Frontal polymerisation ( engelsk fróntal poymerizátion ) er en autobølge (selv-formerende) måde for polymerisationsreaktionen af monomerer . Det kan realiseres i eksoterme systemer ved hjælp af en termisk impuls- lokal initiering . Derefter refererer det ifølge formelle træk (tilstedeværelsen af en front, varmefrigivelse, kinetik) til forbrændingsprocessen .
Den adskiller sig fra andre polymeriseringsmåder (for eksempel bulk) ved tilstedeværelsen af en bevægelig smal (normalt flad) rumlig grænse, hvor reaktionen finder sted (reaktionsfront), som adskiller den indledende monomer fra slutproduktet - polymeren .
Metoden blev opdaget af kemikerne Anahit Tonoyan og Sevan Davtyan i 1972 under polymerisationen af en flydende smelte af akrylamid [1] . Senere blev det beskrevet for en fastfase monomer - cobalt acrylamid [2] og andre [3] .
Frontal polymerisation i væskefasen falder formelt sammen med Belousov-reaktionen . Solid-state frontal polymerisation er et særligt tilfælde af organisk selvformerende højtemperatursyntese og har sine hovedtræk. Som regel kræver det indføring af specielle stoffer i monomer- initiatorerne , som nedbrydes i varmepulszonen til aktive partikler ( frie radikaler og ioner ), hvilket giver anledning til polymerisering. I nogle tilfælde spilles initiatorernes rolle af stoffer (nitrogenoxider) dannet under den termiske nedbrydning af monomeren (komplekser af acrylamid med overgangsmetalnitrater) i varmepulszonen.
Frontal polymerisation omtales nogle gange fejlagtigt som dannelsen af metaldehyd ud fra acetaldehyd, som sker ved flydende nitrogentemperatur [4] . Reversibiliteten af denne proces, lav temperatur, lille opvarmning og omdannelse, uafhængighed af hastigheden fra temperatur, ikke-termisk initiering (strålingseksponering, mekanisk spaltning) er karakteristiske for en faseovergang snarere end for irreversible processer såsom fastfaseforbrænding .
Frontale polymerisationsprodukter er faste polymermaterialer eller færdige produkter. Egenskaberne af disse produkter har tendens til at adskille sig fra egenskaberne for polymerer fremstillet ved andre metoder. Især heterogenitet, forskellig molekylvægtfordeling og fysisk-kemiske egenskaber, form osv. På grund af processens høje uligevægt har produktet af frontal polymerisation termiske spændinger, indeholder høje koncentrationer af ubrugt monomer (~ 4%) og er dårligt gengivet. Derfor forsøger teknologer som regel at undgå frontal polymerisationsmåden. Den største fordel ved den frontale polymerisationstilstand er evnen til at opnå store volumenprøver uden at konstruere specielle voluminøse opvarmningsanordninger.