La conversione degli alcheni in macromolecole chiamate polimeri è una reazione di elevata importanza commerciale. La struttura del polimero è definita da un'unità ripetitiva, mentre i gruppi terminali sono considerati insignificanti. Il grado medio di polimerizzazione rappresenta il numero di unità ripetitive nella molecola del polimero ed è indicato dal pedice n.
Gli alcheni subiscono la polimerizzazione attraverso un meccanismo radicalico che prevede tre fasi: iniziazione, propagazione e terminazione.
I radicali vengono generati nella fase di iniziazione riscaldando una piccola quantità di iniziatori di radicali liberi come il perossido di benzoile. Il radicale benzoilossi perde CO2 e forma un radicale fenile (Ph·), che si aggiunge al doppio legame dell'alchene per avviare il processo di polimerizzazione. Uno degli elettroni del legame π dell'alchene si accoppia con un elettrone del radicale fenilico per formare un nuovo legame C–C.
Nella fase di propagazione, il radicale carbonio generato nella fase di iniziazione si aggiunge ad un'altra molecola di alchene per generare un nuovo radicale. L'aggiunta continua di monomeri alchenici nel sito radicalico produce il polimero.
La fase terminale del meccanismo dei radicali liberi avviene tramite ricombinazione o disproporzione. In una fase di ricombinazione, due catene in crescita formano un legame nei loro siti radicali.
Nella terminazione per disproporzione, un atomo di β-idrogeno viene trasferito da un radicale ad un altro centro radicale, risultando in due prodotti non radicalici.
La polimerizzazione radicalica dell'etilene produce polietilene a bassa densità (LDPE), dove la bassa densità è una conseguenza di una significativa ramificazione nelle catene polimeriche. Gli articoli realizzati con polimeri ci circondano in varie forme, come materiali per l'imballaggio alimentare, sacchetti di plastica, bottiglie, articoli di cancelleria e parti automobilistiche.