radikaalipolymerisaation

Radikaalipolymerisaatio on ketjureaktio, jossa monomeerien liittyminen polymeeriketjuiksi tapahtuu radikaalien vaikutuksesta. Yleisessä muodossaan initiaattori (esim. peroksidi tai azo-yhdiste) lämpötilan tai valon vaikutuksesta muodostaa reagoivia radikaaleja. Prosessi on nopea ja soveltuu monenlaisille monomeereille, mutta kontrolli molekyylipainolle ja rakenteelle on perinteisesti rajoitettua.

Keskeiset vaiheet ovat initiation, propagation ja termination. Initiationissa radikaali muodostuu initiaattorista; propagationissa radikaali lisää monomeerin liittymällä ketjuun; terminationissa kaksi radikaalia liittyy toisiinsa tai tapahtuu ketju-siirto. Hapettuminen tai happea sisältävät tilat estävät reaktiota, joten hapenpoisto tai de-oksigenointi on tavallinen esikäsittely.

Polimerisaatiot voidaan jakaa bulk-, ratkaisu-, emulsio- ja suspensio-polymerisaatioihin. Bulk-polymerisaatiossa reaktio tapahtuu ilman liuotinta; ratkaisu-polymerisaatiossa monomeeri on liuotettu liuottimeen; emulsio-polymerisaatiossa vesipohjaisissa järjestelmissä muodostuu lateksi, ja suspensio-polymerisaatiossa monomeeri on pienissä pisaroissa vedessä. Jokaiselle tyypille on omat edut ja haasteet, kuten lämpötilan hallinta ja molekyylipainon hallinta.

Perinteinen radikaalipolymerisaatio ei ole living-polimerisaatio, mutta voidaan käyttää living-radikaalipolymerisaatioita kuten RAFT, ATRP ja NMP kontrolloidun molekyylipainon saavuttamiseksi.

Sovelluksiin kuuluu laaja kirjo muoveja, kuten polystyreeni, polymetyylimetakrylaatti (PMMA) ja polyvinyylikloriidi (PVC). Prosessi on tärkeä sekä teollisuudessa että tutkimuksessa sen nopeuden, kustannustehokkuuden sekä monomeerivaihtelun ansiosta.