Polümerisatsioon: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub
PResümee puudub
1. rida: 1. rida:
[[Pilt:Styrene polymerization.png|pisi|Stüreeni polümerisatsioon]]
[[Pilt:Styrene polymerization.png|pisi|Stüreeni polümerisatsioon]]
'''Polümerisatsioon''' ehk '''polümeerumine''' ehk '''polümeriseerumine''' on [[keemiline reaktsioon|keemiline protsess]], milles madalmolekulaarse ühendi ([[monomeer]]i M) molekulid ühinevad üksteisega moodustades kõrgmolekulaarse (makromorekulaarse) ühendi, milles üksteisele järgnevalt ([[lineaarne molekul|lineaarsete ahelatega polümeer]]) või hargnevalt (hargnevate ahelatega polümeer) on keemiliselt seotud väga suur arv monomeerile vastavaid [[elementaarlüli]]sid:
'''Polümerisatsioon''' ehk '''polümeerumine''' ehk '''polümeriseerumine''' on [[keemiline reaktsioon|keemiline protsess]], milles madalmolekulaarse ühendi ([[monomeer]]i M) molekulid ühinevad üksteisega moodustades kõrgmolekulaarse (makromorekulaarse) ühendi, milles üksteisele järgnevalt ([[lineaarne molekul|lineaarsete ahelatega polümeer]]) või hargnevalt (hargnevate ahelatega polümeer) on keemiliselt seotud väga suur arv monomeerile vastavaid [[elementaarlüli]]sid:
nM (-M)<sub>n</sub>–
nM → (-M)<sub>n</sub>–


Täielikus molekulaarvalemis esinevad lisaks polümeersele põhiahelale ka otsmised rühmad. Happekatalüütilises polümerisatsioonis on reeglina algusrühmaks vesinik (see on prootoni liitumine) ja lõpprühma annab näiteks deprotoneerumine: H(-M)<sub>n</sub>-CH=CH<sub>2</sub>. Kõrgpolümeerides n = ...1000...10000...
Täielikus molekulaarvalemis esinevad lisaks polümeersele põhiahelale ka otsmised rühmad. Happekatalüütilises polümerisatsioonis on reeglina algusrühmaks vesinik (see on prootoni liitumine) ja lõpprühma annab näiteks deprotoneerumine: H(-M)<sub>n</sub>-CH=CH<sub>2</sub>. Kõrgpolümeerides n = ...1000...10 000...


[[Makromolekul]]ide omaette klassi moodustavad [[biopolümeerid]], mis sünteesitakse elusorganismides.
[[Makromolekul]]ide omaette klassi moodustavad [[biopolümeerid]], mis sünteesitakse elusorganismides.


''Polümerisatsioonireaktsioonid toimuvad enamasti pöördumatult''. Polümeeride süntees võib realiseeruda olenevalt [[initsieerimisreaktsioon|initsieerimisviisist]] [[karbokatioon|katioonsete]], [[karbanioon|anioonsete]] või [[vaba radikaal|radikaalsete]] aktiivsete [[intermediaat]]ide vahendusel või koordinatsiooni mehhanismi järgi. Polümeeride olulised karakteristikud on [[polümerisatsiooniaste]] n ja keskmine [[molekulmass]] M<sub>W</sub>. Polümeeride omadused on oluliselt erinevad vastavate monomeeride omadustest.
''Polümerisatsioonireaktsioonid toimuvad enamasti pöördumatult''. Polümeeride süntees võib realiseeruda olenevalt [[initsieerimisreaktsioon|initsieerimisviisist]] [[karbokatioon|katioonsete]], [[karbanioon|anioonsete]] või [[vaba radikaal|radikaalsete]] aktiivsete [[intermediaat]]ide vahendusel või koordinatsiooni mehhanismi järgi. Polümeeride olulised karakteristikud on [[polümerisatsiooniaste]] n ja keskmine [[molekulmass]] M<sub>W</sub>. Polümeeride omadused on oluliselt erinevad vastavate monomeeride omadustest.


