polymerointiprosessin

Polymerointiprosessi on kemiallinen prosessi, jossa pienet monomeerit liittyvät toisiinsa muodostaen suuret polymeerimolekyylit, jotka koostuvat toistuvista yksiköistä. Polymeerien ominaisuudet, kuten lämpötilavakioisuus, mekaaninen lujuus ja sulamispiste, määräytyvät monomeerien rakenteen sekä liittymisreaktiossa syntyvien sidosten tyypin mukaan.

Prosessissa voidaan erottaa kaksi pääkategoriaa: ketjopolimerisaatio ja vaihepolimerisaatio. Ketjopolimerisaatiossa monomeerit lisätään ketjuun aloitusvaiheen jälkeen ja ketju kasvaa toistuvasti ilman pidentymistä sivuketjuilla. Tämä on yleinen menetelmä polyolefiinin ja monien vinylimonomeerien valmistuksessa. Vaihepolimerisaatiossa monomeerien välinen reaktio tapahtuu useiden molekyylien välillä ja lopputuotteena syntyy usein polymeeriketjusta, jolla on pienempien oligomeerien yhteyksiä; tätä käytetään muun muassa polyamidiren, polyesterien ja polyuretaanien valmistuksessa, usein veden tai muun pienmolekyylin poiston kautta.

Prosessi riippuu reaktoreista, lämpötilasta, paineesta sekä katalyytin tai aloittimen tyypistä. Ketjopolimerisaatiossa käytetään usein radikaali-, kationi- tai anionialoittimia; vaihepolimerisaatiossa tyypillisiä ovat kondensaatioreaktiot ja polyadditiot. Kontrolloituja ominaisuuksia ovat molekyylipainon keskihajonta, molekyylipainon mediaani sekä taktiisuus, joka vaikuttaa kiteisyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Esimerkkejä sovelluksista ovat polyeteeni, polystyreeni ja PVC sekä polyesterit ja nylonit. Polymerointiprosesseja kehitetään yhä energiatehokkaammiksi ja ympäristöystävällisemmiksi, esimerkiksi pienemmillä hiilijalanjäljillä ja kierrätyskelpoisten monomeerien käytöllä.