polymerisasjonsmetoder

Polymerisasjon er prosessen der monomerer kobles sammen til lange molekylkjeder kalt polymerer. Metodene deles vanligvis inn i addisjonspolymerisering (chain-growth) og kondensasjonspolymerisering (step-growth). Det finnes også spesialiserte varianter som ringåpningpolymerisering og coordinationspolymerisering. Valg av metode påvirkes av monomerens funksjonelle grupper, ønsket molekylvekt og polymerens struktur, for eksempel om kjedene skal være linear eller forgreinet, og om veksten skal være kontrollert eller levende.

Addisjonspolymerisering innebærer at et aktivt endemolekyl reagerer med et nytt monomer og kjeden vokser uten utskillelse av småmolekyler. Hovedtyper er radikal, anionisk og kationisk polymerisering samt koordinasjonspolymerisering. Radikal polymerisering brukes bredt for vinylmonomerer som etylen og styren, ofte initiert av varme eller lys. Anionisk og kationisk polymerisering gir ofte levende eller kontrollert vekst, noe som er nyttig for presise kopolymerer og polymerkjeder med lav spredning.

Koordinasjonspolymerisering bruker metallkatalysatorer, ofte Ziegler–Natta eller metallocen-systemer, for å danne polyolefiner som polyetylen og polypropylen, ofte med god kontroll over molekylvekt og stereokjemi. En beslektet variant er ROMP (ringåpning-metathese-polymerisering), som åpner sykliske olefiner ved hjelp av metatese-katalysatorer og bygger polymerer med spesielle egenskaper.

Ringåpningpolymerisering (ROP) åpner sykliske monomerer som lactider og kaprolaktoner, ofte ved anioniske eller koordinerende katalysatorer, og gir polyestere og polyetherkjeder. Kondensasjonspolymerisering skjer mellom to funksjonelle grupper og slipper ut et lite molekyl (for eksempel vann eller metanol). Denne prosessen danner polyestere, polyamider og polyuretaner, og konverteringsgraden og reaksjonsbetingelsene styrer sluttproduktets egenskaper.

Kontrollert eller levende polymerisering (for eksempel ATRP, RAFT og NMP) muliggjør styrt molekylvekt og arkitektur, slik som blokkopolymerer og nettverk, og gir høy forutsigbarhet i materialegenskaper.