Kui omavahel liituvad ühe monomeeri molekulid, siis on tegu homopolümerisatsiooniga, saadakse [[homopolümeer]]. Kui liituvad erinevate monomeeride molekulid, siis on tegu kopolümerisatsiooniga, saadakse [[kopolümeer]].
Kui omavahel liituvad ühe monomeeri molekulid, siis on tegu homopolümerisatsiooniga, saadakse [[homopolümeer]]. Kui liituvad erinevate monomeeride molekulid, siis on tegu kopolümerisatsiooniga, saadakse [[kopolümeer]].


[[Polükondensatsioon]] on polümeersete makromolekulide moodustumine bi- (või multi-)[[funktsionaalne rühm|funktsionaalsetest]] ühenditest, millega kaasneb väikeste molekulide ([[vesi]], [[ammoniaak]], [[alkoholid|alkohol]], [[vesinikkloriid]] jm) eraldumine. Siin realiseerub [[kondensatsioonireaktsioon|kondensatsiooni]] mehhanism ja kogu protsessi jooksul toimub astmeline ahela kasv üle stabiilsete vaheproduktide.
[[Polükondensatsioon]] on polümeersete makromolekulide moodustumine bi- (või multi-)[[funktsionaalne rühm|funktsionaalsetest]] ühenditest, millega kaasneb väikeste molekulide ([[vesi]], [[ammoniaak]], [[alkoholid|alkohol]], [[vesinikkloriid]] jm) eraldumine. Siin realiseerub [[kondensatsioonireaktsioon|kondensatsiooni]] mehhanism ja kogu protsessi jooksul toimub astmeline ahela kasv üle stabiilsete vahesaaduste.


[[Oligomerisatsioon]] on polümerisatsiooniprotsess, kus monomeer konverteeritakse madala [[polümerisatsiooniaste|polümerisatsiooniastmeni]] (n = …10…100…).
[[Oligomerisatsioon]] on polümerisatsiooniprotsess, kus monomeer konverteeritakse madala [[polümerisatsiooniaste|polümerisatsiooniastmeni]] (n = …10…100…).


Monomeeri suhtes [[ekvivalent]]se või suurema hulga aktiivse [[ahela ülekanne|ahela ülekandja]] (A–B) lisamisel saadakse väga madala polümerisatsiooniastmega molekulid (n = 1, 2, 3, …10…), nimetatakse [[telomerisatsioon]]: nM + A–BA–(M<sub>n</sub>)–B. Tihti on siin eesmärk saada produktid, kus n=1 või n=2.
Monomeeri suhtes [[ekvivalent]]se või suurema hulga aktiivse [[ahela ülekanne|ahela ülekandja]] (A – B) lisamisel saadakse väga madala polümerisatsiooniastmega molekulid (n = 1, 2, 3, …10…), nimetatakse [[telomerisatsioon]]: nM + A BA – (M<sub>n</sub>) – B. Tihti on siin eesmärk saada saadused, kus n = 1 või n = 2.


[[Elav polümerisatsioon]] (''living polymerization'') on [[liitumispolümerisatsioon]]i alaliik, kus süsteemis ei esine [[ahela lõpetamine|reaktsiooniahela lõpetamise]] ja [[ahela ülekanne|ülekande]] reaktsioone ning [[initsieerimine|initsieerimise]] kiirus ületab [[ahela kasv]]u kiirust. Seega süsteemis „elavad” aktiivsed polümeersed molekulid.
[[Elav polümerisatsioon]] (''living polymerization'') on [[liitumispolümerisatsioon]]i alaliik, kus süsteemis ei esine [[ahela lõpetamine|reaktsiooniahela lõpetamise]] ja [[ahela ülekanne|ülekande]] reaktsioone ning [[initsieerimine|initsieerimise]] kiirus ületab [[ahela kasv]]u kiirust. Seega süsteemis „elavad” aktiivsed polümeersed molekulid.


