Kopolimerizasyon (copolymerization)

İki ya da daha çok monomer birimlerinin bir yüksek polimer içinde bağlanması olayına kopolimerizasyon, böyle bir reaksiyonla elde edilen ürüne ise kopolimer denir. Çeşitli kopolimer moleküllerinde ve hatta bir tek kopolimer molekülünün değişik kısımlarında farklı monomer birimlerinin sayılarının birbirlerine göre hep aynı oranda olması zorunlu değildir. Ancak kopolimerler, iki çeşit homopolimerin bir karışımı değildir ve her kopolimer molekülünde farklı monomer birimleri birbirlerine kimyasal bağlarla bağlanmışlardır.

Basamaklı polimerizasyon reaksiyonlarıyla elde edilen polimerlerin çoğunda, örneğin poli(hekzametilen adipat) veya poli(etilen tereftalat) sentezlerinde, iki farklı monomer kullanılır; elde edilen polimer, zincir boyunca iki farklı yapı gösterir. Zincir reaksiyonu polimerizasyonlarında ise sadece bir monomerin reaksiyona girmesiyle polimer elde edilir; iki monomerin karışımı ile yapılırsa bu birimler kopolimerizasyona uğrar ve bir kopolimer elde edilir.

Polimer kimyasının geniş bir bilim dalı olarak kurulduğu 1950 yıllarından sonra, makromoleküller üzerindeki bilimsel ve endüstriyel ilgi giderek kopolimerizasyon reaksiyonlarına kaymıştır. Bunun çeşitli nedenleri bulunmaktadır. Zincir polarizasyonlarında monomerlerin, radikallerin, karbonyum iyonlarının ve karbanyonların reaktifliği üzerindeki bilgilerin çoğu kopolimerizasyon reaksiyonlarının incelenmesine dayanır. Özellikle kimyasal yapının reaktiflik üzerindeki etkisini anlamak için monomerlerin kopolimerizasyondaki davranışlarının bilinmesi yararlı olmaktadır.

Kopolimerizasyon teknolojik bakımdan büyük önem taşır. Polimer kimyacı, bu işlemden yararlanarak, istenilen özelliklerdeki bir polimerik ürünü daha geniş bir hareket serbestliği içinde tasarlayıp hazırlayabilir. çünkü, kopolimere giren monomerlerin çeşitleri ile göreceli miktarlarının değiştirilmesi, hemen hemen sınırsız sayıda farklı polimerlerin yapılması olanağını getirmektedir.

Kopolimerizasyon işleminin uygulamada getirdiği çeşitlemeleri görmek için polistirenin incelenmesi klasik bir örnek olarak bilinmektedir. Polistiren kolay kırılan, darbe direnci düşük, çözücülere dayanıksız bir plastik olup oldukça sınırlı yerlerde kullanılabilir. Stirenin kopolimerizasyonu ile elde edilen polimerik ürünler ise polistirenin kullanım alanlarını genişletmekte ve bu polimerin bildiğimiz en faydalı maddelerden biri olmasını sağlamaktadır. Yıllık üretimin 5 milyon ton dolaylarında oluşu bu görüşü açıkça kanıtlar. Stirenin kopolimerleri (ve terpolimerleri) sadece plastik olarak değil, fakat elastomer olarak da kullanılır. Stirenin akrilonitril ile kopolimerizasyonu ile darbe direnci yüksek, çözücülere dayanıklı polimerler elde edilir. Bütadien ile verdiği kopolimerler ise elastomerik özelliklere yol açar. Stirenin akrilonitril ve bütadien ile verdiği terpolimerde ise her üç özellik aynı zamanda geliştirilebilir. Etilen-propilen kopolimerlerinde, ikinci bileşenin miktarını değiştirmekle plastik özelliklerinden elastomer özelliklerine geçen polimerler yapılmıştır.

Organik bileşiklerden polimerik maddelerin yapılması yüz yıl kadar geriye gider. İlk kopolimerler, olefin ve diolefinlerden elde edilen (1911) ve kauçuksu özellikler gösteren maddelerdir. Kopolimerlerin uygulama alanı genişlediği halde kopolimerizasyon kinetiği uzun zaman aydınlatılamadı. 1930'lu yıllarda, monomerlerin kopolimere girmekte çeşitli eğilimler gösterdikleri bulundu.

Zincir-reaksiyonu kopolimerizasyonunun kinetiği önce radikal reaksiyonları için geliştirilmiş olmasına karşın yöntem iyonik sistemlere de doğrudan uygulanabilir.

GERİ (polimer kimyası)