Die Polymerisation ist ein fundamentaler chemischer Prozess, bei dem kleine Moleküleinheiten (Monomere) zu großen Kettenmolekülen verbunden werden. Besonders wichtig ist dabei die Radikalische Polymerisation, die einen der bedeutendsten Mechanismen zur Herstellung von Kunststoffen darstellt.
Der Radikalische Polymerisation reaktionsmechanismus läuft in drei Hauptschritten ab: Startreaktion, Kettenwachstum und Abbruchreaktion. Bei der Startreaktion spaltet ein Initiator homolytisch und bildet Radikale. Diese Radikale reagieren mit Monomeren wie Ethen, wodurch eine Kettenreaktion beginnt. Beim Kettenwachstum addieren sich weitere Monomere an das aktive Kettenende, bis die Reaktion durch Rekombination oder Disproportionierung abbricht. Ein wichtiges Beispiel ist die Herstellung von Polyethylen, bei der Ethenmoleküle zu langen Ketten verbunden werden. Dabei können auch Verzweigungen entstehen, die die Eigenschaften des Polymers beeinflussen.
Neben der radikalischen Polymerisation gibt es noch weitere wichtige Polymerisationsarten wie die Polykondensation und Polyaddition. Bei der Polykondensation reagieren zwei verschiedene Monomere unter Abspaltung kleiner Moleküle wie Wasser. Bekannte Beispiele sind die Herstellung von Nylon und PET. Der Polykondensation Mechanismus unterscheidet sich von der radikalischen Polymerisation dadurch, dass keine Radikale beteiligt sind und Nebenprodukte entstehen. Die Polyaddition hingegen verläuft ohne Abspaltung kleiner Moleküle. Die Polymerisation spielt nicht nur in der Kunststoffherstellung eine wichtige Rolle, sondern auch in der Biologie, wo beispielsweise Proteine durch Verknüpfung von Aminosäuren entstehen.