[[Koordinatiivne polümerisatsioon]] on liitumispolümerisatsiooni meetod, milles monomeerid liidetakse ahelale aktiivse [[metallorgaanilised ühendid|metallorgaanilise]] katalüsaatori manulusel. Näiteks kasutatakse [[Ziegleri-Natta katalüsaator]]it.
[[Koordinatiivne polümerisatsioon]] on liitumispolümerisatsiooni meetod, milles monomeerid liidetakse ahelale aktiivse [[metallorgaanilised ühendid|metallorgaanilise]] katalüsaatori manulusel. Näiteks kasutatakse [[Ziegleri-Natta katalüsaator]]it.


Peamised polümeeride sünteesi meetodid on plokimeetod (lähteaine(te) ja [[katalüsaator]]i segus ilma lahustita), lahusemeetod (kasutatakse [[lahusti]]t) ja [[emulsioon]]imeetod (monomeer emulgeeritakse mittesegunevas vedelikus, enamasti vees).
Peamised polümeeride sünteesi meetodid on plokimeetod (lähteaine(te) ja [[katalüsaator]]i segus ilma lahustita), lahusemeetod (kasutatakse [[lahusti]]t) ja [[emulsioon]]imeetod (monomeer emulgeeritakse mittesegunevas vedelikus, enamasti vees).


==Polümerisatsiooni põhitüübid: kaks kontseptsiooni==
==Polümerisatsiooni põhitüübid: kaks kontseptsiooni==
[[Pilt:Comparison between SG and CG.jpg|pisi|[[Molekulkaal]]u sõltuvus [[Konversioon (keemia)|konversioonist]]ist [[astmeline polümerisatsioon|astmelise]] (punane kõver) ja [[elav polümerisatsioon|elava]] (must kõver) polümerisatsiooni korral. <br> [[Ahelpolümerisatsioon]]i korral produkti molekulkaal protsessi kulgedes oluliselt ei muutu.]]
[[Pilt:Comparison between SG and CG.jpg|pisi|[[Molekulkaal]]u sõltuvus [[Konversioon (keemia)|konversioonist]]ist [[astmeline polümerisatsioon|astmelise]] (punane kõver) ja [[elav polümerisatsioon|elava]] (must kõver) polümerisatsiooni korral. <br> [[Ahelpolümerisatsioon]]i korral saaduse molekulkaal protsessi kulgedes oluliselt ei muutu.]]




Olenevalt [[monomeer]]i keemilisest ehitusest esineb suur hulk erinevaid polümerisatsiooni mehhanisme. [[Elementaarreaktsioon]]ide (ehk [[reaktsioonimehhanism|mehhanismi]]) põhjal jagatakse polümerisatsioonireaktsioonid kahte põhitüüpi:
Olenevalt [[monomeer]]i keemilisest ehitusest esineb suur hulk erinevaid polümerisatsiooni mehhanisme. [[Elementaarreaktsioon]]ide (ehk [[reaktsioonimehhanism|mehhanismi]]) põhjal jagatakse polümerisatsioonireaktsioonid kahte põhitüüpi:
*[[ahelpolümerisatsioon]] (''chain-growth polymerization'') – kus [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised monomeeri molekulid [[initsiaator]]i juuresolekul annavad aktiivsed [[intermediaat|intermediaadid]], mis liituvad monomeeri kaksiksideme või tsükliga moodustades üha kasvavad aktiivsed intermediaadid ja lõpuks makromolekulid
*[[ahelpolümerisatsioon]] (''chain-growth polymerization'') – kus [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised monomeeri molekulid [[initsiaator]]i juuresolekul annavad aktiivsed [[intermediaat|intermediaadid]], mis liituvad monomeeri kaksiksideme või tsükliga moodustades üha kasvavad aktiivsed intermediaadid ja lõpuks makromolekulid
*[[astmeline polümerisatsioon]] (''step-growth polymerization'') – kus bi- või multi[[funktsionaalrühm|funktsionaalne]] monomeer reageerib andes stabiilsed [[vaheprodukt]]id: [[dimeer]]id, edasi [[trimeer]]id, edasi [[oligomeer]]id ja lõpuks pikad polümeersed ahelad; astmelise mehhanismi järgi kulgevad kõik [[polükondensatsioon]]i protsessid, milles [[kõrvalprodukt]]ina eraldub (eraldatakse) mingi lihtne ühend, näiteks [[vesi]], [[ammoniaak]] jm;.
*[[astmeline polümerisatsioon]] (''step-growth polymerization'') – kus bi- või multi[[funktsionaalrühm|funktsionaalne]] monomeer reageerib andes stabiilsed [[vaheprodukt|vahesaadused]]: [[dimeer]]id, edasi [[trimeer]]id, edasi [[oligomeer]]id ja lõpuks pikad polümeersed ahelad; astmelise mehhanismi järgi kulgevad kõik [[polükondensatsioon]]i protsessid, milles [[Kõrvalsaadus|kõrvalsaadusena]] eraldub (eraldatakse) mingi lihtne ühend, näiteks [[vesi]], [[ammoniaak]] jm.


