polymeroitumisnopeus

Polymeroitumisnopeus on prosessin nopeus, jolla monomeeriyksiköt yhdistyvät polymeeriketjuiksi. Yleisesti sitä kuvataan monomeerin kulutuksen nopeutena Rp = -d[M]/dt (mol/(L·s)), eli kuinka nopeasti monomeeri häviää reagointialueelta. Polymeroitumisnopeus voidaan määritellä sekä kokonais- että paikallisina latioina riippuen mittauksesta ja tarkoituksesta.

Kaksi päätyyppia polymeroitumisessa erotetaan usein: ketjuvaiheinen (ketjuvaipallinen) ja vaiheittainen polymerointi. Ketjuvaiheisessa polymeroitumisessa nopeus määräytyy pääasiassa propagoinnin ja aktiivisten ketju-esiintymien määrän mukaan; Rp voi riippua voimakkaasti [M] sekä reaktiivisten keskusten (esim. radikaalit) konsentraatiosta. Vaiheittaisessa polymeroinnissa monomeerien reaktioiden törmäystiheys kontrolloi Rp:tä, ja nopeus kehittyy usein konversioiden kasvaessa.

Olosuhteet vaikuttavat merkittävästi Rp:hen. Lämpötila nousee yleensä nopeutta nostavasti (Arrheniukseksi kutsuttu lämpötilariippuvuus), mutta liian korkea lämpötila voi lisätä sivureaktioita ja heikentää lopullisia ominaisuuksia. Monomeerin ja aktivointikeskuksen (alkaa, katalyytti tai initiator) konsentraatiot sekä liuotinaineen ominaisuudet ja paine vaikuttavat myös riippuvuuteen Rp:stä. Sivuankkuroivat tekijät, kuten inhibiittorit, ketjukatkoksia aiheuttavat reaktiot ja liuottimen häiriöt, voivat hidastaa tai nopeuttaa polymeroitumista.

Mittaukseen käytetään kalorimetriaa, NMR- tai FTIR-spektroskopiaa sekä gravimetrisiä menetelmiä, joilla seurataan monomeerin vähenemistä tai polymerin muodostumista. Tiedot Rp:stä ovat keskeisiä polymeerien keskipainon, rakenteen ja prosessoinnin hallinnassa.