Co je emulzní polymerace?

Emulzní polymerace je proces vytváření polymerů nebo spojených skupin menších chemických řetězců nazývaných monomery ve vodném roztoku. Tento postup se běžně používá k vytváření nátěrových hmot, lepidel a povlaků na bázi vody, kde voda zůstává s polymerem a prodává se jako kapalný produkt. Emulze je stabilní směs velmi malých kapiček monomeru nebo polymeru suspendovaných ve vodní fázi. Jedním příkladem stabilní emulze je tekutý krém na ruce, který obsahuje několik různých chemikálií smíchaných ve vodě, ale nereaguje s nimi.

Mnoho plastů a některé sloučeniny kaučuku jsou polymerizované molekuly. Malé monomerní řetězce jsou smíchány s různými chemikáliemi, které zahajují reakci, regulují velikost polymerních řetězců, které se tvoří, a udržují směs stabilní. Chemikálie, které řídí nebo zahajují reakci, jsou iniciátory, ty, které řídí polymerní řetězce, jsou modifikátory a emulgátory udržují směs jako stabilní emulzi.

Emulzní polymerační reakce se vyskytuje ve vodě a monomer může mít malou nebo žádnou rozpustnost ve vodě, což znamená, že zůstává oddělený a nerozpouští se. Když se chemikálie dobře promísí, malé kapičky monomeru se rozloží rovnoměrně ve vodní fázi a zůstanou tak díky působení emulgátoru. Začnou se tvořit velmi malé kapičky monomeru, známé jako micely, a jsou obklopeny molekulami iniciátoru a modifikátoru. Každý řetězec monomerů se začíná spojovat s ostatními uvnitř micely, dokud monomer nezmizí.

Délka polymerního řetězce ovlivní jak vlastnosti vodného roztoku, tak jakýkoli suchý film z něj vytvořený. Výrobci řídí tyto vlastnosti změnou množství iniciátoru a modifikátorů, jakož i teplot během reakce. Cílem emulzní polymerace je vytvořit barvu nebo lepidlo, které si v průběhu času udržuje své vlastnosti a snadno se s ním manipuluje. Nadměrná reakce může vést k vytvoření velmi hustých, viskózních emulzí, které mohou být průmyslově využity, ale nejsou spotřebiteli vítány.

Většina finálních produktů se prodává jako řešení na vodní bázi. Znečištění životního prostředí a zdraví rizik rozpouštědel vedlo v 21. století k růstu produktů z emulzní polymerace. Po nanesení jako povlak polymer vysychá a vytvrzuje a voda se vypařuje jako pára šetrná k životnímu prostředí. Reagovaný polymer může být také sušen rozprašováním nebo v některých případech filtrován z vody, ale to je méně běžné. Jiné typy chemických reakcí mohou produkovat suchý produkt snadněji než z vodní emulze.

Syntetické nebo umělé gumové chemikálie lze také vyrábět v emulzních polymerizačních systémech. Styren-butadien a nitrilkaučuk jsou dva běžné syntetické kaučuky vyrobené z emulzní chemie. Zpracování těchto produktů na suchou pevnou látku vyžaduje další kroky promytí a sušení, aby se odstranily iniciátory nebo jiné chemikálie. Tyto materiály mohou nakonec degradovat gumu, pokud není odstraněna.