Teine kontseptsioon polümerisatsioonireaktsioonide klassifitseerimisel lähtub [[brutoreaktsioon]]idest. Siin on samuti kaks põhiklassi, mis enamasti langevad kokku eeltoodud kahe põhitüübiga, kuid mitte kõigil juhtudel. Siin eristatakse:
Teine kontseptsioon polümerisatsioonireaktsioonide klassifitseerimisel lähtub [[brutoreaktsioon]]idest. Siin on samuti kaks põhiklassi, mis enamasti langevad kokku eeltoodud kahe põhitüübiga, kuid mitte kõigil juhtudel. Siin eristatakse:
59. rida: 59. rida:
Ahelpolümerisatsiooniks nimetatakse [[polümerisatsioon]]ireaktsiooni, milles [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised [[monomeer]]i [[molekul]]id liituvad üksteisega kaksiksideme või tsükli katkemise läbi ja moodustavad kõrgmolekulaarsed molekulid.
Ahelpolümerisatsiooniks nimetatakse [[polümerisatsioon]]ireaktsiooni, milles [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised [[monomeer]]i [[molekul]]id liituvad üksteisega kaksiksideme või tsükli katkemise läbi ja moodustavad kõrgmolekulaarsed molekulid.


Ahelpolümerisatsiooni annavad põhiliselt [[küllastumata ühendid]] ([[alkeenid]], [[dieenid]], [[vinüüleetrid]], [[stüreen]]i [[derivaat|derivaadid]]). [[heterotsüklid|Heterotsüklilised]] monomeerid moodustavad lineaarseid ahelaid [[katioonne polümerisatsioon|katioonses]] [[tsükliavamispolümerisatsioon]]is. Ahelpolümerisatsiooni esilekutsumiseks, [[initsieerimine|aktiivsete tsentrite]] tekitamiseks, lisatakse monomeerile [[initsiaator]]it või [[katalüsaator]]it.
Ahelpolümerisatsiooni annavad põhiliselt [[küllastumata ühendid]] ([[alkeenid]], [[dieenid]], [[vinüüleetrid]], [[stüreen]]i [[derivaat|derivaadid]]). [[heterotsüklid|Heterotsüklilised]] monomeerid moodustavad lineaarseid ahelaid [[katioonne polümerisatsioon|katioonses]] [[tsükliavamispolümerisatsioon]]is. Ahelpolümerisatsiooni esilekutsumiseks, [[initsieerimine|aktiivsete tsentrite]] tekitamiseks, lisatakse monomeerile [[initsiaator]]it või [[katalüsaator]]it.


