Emülsiyon polimerizasyonu

Emülsiyon polimerizasyonu, teknolojik bir polimerizasyon yöntemidir. Bu işlem aynı zamanda lateks olarak da adlandırılan polimer dispersiyonları üretmek için kullanılır. Bu ürünler, yapıştırıcılar, su bazlı boyalar, ahşap kaplamalar, kauçuklar, sızdırmazlık malzemeleri veya dokumasız kumaşlar gibi yaygın olarak kullanılmaktadır. Emülsiyon polimerizasyon işleminin birkaç çeşidi vardır. Bunlardan biri, tüm reaktif kısımlarının reaktörde olması koşuluyla reaksiyonun başlatıldığı kesikli işlemdir. Bir diğeri, başlangıçta reaktiflerin sadece bir kısmının reaktöre yerleştirildiği ve geri kalanının işlem sırasında kontrollü kısımlar halinde dağıtıldığı yarı-sürekli işlemdir. Emülsiyon polimerizasyonu, plastik endüstrisinde yaygın olarak bilinen ve uygulanan bir yöntemdir. Bu nedenle PCC Group, bu teknolojiye adanmış geniş bir ürün yelpazesi sunmaktadır. Örneğin, dağıtıcılar , emülgatörler , ortak emülgatörler ve diğer katkı maddelerini içerir.

Emülsiyon polimerizasyonu – monomerlerden polimerlere veya plastiklerin nasıl yapıldığına

Bu ürün grubunu kesinlikle birçok kez duymuşsunuzdur. Üstelik bunları her gün birçok farklı alanda kullanıyorsunuz. Plastikler en çok çeşitlenen ürün gruplarından biri haline geldi. Ambalaj üretimi, nakliye, ilaç, ev ve diğer birçok alanda yaygın olarak uygulanmıştır. İsimlerinin anlamını hiç düşündünüz mü? Bu gruba hangi kimyasal bileşikler dahil edilebilir? İlk plastiklerden biri, PVC olarak kısaltılan polivinil klorürdü . Bu malzeme grubunun bir parçası olarak uygulama sıklığı olarak sınıflandırıldığında şu anda ikinci sırada yer almaktadır.

Polivinil klorür – çok yönlü bir madde

Polivinil klorür, formuna bağlı olan özellikler sayesinde popülerliğini kazanmıştır. İki tip PVC mevcuttur: plastikleştirilmemiş (sert) ve plastikleştirilmiş (yumuşak). İlki iyi yalıtım özelliklerine sahiptir ve korozyona, kimyasallara, yangına ve hava koşullarına dayanıklıdır . Gerilme veya ezilme gibi mekanik etkenlere karşı da dayanıklıdır. İnşaat ve tıp endüstrilerinde, ayrıca kanalizasyon ve drenaj boruları veya konteynerlerinin imalatında kullanılır. Yumuşak PVC ise oldukça esnek bir malzemedir. Esnekliğine rağmen mekanik hasarlara ve hava koşullarına karşı yüksek direnç ile karakterize edilir ve sert PVC’ye göre daha düşük sıcaklıklarda şekillendirilebilir. Elektrik sektöründe kablo yalıtkanı olarak kullanılır. Uygulamalarından bazıları giyim ve otomotiv endüstrileri ile astar, plastik dpc levha ve ambalaj üretimi ile ilgilidir. Bunlar, her iki PVC tipinin sayısız uygulamalarından sadece birkaçıdır. O halde PVC’nin nihai fiziksel özellikleri neye bağlıdır? Belirleyici aşama, polivinil klorürün polimerizasyon tipinin seçilmesidir. Emülsiyon polimerizasyonu , süspansiyon polimerizasyonu veya toplu polimerizasyon yoluyla elde edilebilir. Bu durumda emülsiyon polimerizasyonuna odaklanacağız.

Emülsiyon polimerizasyonu hakkında birkaç kelime

Emülsiyon polimerizasyonu, çoğu durumda su olan bir dispersiyon ortamında bir monomerin polimerizasyon yöntemidir. Suda yağ gibi bir emülgatör kullanarak hidrofobik monomerlerin emülsifikasyonundan oluşur. Daha sonra suda çözünür bir başlatıcı veya bir dengeleyici ile yağda çözünür bir başlatıcı ile bir reaksiyon başlatılır. Emülsifiye edici maddeler, ilk monomer emülsiyonunun ve sonuçta ortaya çıkan polimer dispersiyonunun stabilitesini sağlayan yüzey aktif maddelerdir.

