阿克伦大学聚合物科学与聚合物工程学院院长弗兰克·N·凯利提供了以下解释。
合成聚合物是通过称为“聚合反应”的化学反应产生的。聚合反应以多种形式发生——种类繁多，无法在此一一详述——但这些反应包括单个分子或单体的重复化学键合。热量、压力和催化的各种组合会改变将单体结合在一起的化学键，从而使它们彼此键合。最常见的是，它们以线性方式结合，形成称为聚合物的单体链。
一些聚合反应将整个单体结合在一起，而另一些聚合反应仅结合单体的一部分，并产生“剩余”材料或副产品。可以使用两种或多种不同的单体形成共聚物。并且可以将两种或多种聚合物组合以生产合金或混合物，该合金或混合物显示出每种组分的特性。
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举例来说，让我们考虑常见的塑料聚乙烯，它存在于购物袋、玩具和瓶子等物品中。单体乙烯由两个碳原子组成，每个碳原子与两个氢原子键合，并相互共享双键。聚乙烯由单键碳原子链组成，每个碳原子仍然携带两个氢原子。
生产聚乙烯的一种方法称为“自由基聚合”。与其他聚合反应一样，该过程分为三个阶段，称为引发、增长和终止。首先，我们需要向我们的乙烯供应物中添加催化剂。一种常见的催化剂是过氧化苯甲酰，当加热时，它习惯于分裂成两个碎片，每个碎片都带有一个未成对的电子，或自由基。这些碎片被称为引发剂碎片。
未成对的电子自然会寻找另一个电子，并在乙烯分子中碳原子之间的双键中找到一个方便的目标。引发剂碎片从碳键中夺取一个电子，并将自身键合到单体的一个碳原子上。
自由基现在很稳定了，但这种引发反应产生了另一个与乙烯分子的另一个碳原子相关的自由基。新的自由基也寻求伴侣。因此，乙烯单体开始以链状形式连接自身，每次都产生新的自由基并延长链条。这个阶段称为增长。
增长的链条也可能相互连接。最常见的是链条首尾相连，但有时它们也首尾相连地连接到主链上，形成支链聚乙烯分子。
最终，自由基聚合由于所谓的终止反应而停止。例如，碳原子上的自由基有时会从另一个链端窃取整个氢原子，而不是从双键碳或附近的增长链中窃取电子。被剥夺氢原子的聚合物末端很容易与其相邻的碳原子形成双键，聚合反应停止。
由于乙烯单体的每个部分都包含在最终聚合物中，因此聚乙烯的自由基聚合被称为加成聚合；乙烯分子只是简单地加在一起。然而，仅使用单体部分的聚合反应被称为缩合聚合。彼此缩合的单体必须至少包含两个反应性基团才能形成链。缩合反应导致“缩合”聚合物的总质量小于用于制造它们的单体和副产品或“缩合物”的总质量。
例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 是一种聚酯，俗称 PET，常见于苏打水瓶中，它是由两种单体的反应形成的：乙二醇和对苯二甲酰氯。在反应结束时，每个 PET 分子连接处都遗漏了一个氢原子和一个氯原子，从而产生氯化氢 (HCl) 气体副产品。
以上内容应该让您了解聚合反应在原理上是如何运作的，但其中还有很多内容。要了解更多信息，请访问互联网上一些与聚合物相关的网站。