Emülsiyon polimerizasyonu

Emülsiyon polimerizasyonu genellikle su, monomer ve yüzey aktif madde içeren bir emülsiyon ile başlayan bir tür radikal polimerizasyondur . En yaygın emülsiyon polimerizasyonu tipi, su içinde yağ emülsiyonu olup, bu polimerizasyon tipinde monomer damlacıkları, su fazı içinde olan yüzey aktif cisimleri ile emülsiyon haline getirilir . Bazı polivinil alkoller veya hidroksietil selüloz gibi suda çözünen polimerler, emülsiyonlaştırıcı/stabilizatör olarak kullanılabilir. "Emülsiyon polimerizasyonu" adı, tarihsel bir yanlış anlamadan kaynaklanan, hatalı bir adlandırmadır. Polimerizasyon aslında emülsiyon damlacıklarında meydana gelmez, işlemin ilk birkaç dakikasında kendiliğinden oluşan lateks/kolloid parçacıklarında gerçekleşir. Bu lateks partikülleri tipik olarak 100 nm büyüklüğünde olup birçok polimer zincirinden oluşurlar. Her partikül yüzey aktif madde ('sabun') ile çevrili olduğu için partiküllerin birbiriyle pıhtılaşması önlenir; yüzey aktif maddenin üzerindeki elektrik yükü diğer partikülleri elektrostatik olarak iter. Sabun yerine suda çözünür polimerler stabilizatör olarak kullanıldığında, parçacıklar arasındaki itme, suda çözünür polimerlerin parçacığın üzerinde diğer parçacıkları iten bir 'tüylü tabaka' oluşturması ile olur. Bunun nedeni parçacıkları bir araya getirmenin tüylü tabakadaki polimer zincirlerinin sıkıştırılmasını gerektirmesidir.
Emülsiyon polimerizasyonu ticari olarak önemli birçok polimerin yapımında kullanılır. Bu polimerlerin çoğu katı malzeme olarak kullanılır ve bu yüzden polimerizasyondan sonra polimerler sulu dispersiyondan izole edilmelidir. Diğer durumlarda, dispersiyonun kendisi nihai üründür. Emülsiyon polimerizasyonundan kaynaklanan bir dispersiyon genellikle lateks (özellikle sentetik bir kauçuktan üretilmişse) veya emülsiyon olarak adlandırılır ("emülsiyon" kelime anlamı olarak karışmayan sıvının su içinde dağılımına karşılık gelmesine rağmen). Bu emülsiyonlar, yapıştırıcılar, boyalar, kağıt kaplama ve tekstil kaplama uygulamalarında kullanım bulur ve içlerinde uçucu organik bileşiklerin bulunmaması nedeniyle bu uygulamalarda genellikle solvent bazlı ürünlere karşı tercih edilirler.
Emülsiyon polimerizasyonunun avantajları şunlardır:
Yüksek moleküler ağırlıklı polimerler, daha yüksek hızlarda yapılabilir. Karşılaştırmak gerekirse, yığın ve çözelti serbest radikal polimerizasyonunda emulsiyon polimerizasyonunun aksine moleküler ağırlık ile polimerizasyon oranı arasında bir denge vardır.
Su fazı, ısıyı iyi ilettiğinden, polimerleşme sürecinde ısı dengesinin bozulmadan, polimerleşmenin yüksek hızlara ulaşmasını sağlar.
Polimer molekülleri parçacıklar içinde bulunduğundan, reaksiyon ortamının viskozitesi suyunkine yakın kalır ve moleküler ağırlığa bağlı değildir.
Nihai ürün olduğu gibi kullanılabilir ve genellikle değiştirilmesi veya işlenmesi gerekmez.
Emülsiyon polimerizasyonunun dezavantajları şunları içerir:
Sürfaktanlar ve stabilizatörler polimerde kalır veya çıkarılması zordur
Kuru polimerler için, suyun polimerden uzaklaştırılması enerji isteyen bir işlemdir
Emülsiyon polimerizasyonları genellikle monomerin polimere yüksek oranlı dönüşümünde çalışmak üzere tasarlanmıştır ve bu da polimere zincir aktarımı ile sonuçlanabilir.
Bazı istisnalar hariç, emülsüyon polimerizasyonu yoğuşma, iyonik veya Ziegler-Natta polimerizasyonu için kullanılamaz.