Hvad er emulsionspolymerisation?

Emulsionspolymerisation er en proces til at skabe polymerer eller sammenkoblede grupper af mindre kemiske kæder kaldet monomerer i en vandopløsning.Processen bruges ofte til at skabe vandbaserede maling, klæbemidler og belægninger, hvor vandet forbliver hos polymeren og sælges som et flydende produkt.En emulsion er en stabil blanding af meget små dråber af monomeren eller polymeren suspenderet i vandfasen.Et eksempel på en stabil emulsion er flydende håndlotion, der indeholder flere forskellige kemikalier blandet i vand, men ikke reagerer med det.

Mange plast og nogle gummiforbindelser er polymeriserede molekyler.Små monomerkæder blandes med forskellige kemikalier, der starter reaktionen, kontrollerer størrelsen på de polymerkæder, der dannes, og holder blandingen stabil.Kemikalier, der kontrollerer eller starter reaktionen, er initiatorer, dem, der kontrollerer polymerkæderne, er modifikatorer, og emulgatorer holder blandingen som en stabil emulsion.

En emulsionspolymerisationsreaktion forekommer i vand, og monomeren kan have ringe eller ingen opløselighed i vand, hvilket betyder, at den forbliver separat og ikke opløses.Når kemikalierne blandes godt sammen, spredes de små dråber af monomer jævnt gennem vandfasen og forbliver på den måde på grund af emulatorens virkning.Meget små dråber af monomer begynder at dannes, kendt som miceller, og er omgivet af initiativtager og modifikatormolekyler.Hver monomerkæde begynder at linke til andre inde i micellen, indtil monomeren er væk.

Polymerkæden længde vil påvirke både egenskaberne ved vandopløsningen og enhver tørfilm oprettet af den.Producenter kontrollerer disse egenskaber ved at variere mængderne af initiator og modifikatorer såvel som temperaturer under reaktionen.Målet med en emulsionspolymerisation er at skabe et maling eller klæbemiddel, der opretholder dens egenskaber over tid og er let at håndtere.Overreaktion kan skabe meget tykke, viskøse emulsioner, der kan have industriel anvendelse, men ikke hilses velkommen af forbrugerne.

De fleste slutprodukter sælges som vandbaserede løsninger.Bekymring for miljømæssige og sundhedsmæssige farer ved opløsningsmidler førte til en vækst af produkter fra emulsionspolymerisation i det 21. århundrede.Når den er påført som belægning, tørrer og kurerer polymeren, og vandet fordamper som en miljømæssigt sikker damp.Den reagerede polymer kan også spray tørres eller i nogle tilfælde filtreres ud af vandet, men dette er mindre almindeligt.Andre typer kemiske reaktioner kan producere tørt produkt lettere end fra en vandemulsion.

Syntetiske eller kunstige gummikemikalier kan også produceres i emulsionspolymerisationssystemer.Styren-butadien og nitrilgummi er to almindelige syntetiske gummier produceret fra emulsionskemi.Behandling af disse produkter til et tørt fast stof kræver yderligere trinvaskning og tørring for at fjerne initiativtagerne eller andre kemikalier.Disse materialer kan til sidst nedbryde gummien, hvis det ikke fjernes.