Ahelpolümerisatsiooni protsessides esineb vähemalt kolm (või neli) vahestaadiumi.
Ahelpolümerisatsiooni protsessides esineb vähemalt kolm (või neli) vahestaadiumi.
Vastavalt monomeeri (M) keemilisele olemusele valitakse [[initsieerimisreaktsioon|initsiaator ]]/[[katalüsaator]], mis annab aktiivse [[intermediaat|intermediaadi]] (AM*), mis edasi annab monomeeriga [[ahela kasv]]u reaktsiooni.
Vastavalt monomeeri (M) keemilisele olemusele valitakse [[initsieerimisreaktsioon|initsiaator ]]/[[katalüsaator]], mis annab aktiivse [[intermediaat|intermediaadi]] (AM*), mis edasi annab monomeeriga [[ahela kasv]]u reaktsiooni.


:::A* + M → AM*, kusjuures see aktiivne intermediaat võib olla
:::A* + M → AM*, kusjuures see aktiivne intermediaat võib olla
68. rida: 68. rida:
:*[[karbokatioon]] (AM<sup>+</sup>) – [[katioonne polümerisatsioon|katioonses polümerisatsioon]]is
:*[[karbokatioon]] (AM<sup>+</sup>) – [[katioonne polümerisatsioon|katioonses polümerisatsioon]]is
:*[[karbanioon]] (AM<sup>–</sup>) – [[anioonne polümerisatsioon|anioonses polümerisatsioon]]is
:*[[karbanioon]] (AM<sup>–</sup>) – [[anioonne polümerisatsioon|anioonses polümerisatsioon]]is
:*[[organometalliline kompleks]] – [[koordinatsioonipolümerisatsioon]]is
:*[[organometalliline kompleks]] – [[koordinatsioonipolümerisatsioon]]is


===Polümerisatsiooni initsiaator ''vs'' katalüsaator===
===Polümerisatsiooni initsiaator ''vs'' katalüsaator===
79. rida: 79. rida:
==Polükondensatsiooni mehhanism==
==Polükondensatsiooni mehhanism==
{{Main|Polükondensatsioon}}
{{Main|Polükondensatsioon}}
Polükondensatsioon on [[polümeer]]ide või [[polükondensaat]]ide saamine ühest või mitmest [[monomeer]]ist, mis sisaldavad erinevaid [[funktsionaalrühm|funktsionaalseid rühmi]] (näiteks [[karboksüülrühm|–COOH]], [[hüdroksüülrühm|–OH]], [[aminorühm|–NH<sub>2</sub>]]). Funktsionaalrühmade reageerimisel eraldub kõrvalproduktina mingi madalmolekulaarne ühend (näiteks [[vesi]] või [[alkoholid|alkohol]]).
Polükondensatsioon on [[polümeer]]ide või [[polükondensaat]]ide saamine ühest või mitmest [[monomeer]]ist, mis sisaldavad erinevaid [[funktsionaalrühm|funktsionaalseid rühmi]] (näiteks [[karboksüülrühm|–COOH]], [[hüdroksüülrühm|–OH]], [[aminorühm|–NH<sub>2</sub>]]). Funktsionaalrühmade reageerimisel eraldub kõrvalsaadusena mingi madalmolekulaarne ühend (näiteks [[vesi]] või [[alkoholid|alkohol]]).


Polükondensatsioon toimub [[astmeline polümerisatsioon|astmelise polümerisatsiooni]] mehhanismi järgi.
Polükondensatsioon toimub [[astmeline polümerisatsioon|astmelise polümerisatsiooni]] mehhanismi järgi.

Redaktsioon: 27. september 2015, kell 04:40

Stüreeni polümerisatsioon

Polümerisatsioon ehk polümeerumine ehk polümeriseerumine 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 otsmised rühmad. Happekatalüütilises polümerisatsioonis on reeglina algusrühmaks vesinik (see on prootoni liitumine) ja lõpprühma annab näiteks deprotoneerumine: H(-M)n-CH=CH2. Kõrgpolümeerides n = ...1000...10 000...

