Frontaalinen polymerointi ( englanniksi fróntal poymerzátion ) on monomeerien polymerointireaktion autoaalto (itse etenevä) tapa . Se voidaan toteuttaa eksotermisissä systeemeissä lämpöimpulssi- paikallisella aloituksella . Sitten muodollisten ominaisuuksien (etuosan läsnäolo, lämmön vapautuminen, kinetiikka) mukaan se viittaa palamisprosessiin .
Se eroaa muista polymerointitavoista (esimerkiksi irtotavarana) liikkuvan kapean (yleensä tasaisen) avaruudellisen rajan läsnäololla, jossa reaktio tapahtuu (reaktiorintama), joka erottaa alkuperäisen monomeerin lopputuotteesta - polymeeristä .
Kemistit Anahit Tonoyan ja Sevan Davtyan löysivät menetelmän vuonna 1972 akryyliamidin nestemäisen sulan polymeroinnin aikana [1] . Myöhemmin se kuvattiin kiinteäfaasimonomeerille - kobolttiakryyliamidille [2] ja muille [3] .
Frontaalinen polymerointi nestefaasissa osuu muodollisesti yhteen Belousovin reaktion kanssa . Kiinteän olomuodon etupolymerointi on orgaanisen itsestään etenevän korkean lämpötilan synteesin erikoistapaus, ja sillä on pääpiirteensä. Yleensä se vaatii erityisten aineiden lisäämistä monomeeri- initiaattoreihin , jotka hajoavat lämpöpulssivyöhykkeellä aktiivisiksi hiukkasiksi ( vapaiksi radikaaleiksi ja ioneiksi ), mikä johtaa polymeroitumiseen. Joissakin tapauksissa initiaattoreiden roolia ovat aineet (typpioksidit), jotka muodostuvat monomeerin lämpöhajoamisen aikana (akryyliamidin kompleksit siirtymämetallinitraattien kanssa) lämpöpulssialueella.
Frontaalista polymeroitumista kutsutaan joskus virheellisesti metallidehydin muodostumiseksi asetaldehydistä, mikä tapahtuu nestemäisen typen lämpötilassa [4] . Tämän prosessin palautuvuus, alhainen lämpötila, pieni kuumennus ja konversio, nopeuden riippumattomuus lämpötilasta, ei-terminen initiaatio (säteilyaltistus, mekaaninen pilkkoutuminen) ovat tyypillisiä faasisiirtymälle, ei peruuttamattomille prosesseille, kuten kiinteän faasin palaminen. .
Frontaalipolymerointituotteet ovat kiinteitä polymeerimateriaaleja tai valmiita tuotteita . Näiden tuotteiden ominaisuudet eroavat muilla menetelmillä valmistettujen polymeerien ominaisuuksista. Erityisesti heterogeenisuus, erilainen molekyylipainojakauma ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, muoto jne. Prosessin suuresta epätasapainosta johtuen frontaalipolymeroinnin tuotteella on lämpöjännitystä, se sisältää suuria pitoisuuksia käyttämätöntä monomeeriä (~ 4 %) ja on huonosti toistettu. Siksi teknikot yrittävät yleensä välttää frontaalisen polymeroinnin muotoa. Frontaalisen polymerointitilan tärkein etu on kyky saada suuria näytteitä rakentamatta erityisiä tilaa vieviä lämmityslaitteita.