Emulzní polymerace

Emulzní polymerace je technologický způsob polymerace. Tento proces se také používá k výrobě polymerních disperzí, označovaných také jako latex. Tyto produkty jsou široce používány, například pro lepidla, vodou ředitelné barvy, nátěry na dřevo, pryže, tmely nebo netkané textilie. Existuje několik variant procesu emulzní polymerace. Jedním z nich je vsádkový proces, při kterém je reakce zahájena za předpokladu, že všechny reakční složky jsou v reaktoru. Dalším je semikontinuální proces, při kterém jsou na začátku do reaktoru umístěny pouze některé reagencie a zbytek se dávkuje v řízených částech během procesu. Emulzní polymerace je běžně známá a používaná metoda v plastikářském průmyslu . To je důvod, proč PCC Group poskytuje širokou škálu produktů věnovaných této technologii. Patří sem například dispergátory , emulgátory , koemulgátory a další přísady.

Emulzní polymerace — od monomerů k polymerům nebo jak se vyrábí plasty

O této skupině produktů jste již jistě mnohokrát slyšeli. A co víc, používáte je každý den v mnoha různých oblastech. Plasty se staly jednou z nejrozmanitějších skupin výrobků. Našly široké uplatnění ve výrobě obalů, dopravě, medicíně, domácnostech a mnoha dalších oborech. Přemýšleli jste někdy, jaký je význam jejich jména? Jaké chemické sloučeniny lze zařadit do této skupiny? Jedním z prvních plastů byl polyvinylchlorid, zkráceně PVC . V současné době je na druhém místě, pokud jde o četnost použití jako součást této skupiny materiálů.

Polyvinylchlorid – všestranná látka

Polyvinylchlorid získal svou popularitu díky vlastnostem, které závisí na jeho formě. K dispozici jsou dva typy PVC: neměkčené (tvrdé) a měkčené (měkké). První jmenovaný má dobré izolační vlastnosti a je odolný vůči korozi, chemikáliím, ohni a povětrnostním vlivům . Je také odolný vůči mechanickým faktorům, jako je tah nebo rozdrcení. Používá se ve stavebním a lékařském průmyslu a také k výrobě kanalizačních a odpadních potrubí nebo nádob. Měkké PVC je naproti tomu vysoce pružný materiál. Přes svou pružnost se vyznačuje vysokou odolností proti mechanickému poškození a povětrnostním vlivům a lze jej tvarovat za nižších teplot než tvrdé PVC. Používá se jako kabelový izolátor v elektrotechnickém průmyslu. Některé z jeho aplikací se zabývají oděvním a automobilovým průmyslem a výrobou výstelek, plastových dpc fólií a obalů. To jsou jen některé z mnoha aplikací obou typů PVC. Na čem potom závisí konečné fyzikální vlastnosti PVC? Rozhodující fází je výběr typu polymerace polyvinylchloridu. Lze jej získat emulzní polymerací , suspenzní polymerací nebo blokovou polymerací. V tomto případě se zaměříme na emulzní polymeraci.

Několik slov o emulzní polymeraci

Emulzní polymerace je způsob polymerace monomeru v disperzním médiu, kterým je ve většině případů voda. Spočívá v emulgaci hydrofobních monomerů pomocí emulgátoru, jako je olej ve vodě. Potom se reakce iniciuje iniciátorem rozpustným ve vodě nebo iniciátorem rozpustným v oleji se stabilizátorem. Emulgační činidla jsou povrchově aktivní látky , zajišťující stabilitu výchozí emulze monomeru a výsledné disperze polymeru.

K vytvoření disperze se běžně používají různé přísady, nazývané dispergační činidla, na podporu procesu .

Aniontové povrchově aktivní látky jsou látky nejčastěji používané při emulzní polymeraci. Jedná se o poměrně složitý proces, protože růst a stabilizace molekul polymeru jsou řízeny mechanismy radikálové polymerace v kombinaci s různými koloidními jevy.

Příprava polyvinylchloridu emulzní polymerací

Když koncentrace povrchově aktivní látky překročí kritickou micelární koncentraci (CMC), molekuly povrchově aktivní látky agregují a tvoří kulovité micely. V důsledku toho hydrofobní monomery pronikají do micel. Do těchto sférických struktur se dostávají i ve vodě rozpustné iniciátory. Šíří se tam volné radikály. Micely působí jako kontaktní místo mezi ve vodě rozpustnými iniciátory a hydrofobními vinylovými monomery . Reakce tvorby polymerního řetězce probíhá až do využití všech kapiček monomeru suspendovaných nebo rozpuštěných ve vodě, což vede k přípravě polyvinylchloridu (PVC-E). Získaná sloučenina je tvořena zrny malé velikosti. V důsledku toho se používá při výrobě, ale bez omezení, past, protože nejsou náchylné k rychlému bobtnání ve změkčovadlech.

Význam emulzní polymerace pro průmysl

Emulzní polymerace je proces široce používaný na průmyslové a akademické úrovni a jeho význam se stále zvyšuje. Polymery vyrobené metodou emulzní polymerace lze rozdělit na elastomery (nitrilkaučuk, akrylový kaučuk, polybutadien), technické polymery (PVC, polystyren, PMMA) a emulze (polyvinylacetát, polyakrylový latex, styren-butadien latex). Tyto produkty se používají téměř ve všech průmyslových odvětvích. Například vinylové polymery (CH2=CH-) se běžně používají jako syntetické kaučuky, termoplasty, povlaky, lepidla, pojiva, modifikátory reologie a plastové pigmenty. Mezi jejich výhody patří rychlá reakční rychlost, bezpečnost procesu, vysoká molekulová hmotnost vyrobeného polymeru a kontinuita procesu. Jejich nevýhodou je však obtížné odstranění všech zbytků emulgátoru nebo jiných přísad.

Doporučené produkty podporující emulzní polymeraci

Během první poloviny roku 2020 představila PCC Group následné produkty věnované emulzní polymeraci. Sortiment byl rozšířen o další aniontové povrchově aktivní látky, jako je Sulforokanol L430/1, SULFOROKAnol® L725/1 a SULFOROKAnol® L1230/1 s vynikajícími emulgačními a stabilizačními vlastnostmi. Používají se k výrobě styren-akrylových, akrylových a vinylových disperzí. Portfolio PCC Group navíc tvoří dispergační činidla (R, RP, SBRP) určená pro výrobu styren-butadienových kaučuků jako nosných činidel. Jsou kompatibilní s jinými chemickými sloučeninami používanými při emulzní polymeraci, jako jsou emulgátory nebo stabilizátory. Díky nízkému obsahu vlhkosti a nízké objemové hmotnosti umožňují snížit náklady na dopravu a skladování.