polymeroitumisesta

Polymeroituminen on kemiallinen prosessi, jossa monomeeri-yksiköt liittyvät toisiinsa ja muodostavat pitkän polymeerimolekyylin. Polymeerien ominaisuudet määräytyvät monomeerien rakenteen sekä reaktiossa muodostuvien sidosmallien mukaan. Prosessi voi tuottaa sivutuotteita ja tapahtua useilla mekanismeilla.

Karkeasti polymeroituminen voidaan jakaa lisäyspolymerointiin (chain-growth) ja polycondensaatiopolymerointiin (step-growth). Lisäyspolymeroinnissa sitokset muodostuvat ilman pienmolekyylien poistoa; monomeerit liittyvät toisiinsa suoraan. Polycondensaatiopolymeroinnissa puolestaan syntyy pienmolekyylien sivutuotteita, kuten vettä tai alkoholia, ja lopulliset yhteydet syntyvät funktionaalisista ryhmistä.

Lisäyspolymeroinnissa on kolme vaihetta: initiaatio, propagaatio ja lopettaminen. Initiaatiossa syntyy reaktiivinen aloittaja (esim. radikaali); propagate-vaiheessa ketju kasvaa toistuvien reaktioiden kautta; lopetuksessa ketjut voivat katketa tai reagoida toisiinsa. Tämä mekanismi tuottaa usein pitkät ketjut ja korkean molekyylipainon.

Polycondensaatiopolymeroinnissa monomeerien reagointi johtaa kytkentöihin ja sivutuotteiden poistumiseen. Tämä vaatii usein korkeaa konversiota ja tarkkaa stoikiometriata. Esimerkkejä ovat polyestereiden ja polyamidirakenteiden muodostuminen.

Käytössä on useita katalyysijärjestelmiä: radikaali-, ioni- ja koordinaatiokatalyyttejä sekä living-polymerointitekniikoita. Reaktiolämpötilat, paine ja substraatit vaikuttavat molekyylipainoon sekä polydispersiteettiin. Polymeerejä hyödynnetään muoveissa, tekstiileissä, pakkauksissa ja biopolymeerien kehityksessä; varhaisessa tutkimuksessa merkittävä oli Staudingerin macromolekyylien käsite 1900-luvulla.