Polümerisatsioon
Allikas: Vikipeedia
Polümerisatsioon on keemiline protsess, milles madalmolekulaarse ühendi (monomeeri M) molekulid ühinevad üksteisega moodustades kõrgmolekulaarse (makromorekulaarse) ühendi, milles üksteisele järgnevalt (lineaarsete ahelatega polümeer) või hargnevalt (hargnevate ahelatega polümeer) on keemiliselt seotud väga suur arv monomeerile vastavaid elementaarlülisid: nM → (-M)n-
Täielikus molekulaarvalemis esinevad lisaks polümeersele põhiahelale ka lõpprühmad. Happekatalüütilises polümerisatsioonis on reeglina algusrühmaks vesinik (see on prootoni liitumine) ja lõpprühma annab näiteks deprotoneerumine: H(-M)n-CH=CH2. Ühest monomeerist saadav produkt on homopolümeer. Kopolümerisatsiooni protsessis osaleb kaks või mitu erinevat monomeeri ja saadakse makromolekulid, mille struktuuris esinevad erinevad lülid.
Polümeeride olulised karakteristikud on polümerisatsiooniaste n ja keskmine molekulmass MW.
Polümerisatsiooniprotsessides esineb vähemalt kolm (või neli) etappi:
- reaktsiooniahela initseerimine (initiation). Vastavalt monomeeri keemilisele olemusele valitakse initsiaator/katalüsaator, mis annab aktiivse intermediaadi
- reaktsiooniahela kasv (propagation), see on monomeeri molekulide liitumine kasvava aktiivse intermediaadiga kas
- ahela kasvu (chain-growth) ehk liitumispolümerisatsiooni protsessis või
- astmelise ühinemise (step-growth) ehk astmelise polümerisatsiooni protsessis (siia arvatakse ka polükondensatsioon)
- reaktsiooniahela lõpetamine (termination) kas rekombinatsiooni, disproportsioneerumise, deprotoneerumise jm reaktsiooni kaudu
- reaktsiooniahela ülekanne (transfer) monomeeri või polümeeri molekuli või solvendi molekuli või lisandi molekuli
Oligomerisatsioon on polümerisatsiooniprotsess, kus monomeer konverteeritakse madala polümerisatsiooniastmeni (n = …10…100…).
Monomeeri suhtes ekvivalentse või suurema hulga aktiivse ahela ülekandja (A–B) lisamisel saadakse väga madala polümerisatsiooniastmega molekulid (n = 1, 2, 3, …10…), nimetatakse telomerisatsioon: nM + A–B → A–(Mn)–B.
Elav polümerisatsioon (living polymerization) on liitumispolümerisatsiooni alaliik, kus süsteemis ei esine reaktsiooniahela lõpetamise ja ülekande reaktsioone ning initsieerimise kiirus ületab ahela kasvu kiirust. Seega süsteemis „elavad” aktiivsed polümeersed molekulid.
Polükondensatsioon on polümeersete makromolekulide moodustumine bi- või polüfunktsionaalsetest ühenditest, millega kaasneb väikeste molekulide (vesi, ammoniaak, alkohol, vesinikkloriid jm) eraldumine.