Makromolekulide omaette klassi moodustavad biopolümeerid, mis sünteesitakse elusorganismides.

Polümerisatsioonireaktsioonid toimuvad enamasti pöördumatult. Polümeeride süntees võib realiseeruda olenevalt initsieerimisviisist katioonsete, anioonsete või radikaalsete aktiivsete intermediaatide vahendusel või koordinatsiooni mehhanismi järgi. Polümeeride olulised karakteristikud on polümerisatsiooniaste n ja keskmine molekulmass MW. Polümeeride omadused on oluliselt erinevad vastavate monomeeride omadustest.

Kui omavahel liituvad ühe monomeeri molekulid, siis on tegu homopolümerisatsiooniga, saadakse homopolümeer. Kui liituvad erinevate monomeeride molekulid, siis on tegu kopolümerisatsiooniga, saadakse kopolümeer.

Polükondensatsioon on polümeersete makromolekulide moodustumine bi- (või multi-)funktsionaalsetest ühenditest, millega kaasneb väikeste molekulide (vesi, ammoniaak, alkohol, vesinikkloriid jm) eraldumine. Siin realiseerub kondensatsiooni mehhanism ja kogu protsessi jooksul toimub astmeline ahela kasv üle stabiilsete vahesaaduste.

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. Tihti on siin eesmärk saada saadused, kus n = 1 või n = 2.

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.

Koordinatiivne polümerisatsioon on liitumispolümerisatsiooni meetod, milles monomeerid liidetakse ahelale aktiivse metallorgaanilise katalüsaatori manulusel. Näiteks kasutatakse Ziegleri-Natta katalüsaatorit.

Peamised polümeeride sünteesi meetodid on plokimeetod (lähteaine(te) ja katalüsaatori segus ilma lahustita), lahusemeetod (kasutatakse lahustit) ja emulsioonimeetod (monomeer emulgeeritakse mittesegunevas vedelikus, enamasti vees).

Polümerisatsiooni põhitüübid: kaks kontseptsiooni

Molekulkaalu sõltuvus konversioonistist astmelise (punane kõver) ja elava (must kõver) polümerisatsiooni korral.
Ahelpolümerisatsiooni korral saaduse molekulkaal protsessi kulgedes oluliselt ei muutu.


Olenevalt monomeeri keemilisest ehitusest esineb suur hulk erinevaid polümerisatsiooni mehhanisme. Elementaarreaktsioonide (ehk mehhanismi) põhjal jagatakse polümerisatsioonireaktsioonid kahte põhitüüpi:

Teine kontseptsioon polümerisatsioonireaktsioonide klassifitseerimisel lähtub brutoreaktsioonidest. Siin on samuti kaks põhiklassi, mis enamasti langevad kokku eeltoodud kahe põhitüübiga, kuid mitte kõigil juhtudel. Siin eristatakse:

Astmelise polümerisatsiooni ja ahelpolümerisatsiooni võrdlus

Alljärgnevalt on toodud astmelise polümerisatsiooni (realiseerub monomeeri molekulide järjestikulise liitumise kaudu) võrdlus ahelpolümerisatsiooniga (realiseerub aktiveeritud molekuli monomeeriga ahelliitumise kaudu).

