Kas ir emulsijas polimerizācija?

Daudzas plastmasas un daži gumijas savienojumi ir polimerizētas molekulas. Mazas monomēru ķēdes tiek sajauktas ar dažādām ķīmiskām vielām, kas sāk reakciju, kontrolē veidojošo polimēru ķēžu lielumu un uztur maisījumu stabilu. Ķīmiskās vielas, kas kontrolē vai sāk reakciju, ir iniciatori, tās, kas kontrolē polimēru ķēdes, ir modifikatori, un emulgatori saglabā maisījumu kā stabilu emulsiju.

Ūdenī notiek emulsijas polimerizācijas reakcija, un monomēram var būt maz vai vispār nav šķīdības ūdenī, kas nozīmē, ka tas paliek atsevišķi un nešķīst. Ja ķimikālijas ir labi sajauktas, mazie monomēra pilieni vienmērīgi izkliedējas pa ūdens fāzi un emulgatora darbības dēļ tādi arī paliek. Sāk veidoties ļoti mazi monomēra pilieni, kas pazīstami kā micellas, un tos ieskauj iniciatora un modifikatora molekulas. Katra monomēra ķēde sāk savienoties ar citām micellas iekšpusē, līdz monomērs ir pazudis.

Polimēra ķēdes garums ietekmēs gan ūdens šķīduma īpašības, gan jebkuru no tā izveidoto sauso plēvi. Ražotāji kontrolē šīs īpašības, mainot iniciatora un modifikatoru daudzumu, kā arī temperatūras reakcijas laikā. Emulsijas polimerizācijas mērķis ir izveidot krāsu vai līmi, kas saglabā savas īpašības laika gaitā un ir viegli apstrādājama. Pārmērīga reakcija var radīt ļoti biezas, viskozas emulsijas, kuras var izmantot rūpniecībā, bet kuras patērētāji neatbalsta.

Lielākā daļa galaproduktu tiek pārdoti kā šķīdumi uz ūdens bāzes. Bažas par šķīdinātāju radīto kaitējumu videi un veselībai izraisīja emulsijas polimerizācijas produktu pieaugumu 21. gadsimtā. Kad polimērs ir uzklāts kā pārklājums, tas izžūst un sacietē, un ūdens iztvaiko kā videi drošs tvaiks. Reaģējušo polimēru var arī izžāvēt ar aerosolu vai dažos gadījumos izfiltrēt no ūdens, bet tas ir retāk. Cita veida ķīmiskās reakcijas var vieglāk iegūt sausu produktu nekā no ūdens emulsijas.

Sintētiskās vai mākslīgās gumijas ķīmiskās vielas var ražot arī emulsijas polimerizācijas sistēmās. Stirolbutadiēns un nitrilkaučuks ir divas izplatītas sintētiskās gumijas, kas ražotas no emulsijas ķīmijas. Lai šos produktus pārstrādātu sausā cietā vielā, ir nepieciešamas papildu mazgāšanas un žāvēšanas darbības, lai noņemtu iniciatorus vai citas ķīmiskas vielas. Šie materiāli galu galā var noārdīt gumiju, ja tie netiek noņemti.