Bir dispersiyon oluşturmak için, süreci desteklemek için dispersiyon ajanları adı verilen çeşitli katkı maddelerinin kullanılması yaygındır .

Anyonik yüzey aktif maddeler, emülsiyon polimerizasyonu sırasında en yaygın olarak kullanılan maddelerdir. Polimer moleküllerinin büyümesi ve stabilizasyonu, çeşitli kolloidal fenomenlerle kombinasyon halinde serbest radikal polimerizasyon mekanizmaları tarafından kontrol edildiğinden, bu nispeten karmaşık bir işlemdir.

Emülsiyon polimerizasyonu yoluyla polivinil klorürün hazırlanması

Yüzey aktif madde konsantrasyonu kritik misel konsantrasyonunu (CMC) aştığında, yüzey aktif madde molekülleri toplanır ve küresel miseller oluşturur. Sonuç olarak, hidrofobik monomerler misellere nüfuz eder. Suda çözünür başlatıcılar da bu küresel yapılara girer. Serbest radikaller orada yayılır. Miseller, suda çözünür başlatıcılar ve hidrofobik vinil monomerler arasında bir temas noktası görevi görür . Bir polimer zincirinin oluşum reaksiyonu, suda asılı kalan veya çözülen tüm monomer damlacıklarının kullanılmasına kadar gerçekleşir, bu da polivinil klorürün (PVC-E) hazırlanmasına yol açar. Elde edilen bileşik küçük boyutlu tanelerden oluşur. Sonuç olarak, yumuşatıcı maddelerde hızlı şişmeye meyilli olmadıkları için, bunlarla sınırlı olmamak üzere, macunların üretiminde kullanılır.

Emülsiyon polimerizasyonunun endüstri için önemi

Emülsiyon polimerizasyonu, endüstri ve akademik düzeyde yaygın olarak kullanılan bir işlemdir ve önemi hala artmaktadır. Emülsiyon polimerizasyon yöntemi kullanılarak üretilen polimerler, elastomerlere (nitril kauçuk, akrilik kauçuk, polibütadien), mühendislik polimerlerine (PVC, polistiren, PMMA) ve emülsiyonlara (polivinil asetat, poliakrilik lateks, stiren-bütadien lateks) ayrılabilir. Bu ürünler hemen hemen tüm sanayi kollarında kullanılmaktadır. Örneğin, vinil polimerler (CH2=CH-) yaygın olarak sentetik kauçuklar, termoplastikler, kaplamalar, yapıştırıcılar, bağlayıcılar, reoloji değiştiriciler ve plastik pigmentler olarak kullanılır. Avantajları arasında hızlı reaksiyon hızı, proses güvenliği, üretilen polimerin yüksek moleküler ağırlığı ve proses sürekliliği sayılabilir. Ancak bunların dezavantajı, emülsiyonlaştırıcının veya diğer katkı maddelerinin tüm kalıntılarının çıkarılmasının zor olmasıdır.

Emülsiyon polimerizasyonunu destekleyen önerilen ürünler

2020’nin ilk yarısında PCC Group, emülsiyon polimerizasyonuna adanmış sonraki ürünleri tanıttı. Ürün yelpazesi, mükemmel emülsifiye edici ve stabilize edici özelliklere sahip Sulforokanol L430/1, SULFOROKanol ® L725/ SULFOROKAnol ve SULFOROKAnol® L1230/1 gibi ek anyonik yüzey aktif maddelerle genişletildi. Stiren-akrilik, akrilik ve vinil dispersiyonların üretiminde kullanılırlar. Dahası, PCC Group’un portföyü, destekleyici ajan olarak stiren-bütadien kauçukların üretimine yönelik dağıtıcı ajanlardan (R, RP, SBRP) oluşur. Emülgatörler veya stabilizatörler gibi emülsiyon polimerizasyonunda kullanılan diğer kimyasal bileşiklerle uyumludurlar. Düşük nem içeriği ve düşük kütle yoğunluğu sayesinde nakliye ve depolama maliyetlerinin düşmesine olanak tanırlar.