polymerointiprosessien

Polymerointiprosessit ovat kemiallisia prosesseja, joissa pienemmistä yksiköistä eli monomeereista muodostuu pidempiä molekyyliketjuja, eli polymeerejä. Prosessit määrittävät lopullisen polymeerimateriaalin ominaisuudet, kuten kestävyyden, joustavuuden ja lämmönkeston. Niihin vaikuttavat sekä monomeerien valinta että reaktoroiden olosuhteet, kuten lämpötila, paine ja katalyyttien tai aloitteiden käyttö.

Kaksi päätyyppiä ovat additiopolimerointi ja kondensaatiopolimerointi. Additiopolimeroinnissa monomeerit liittyvät toisiinsa ketjumaisella kasvulla ilman sivuhajoja, ja prosessiin liittyvät usein aloitus-, propagaatio- ja lopetustoimet. Kondensaatiopolimeroinnissa molemmat reaktiot muodostavat polymerin sekä pienemmän molekyylin (esimerkiksi veden) poistumisen seurauksena. Näillä menetelmillä syntyvät esimerkiksi polyesterit ja polyamidit.

Polymerejä valmistetaan erilaisissa reaktoreissa ja -massoissa, kuten bulk-, liuos-, emulsio- ja suspensio-polymeroinnissa. Jokaisella menetelmällä on omat edut mitoituksessa tuotantomäärien, viskositeetin ja muiden prosessiarvojen hallinnassa. Aloitukseen käytetään erilaisia katalyytteja ja aloitteita, kuten vapaita radikaaleja, anionisia tai cationisia aloitteita sekä koordinaatiokatalyyttejä.

Kontrollointia ja rakennetta voidaan muokata living- tai kontrolloiduilla polymerointimenetelmillä, kuten RAFT- tai ATRP-tekniikoilla. Tämä mahdollistaa erilaisten copolymeerien, kuten blokkien, satunnaisten tai graft-rakenteiden, suunnittelun. Polymeerien rakenteet vaikuttavat niiden lämpöominaisuuksiin, mekaanisiin ominaisuuksiin ja käyttökohteisiin.

Tyypillisiä sovelluksia ovat muovit, kuitut, elastomeerit ja pinnoitteet. Prosessit huomioivat ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat sekä raaka-aineiden ja energian kestävän käytön.