A frontális polimerizáció ( angolul fróntal poymerzátion ) a monomerek polimerizációs reakciójának autohullámos (önszaporodó ) módja . Exoterm rendszerekben hőimpulzus- lokális iniciációval valósítható meg . Ekkor a formai jellemzők szerint (front megléte, hőleadás, kinetika) az égési folyamatra utal .
Más polimerizációs módoktól (például ömlesztett) különbözik egy mozgó keskeny (általában lapos) térbeli határ jelenlétében, amelyben a reakció megtörténik (reakciófront), amely elválasztja a kezdeti monomert a végterméktől - a polimertől .
A módszert Anahit Tonoyan és Sevan Davtyan vegyészek fedezték fel 1972-ben egy folyékony akrilamid olvadék polimerizációja során [1] . Később egy szilárd fázisú monomer- kobalt - akrilamidra írták le [2] és mások [3] .
A folyadékfázisú frontális polimerizáció formálisan egybeesik a Belousov-reakcióval . A szilárdtest frontális polimerizáció a szerves önszaporodó magas hőmérsékletű szintézis speciális esete, és megvan a maga fő jellemzői. Általában speciális anyagok bevezetését igényli a monomer- iniciátorokba , amelyek a hőimpulzuszónában bomlanak le aktív részecskékre ( szabad gyökökre és ionokra ), ami polimerizációt idéz elő. Egyes esetekben az iniciátor szerepét a hőimpulzuszónában a monomer termikus bomlása során keletkező anyagok (nitrogén-oxidok) töltik be (akrilamid komplexek átmenetifém-nitrátokkal).
A frontális polimerizációt néha tévesen acetaldehidből fémdehid képződésének nevezik, ami folyékony nitrogén hőmérsékletén megy végbe [4] . Ennek a folyamatnak a visszafordíthatósága, az alacsony hőmérséklet, a kis melegítés és konverzió, a sebesség függetlensége a hőmérséklettől, a nem termikus iniciáció (sugárterhelés, mechanikai hasítás) inkább a fázisátalakulásra jellemző, mint az olyan irreverzibilis folyamatokra, mint például a szilárd fázisú égés. .
A frontális polimerizációs termékek szilárd polimer anyagok vagy késztermékek. Ezeknek a termékeknek a tulajdonságai általában eltérnek a más módszerekkel előállított polimerek tulajdonságaitól. Különösen a heterogenitás, az eltérő molekulatömeg-eloszlás és a fiziko-kémiai tulajdonságok, az alak stb. A folyamat magas egyensúlyhiánya miatt a frontális polimerizáció terméke termikus feszültségekkel rendelkezik, nagy koncentrációban (~ 4%) el nem használt monomert tartalmaz, és rosszul reprodukálva. Ezért a technológusok általában megpróbálják elkerülni a frontális polimerizáció módját. A frontális polimerizációs mód fő előnye, hogy nagy mennyiségű mintát lehet nyerni speciális, terjedelmes fűtőberendezések építése nélkül.