Polymerisation

Polymerisation är en kemisk reaktion där monomermolekyler sammanfogas till långa polymerkedjor eller tredimensionella nätverk.^[1][2][3] Den kan ske i många olika former och olika system finns för att kategorisera dem, i stegvis polymerisation eller i kedjevis polymerisation. Om polymerisationen sker i form av en kondensationsreaktion kallas den ofta polykondensation.

I kemiska föreningar kan polymerisation ske via en mängd olika reaktionsmekanismer som varierar i komplexitet på grund av de funktionella grupper som finns i reaktanterna^[3] och deras inneboende steriska effekter. I mer enkla polymerisationer bildar alkener polymerer genom relativt enkla radikalreaktioner. Däremot kräver reaktioner som innebär substitution vid en karbonylgrupp mer komplex syntes på grund av det sätt på vilket reaktanter polymeriserar.^[3] Alkaner kan också polymeriseras, men bara med hjälp av starka syror.^[4] Eftersom alkener kan polymerisera i något enkla radikala reaktioner, bildar de användbara föreningar som polyeten och polyvinylklorid (PVC),^[3] som produceras i stora mängder varje år^[3] på grund av deras användbarhet i tillverkningsprocesser av kommersiella produkter, till exempel som rörledningar, isolering och förpackningar. I allmänhet klassificeras polymerer som PVC som "homopolymerer", eftersom de består av upprepade långa kedjor eller strukturer av samma monomerenhet, medan polymerer som består av mer än en monomerenhet kallas sampolymerer.^[5]

Homopolymerer

${\displaystyle A+A+A+...\rightarrow AAAA...}$

Sampolymerer

${\displaystyle A+B+A+B...\rightarrow ABAB...}$

Andra monomerenheter, såsom formaldehydhydrater eller enkla aldehyder, kan polymerisera sig själva vid ganska låga temperaturer (ca -80 °C) för att bilda trimerer.^[3] De är molekyler som består av 3 monomerenheter, som kan cyklisera för att bilda ringcykliska strukturer, eller genomgå ytterligare reaktioner för att bilda tetramer,^[3] eller 4 monomer-enhetsföreningar. Sådana små polymerer kallas oligomerer.^[3] Generellt, eftersom formaldehyd är en exceptionellt reaktiv elektrofil tillåter den nukleofil tillsats av hemiacetalintermediärer, som i allmänhet är kortlivade och relativt instabila "mellanstadie"-föreningar som reagerar med andra icke-polära molekyler närvarande för att bilda mer stabila polymera föreningar.

Polymerisation som inte är tillräckligt modererad och fortskrider i snabb takt kan vara mycket farlig. Detta fenomen är känt som autoacceleration och kan orsaka bränder och explosioner.