O que é polimerização por emulsão?
A polimerização por emulsão é um processo para criar polímeros, ou grupos ligados de cadeias químicas menores chamadas monômeros, em uma solução aquosa. O processo é comumente usado para criar tintas, adesivos e revestimentos à base de água, onde a água permanece com o polímero e é vendida como um produto líquido. Uma emulsão é uma mistura estável de gotículas muito pequenas do monômero ou polímero suspenso na fase aquosa. Um exemplo de emulsão estável é a loção para mãos líquida, que contém vários produtos químicos misturados na água, mas que não reagem com ela.
Muitos plásticos e alguns compostos de borracha são moléculas polimerizadas. Pequenas cadeias de monômeros são misturadas com diferentes produtos químicos que iniciam a reação, controlam o tamanho das cadeias poliméricas que se formam e mantêm a mistura estável. Os produtos químicos que controlam ou iniciam a reação são iniciadores, aqueles que controlam as cadeias poliméricas são modificadores e os emulsificantes mantêm a mistura como uma emulsão estável.
Uma reação de polimerização da emulsão ocorre na água e o monômero pode ter pouca ou nenhuma solubilidade na água, o que significa que permanece separado e não se dissolve. Quando os produtos químicos são bem misturados, as pequenas gotículas de monômero são espalhadas uniformemente por toda a fase aquosa e permanecem assim devido à ação do emulsificante. Gotículas muito pequenas de monômero começam a se formar, conhecidas como micelas, e são cercadas pelas moléculas iniciadoras e modificadoras. Cada cadeia monomérica começa a se ligar a outras dentro da micela, até o monômero desaparecer.
O comprimento da cadeia polimérica afetará as propriedades da solução aquosa e qualquer filme seco criado a partir dela. Os fabricantes controlam essas propriedades variando as quantidades de iniciador e modificadores, bem como as temperaturas durante a reação. O objetivo de uma polimerização em emulsão é criar uma tinta ou adesivo que mantenha suas propriedades ao longo do tempo e seja fácil de manusear. A reação excessiva pode criar emulsões viscosas muito espessas que podem ter usos industriais, mas não são bem-vindas pelos consumidores.
A maioria dos produtos finais é vendida como soluções à base de água. A preocupação com os riscos ambientais e à saúde dos solventes levou ao crescimento de produtos da polimerização em emulsão no século XXI. Uma vez aplicado como revestimento, o polímero seca e cura e a água evapora como um vapor ambientalmente seguro. O polímero reagido também pode ser seco por pulverização ou, em alguns casos, filtrado para fora da água, mas isso é menos comum. Outros tipos de reações químicas podem produzir produto seco mais facilmente do que a partir de uma emulsão aquosa.
Produtos químicos de borracha sintética ou artificial também podem ser produzidos em sistemas de polimerização por emulsão. Estireno-butadieno e borracha nitrílica são duas borrachas sintéticas comuns produzidas a partir de química de emulsão. O processamento desses produtos em um sólido seco requer etapas adicionais de lavagem e secagem para remover os iniciadores ou outros produtos químicos. Esses materiais podem eventualmente degradar a borracha se não forem removidos.