Astmeline polümerisatsioon Ahelpolümerisatsioon
Järjestikune ühinemismehhanism algusest lõpuni Esineb mitu staadiumi: initsieerimine, aktiivse ahela kasv ja ahela lõpetamine või ülekanne
Initsiaatorit ei tarvitse lisada Initsiaator on vajalik
Molekulide kasv algab ja levib kogu massis Monomeer liitub ainult kasvava ahela aktiivse otsaga
Monomeer hakkab kiiresti kaduma juba reaktsiooni alguses (monomeerdimeeridtrimeerid→tetrameerid→…) Osa monomeeri on segus ka pika aja järel
Keskmine molekulmass kasvab aeglaselt madalala konversiooni juures ja alles reaktsiooni lõpul saadakse kõrgpolümeerid Keskmine molekulmass ei muutu oluliselt protsessi käigus
Ahelad säilitavad reaktsioonivõime (puudub ahela lõpetamine) Ahela lõpetamise järel ei ole see aktiivne

Ahelpolümerisatsiooni mehhanism

 Pikemalt artiklis Ahelpolümerisatsioon

Ahelpolümerisatsiooniks nimetatakse polümerisatsioonireaktsiooni, milles kaksiksidet sisaldavad või tsüklilised monomeeri molekulid liituvad üksteisega kaksiksideme või tsükli katkemise läbi ja moodustavad kõrgmolekulaarsed molekulid.

Ahelpolümerisatsiooni annavad põhiliselt küllastumata ühendid (alkeenid, dieenid, vinüüleetrid, stüreeni derivaadid). Heterotsüklilised monomeerid moodustavad lineaarseid ahelaid katioonses tsükliavamispolümerisatsioonis. Ahelpolümerisatsiooni esilekutsumiseks, aktiivsete tsentrite tekitamiseks, lisatakse monomeerile initsiaatorit või katalüsaatorit.

Ahelpolümerisatsiooni protsessides esineb vähemalt kolm (või neli) vahestaadiumi. Vastavalt monomeeri (M) keemilisele olemusele valitakse initsiaator /katalüsaator, mis annab aktiivse intermediaadi (AM*), mis edasi annab monomeeriga ahela kasvu reaktsiooni.

A* + M → AM*, kusjuures see aktiivne intermediaat võib olla

Polümerisatsiooni initsiaator vs katalüsaator

Aineid, mis monomeeri keskkonnas moodustavad aktiivseid osakesi ja alustavad ahela kasvu reaktsiooni, nimetatakse initsiaatoriteks või katalüsaatoriteks.

Radikaalpolümerisatsiooni initsiaatoriteks on ained, mis kergesti moodustavad vabu radikaale. Iga moodustunud radikaal võib ühineda monomeeri molekuliga ja alustada üht reaktsiooniahelat, see on üht polümeerset molekuli. Seejuures initsiaatoriks olnud osake jääb seotuks ahela „algusega” ja ei osale järgnevates reaktsioonietappides. Initsiaator reaktsiooni käigus kasutatakse ära pöördumatult, kuid selle asemele tekib uus radikaal.

Ioonpolümerisatsiooni katalüsaatoriteks on ained, mis reaktsiooni keskkonnas moodustavad ioonipaare või oluliselt polariseeritud komplekse, mis alustavad polümerisatsiooniahelat. Need ioonipaarid või polaarsed molekulid (erinevalt vabadest radikaalidest) osalevad igas järgnevas ahela kasvu etapis, s.t. elementaarreaktsioonis järgmise monomeeri molekuliga. Katalüsaatorit protsessi käigus ära ei kasutata ja see regenereerub.

Polükondensatsiooni mehhanism

 Pikemalt artiklis Polükondensatsioon

Polükondensatsioon on polümeeride või polükondensaatide saamine ühest või mitmest monomeerist, mis sisaldavad erinevaid funktsionaalseid rühmi (näiteks –COOH, –OH, –NH2). Funktsionaalrühmade reageerimisel eraldub kõrvalsaadusena mingi madalmolekulaarne ühend (näiteks vesi või alkohol).

Polükondensatsioon toimub astmelise polümerisatsiooni mehhanismi järgi.

Kasutamine

Polümeere võib saada väga laias ulatuses varieeruvate omadustega olenevalt valitud lähteaine(te)st, initsieerimisviisist, sünteesi meetodist ja tingimustest jne. Sellest tulenevad ka loendamatud sünteetiliste polümeeride kasutusalad:

Vaata ka