Hva er emulsjonspolymerisering?
Emulsjonspolymerisasjon er en prosess for å lage polymerer, eller sammenkoblede grupper av mindre kjemiske kjeder som kalles monomerer, i en vannløsning. Prosessen brukes ofte til å lage vannbaserte malinger, lim og belegg der vannet blir igjen med polymeren og solgt som et flytende produkt. En emulsjon er en stabil blanding av veldig små dråper av monomeren eller polymeren suspendert i vannfasen. Et eksempel på en stabil emulsjon er flytende håndkrem, som inneholder flere forskjellige kjemikalier blandet i vann, men som ikke reagerer med den.
Mange plastmaterialer og noen gummiforbindelser er polymeriserte molekyler. Små monomerkjeder blandes med forskjellige kjemikalier som starter reaksjonen, kontrollerer størrelsen på polymerkjedene som dannes og holder blandingen stabil. Kjemikalier som kontrollerer eller starter reaksjonen er initiatorer, de som kontrollerer polymerkjedene er modifiserende midler, og emulgatorer holder blandingen som en stabil emulsjon.
En emulsjonspolymerisasjonsreaksjon forekommer i vann, og monomeren kan ha liten eller ingen løselighet i vann, noe som betyr at den forblir separat og ikke løses opp. Når kjemikaliene blandes godt, blir de små dråpene monomer spredt jevnt utover vannfasen, og forblir slik på grunn av emulgatorens virkning. Svært små dråper monomer begynner å dannes, kjent som miceller, og er omgitt av initiatoren og modifiserende molekyler. Hver monomerkjede begynner å knytte seg til andre inne i micellen, til monomeren er borte.
Polymerkjedelengden vil påvirke både egenskapene til vannløsningen, og eventuell tørr film laget av den. Produsenter kontrollerer disse egenskapene ved å variere mengden initiator og modifiseringsmidler, så vel som temperaturer under reaksjonen. Målet med en emulsjonspolymerisasjon er å lage en maling eller lim som opprettholder dens egenskaper over tid og er enkel å håndtere. Overreaksjon kan skape veldig tykke, tyktflytende emulsjoner som kan ha industriell bruk, men som ikke blir ønsket velkommen av forbrukere.
De fleste sluttproduktene selges som vannbaserte løsninger. Bekymring for miljø- og helsefare ved løsningsmidler førte til en vekst av produkter fra emulsjonspolymerisasjon i det 21. århundre. Når den er påført som et belegg, tørker og herdes polymeren, og vannet fordamper som en miljøsikker damp. Den reagerte polymeren kan også spraytørkes eller i noen tilfeller filtreres ut av vannet, men dette er mindre vanlig. Andre typer kjemiske reaksjoner kan produsere tørt produkt lettere enn fra en vannemulsjon.
Syntetiske eller kunstige gummikjemikalier kan også produseres i emulsjonspolymerisasjonssystemer. Styren-butadien og nitrilgummi er to vanlige syntetiske gummier produsert fra emulsjonskemi. Bearbeiding av disse produktene til et tørt, fast stoff krever ytterligere trinn med vask og tørking for å fjerne initiativtakerne eller andre kjemikalier. Disse materialene kan til slutt forringe gummien hvis den ikke fjernes.