La polimerizzazione è un processo in cui da molecole di piccole dimensioni dette monomeri si uniscono tra loro per dare una macromolecola detta polimero.
I polimeri dal greco πολυ e μερος che significa “che ha molte parti” possono essere di origine naturale come i polisaccaridi, le proteine e gli acidi nucleici e di origine sintetica come il polipropilene, il polistirene e il polivinilcloruro.
La classificazione dei polimeri può essere fatta secondo alcuni criteri. Tra essi quello dovuto al chimico statunitense Paul Flory vincitore del Premio Nobel per la chimica nel 1974 . Egli distinse i polimeri sulla base del meccanismo attraverso il quale avviene la reazione che può avvenire a catena o a stadi.
A catena
Avviene grazie a un iniziatore costituito da un carbocatione, un carbanione o un radicale. La specie si somma a un monomero spostando il centro di reattività all’estremità della catena a mano a mano che questa cresce mediante conversione di doppi legami presenti nell’unità monomerica in legami saturi.
Esempi sono quella cationica, anionica e radicalica.
In una polimerizzazione cationica la crescita delle catene avviene mediante addizione delle molecole di monomero ad un centro attivo recante una carica positiva.
La generazione delle specie ioniche avviene o per scissione eterolitica di legami o per dissociazione di opportuni precursori cationici.
La polimerizzazione anionica che fornisce polimeri ad elevata stereoregolarità avviene con un meccanismo analogo alla polimerizzazione cationica. La differenza è che le catene in crescita sono cariche negativamente.
Quella radicalica consiste in una reazione a catena in cui si ha inizialmente l’addizione del radicale alla prima unità monomerica formatosi a seguito di una scissione omolitica di legami promossa dall’iniziatore.
A stadi
Quella a stadi è, in genere, una polimerizzazione per condensazione in cui due molecole si combinano tra loro per dare una molecola con un maggior peso molecolare ed eliminazione di un’altra molecola a basso peso molecolare.
Le reazioni per condensazione richiedono monomeri di partenza aventi requisiti particolari
È infatti necessario che i monomeri presentino determinati gruppi funzionali quali il gruppo alcolico il gruppo amminico e il gruppo carbossilico. Inoltre ciascun monomero deve avere almeno due siti reattivi ovvero due gruppi funzionali. Alcuni monomeri che hanno più di due siti reattivi determinano, nel polimero risultante, ramificazione tra le catene e aumento del peso molecolare.