乳化重合とは

乳化重合は、水溶液中にポリマーまたはモノマーと呼ばれるより小さな化学鎖の連結グループを作成するプロセスです。 このプロセスは一般に、水がポリマーとともに残り、液体製品として販売される水性塗料、接着剤、コーティングの作成に使用されます。 エマルジョンは、水相に懸濁したモノマーまたはポリマーの非常に小さな液滴の安定した混合物です。 安定したエマルジョンの一例は、水に混合されているが反応しないいくつかの異なる化学物質を含む液体ハンドローションです。

多くのプラスチックと一部のゴム化合物は重合分子です。 小さなモノマー鎖は、反応を開始し、形成されるポリマー鎖のサイズを制御し、混合物を安定に保つさまざまな化学物質と混合されます。 反応を制御または開始する化学物質は開始剤であり、ポリマー鎖を制御する化学物質は改質剤であり、乳化剤は混合物を安定したエマルジョンとして保持します。

乳化重合反応は水中で起こり、モノマーは水にほとんどまたはまったく溶解しない場合があります。これは、モノマーが分離したままで溶解しないことを意味します。 化学物質が十分に混合されると、モノマーの小さな液滴が水相全体に均一に広がり、乳化剤の作用によりそのまま残ります。 ミセルとして知られるモノマーの非常に小さな液滴が形成され始め、開始剤と修飾剤の分子に囲まれています。 各モノマーチェーンは、モノマーがなくなるまでミセル内の他のチェーンにリンクし始めます。

ポリマー鎖の長さは、水溶液の特性と、それから作成される乾燥膜の両方に影響します。 製造業者は、反応中の温度だけでなく、開始剤と改質剤の量を変えることにより、これらの特性を制御します。 乳化重合の目的は、長期にわたってその特性を維持し、扱いやすい塗料または接着剤を作成することです。 過剰反応は非常に濃厚で粘性のあるエマルジョンを生成する可能性があり、これは産業用途があるかもしれませんが、消費者には歓迎されません。

ほとんどの最終製品は、水ベースのソリューションとして販売されています。 溶剤の環境および健康への危害に対する懸念が、21世紀の乳化重合による製品の成長をもたらしました。 コーティングとして塗布されると、ポリマーは乾燥して硬化し、水は環境的に安全な蒸気として蒸発します。 反応したポリマーは噴霧乾燥することもできますし、場合によっては水からろ過することもできますが、これはあまり一般的ではありません。 他のタイプの化学反応は、水エマルジョンよりも簡単に乾燥製品を生成できます。

合成または人工ゴムの化学物質も、乳化重合システムで製造できます。 スチレンブタジエンとニトリルゴムは、エマルジョン化学から製造される2つの一般的な合成ゴムです。 これらの製品を乾燥した固体に加工するには、開始剤または他の化学物質を除去するための洗浄および乾燥の追加のステップが必要です。 これらの材料は、除去しないと最終的にゴムを劣化させる可能性があります。