polymeroitumiselle

Polymeroituminen on kemiallinen prosessi, jossa pienemmät molekyylit, monomeerit, liittyvät toisiinsa muodostaen pitkiä toistuvia yksiköitä, polymeerejä. Prosessi voi tapahtua useilla mekanismeilla, ja siitä syntyvät materiaalit vaihtelevat kestävyydeltään ja ominaisuuksiltaan. Polymeroituminen on keskeinen ilmiö sekä luonnollisissa että teollisissa synteesiprosesseissa.

Usein polymeroituminen jaetaan additiopolymeroitumiseen ja kondensaatiopolymeroitumiseen. Additiopolymeroitumisessa monomeerit liittyvät suoraan toisiinsa ilman pienen molekyylin poistoa; yleisiä mekanismeja ovat radikaalinen, kationinen ja anioninen polymeroituminen sekä koordinaatio-polymeroituminen. Kondensaatiopolymeroitumisessa taas monomeerit yhdistyvät ja vapautuvat pienet molekyylit, kuten vesi tai alkoholi, jolloin rakenteet pitenevät.

Mekaniikan peruskaava: aloitusvaihe, propagointi ja lopettaminen. Aloitusvaiheessa syntyy reaktiivisia aloittajia (esim. vapaita radikaaleja tai ioni-aktiveja). Propagoinnissa ketju kasvaa toistuvien monomeeriyksiköiden kautta. Lopetus päättää ketjun kasvun joko yhdistämällä kaksi aktiivista ketjua tai reagoimalla endogeenisesti.

Kontrolloitu polymeroituminen, jota kutsutaan usein eläväksi polymeroitumiseksi, pyritään minimoimaan lopettamisten sekä ketjujen päätepisteiden vaihtelun. Tällöin ketjujen pituutta voidaan hallita tarkasti ja end-groupit pysyvät hallussa. Tämä mahdollistaa monimutkaisten polymeeriparametrien suunnittelun.

Sovelluksia ovat muovit, liima-aineet, kuidut ja hartsit. Polymeroituminen on ratkaiseva prosessi muoveissa, kuidussa ja hartsien valmistuksessa. Ympäristönäkökohdat korostavat kierrätystä, kierrätettävyyttä sekä biopohjaisten tai biohajoavien polymeerien kehittämistä.