Emulsionspolymerisation är en teknisk metod för polymerisation. Denna process används också för att producera polymerdispersioner, även kallad latex. Dessa produkter används i stor utsträckning, till exempel för lim, vattenbaserade färger, träbeläggningar, gummi, tätningsmedel eller fibertyg. Det finns flera varianter av emulsionspolymerisationsprocessen. En av dem är batchprocessen, där reaktionen initieras förutsatt att alla reagensdelar finns i reaktorn. En annan är den semi-kontinuerliga processen, där i början endast en del av reagenserna placeras i reaktorn, med resten dispenseras i kontrollerade portioner under processen. Emulsionspolymerisation är en allmänt känd och tillämpad metod inom plastindustrin . Det är därför PCC Group tillhandahåller ett brett utbud av produkter dedikerade till denna teknologi. Det inkluderar till exempel dispergeringsmedel , emulgeringsmedel , co-emulgeringsmedel och andra tillsatser.

Emulsionspolymerisation – från monomerer till polymerer, eller hur plast tillverkas

Du har säkert hört talas om denna produktgrupp många gånger. Dessutom använder du dem varje dag inom ett antal olika områden. Plast har blivit en av de mest diversifierade produktgrupperna. De har använts i stor utsträckning inom förpackningsproduktion, transport, medicin, hushåll och många andra områden. Har du någonsin funderat på vad deras namn betyder? Vilka kemiska föreningar kan ingå i denna grupp? En av de första plasterna var polyvinylklorid, förkortat PVC . Det är för närvarande på andra plats när det klassificeras som appliceringsfrekvens som en del av denna grupp av material.

Polyvinylklorid – ett mångsidigt ämne

Polyvinylklorid fick sin popularitet på grund av egenskaperna som beror på dess form. Det finns två typer av PVC: opplastad (hård) och mjukad (mjuk). Den förstnämnda har goda isoleringsegenskaper och är resistent mot korrosion, kemikalier, brand och väderförhållanden . Det är också motståndskraftigt mot mekaniska faktorer, såsom spänning eller krossning. Det används inom bygg- och medicinindustrin, samt för tillverkning av avlopps- och avloppsrör eller behållare. Mjuk PVC, å andra sidan, är ett mycket flexibelt material. Trots sin flexibilitet kännetecknas den av hög motståndskraft mot mekaniska skador och väderförhållanden , och den kan formas vid lägre temperaturer än hård PVC. Den används som kabelisolator inom elindustrin. Vissa av dess applikationer handlar om kläd- och fordonsindustrin, och för tillverkning av foder, plast-dpc-skivor och förpackningar. Dessa är bara ett fåtal bland många tillämpningar av båda PVC-typerna. Vad beror då de slutliga fysiska egenskaperna hos PVC på? Det avgörande steget är valet av typ av polymerisation av polyvinylklorid. Det kan erhållas genom emulsionspolymerisation , suspensionspolymerisation eller bulkpolymerisation. I det här fallet kommer vi att fokusera på emulsionspolymerisation.

Några ord om emulsionspolymerisation

Emulsionspolymerisation är en metod för polymerisation av en monomer i ett dispersionsmedium, som i de flesta fall är vatten. Den består i emulgering av hydrofoba monomerer med användning av ett emulgeringsmedel, såsom olja i vatten. Därefter initieras en reaktion med en vattenlöslig initiator eller en oljelöslig initiator med en stabilisator. Emulgeringsmedel är ytaktiva ämnen , som säkerställer stabiliteten hos den initiala monomeremulsionen och resulterande polymerdispersion.

För att skapa en dispersion är det vanligt att använda olika tillsatser, så kallade dispergeringsmedel, för att stödja processen .

Anjoniska ytaktiva ämnen är de ämnen som oftast används vid emulsionspolymerisation. Detta är en relativt komplex process då tillväxt och stabilisering av polymermolekyler styrs av mekanismer för friradikalpolymerisation i kombination med olika kolloidala fenomen.

Framställning av polyvinylklorid genom emulsionspolymerisation

När koncentrationen av ytaktivt ämne överstiger den kritiska micellkoncentrationen (CMC), aggregeras ytaktiva molekyler och bildar sfäriska miceller. Som en konsekvens tränger hydrofoba monomerer in i micellerna. Vattenlösliga initiatorer kommer också in i dessa sfäriska strukturer. Där sprids fria radikaler. Micellerna fungerar som en kontaktpunkt mellan vattenlösliga initiatorer och hydrofoba vinylmonomerer . Reaktionen för bildning av en polymerkedja äger rum tills utnyttjandet av alla monomerdroppar suspenderade eller lösta i vatten, vilket leder till framställning av polyvinylklorid (PVC-E). Den erhållna föreningen är bildad av små korn. Som ett resultat av det används det vid tillverkning av, men inte begränsat till, pastor eftersom de inte är benägna att snabbt svälla i mjukgörare.

Betydelsen av emulsionspolymerisation för industrin

Emulsionspolymerisation är en process som används i stor utsträckning på industri- och akademisk nivå, och dess betydelse ökar fortfarande. Polymerer framställda med emulsionspolymerisationsmetoden kan delas in i elastomerer (nitrilgummi, akrylgummi, polybutadien), tekniska polymerer (PVC, polystyren, PMMA) och emulsioner (polyvinylacetat, polyakryllatex, styren-butadienlatex). Dessa produkter används inom nästan alla industrigrenar. Till exempel används vinylpolymerer (CH2=CH-) vanligtvis som syntetiska gummin, termoplaster, beläggningar, lim, bindemedel, reologimodifierare och plastpigment. Deras fördelar inkluderar snabb reaktionshastighet, processsäkerhet, hög molekylvikt hos den producerade polymeren och processkontinuitet. Deras nackdel är emellertid svårt att avlägsna alla rester av emulgeringsmedlet eller andra tillsatser.

Föreslagna produkter som stöder emulsionspolymerisation

Under första halvåret 2020 introducerade PCC Group efterföljande produkter dedikerade till emulsionspolymerisation. Produktsortimentet utökades med ytterligare anjoniska ytaktiva ämnen, såsom Sulforokanol L430/1, SULFOROKAnol® L725/1 och SULFOROKAnol® L1230/1 , med utmärkta emulgerande och stabiliserande egenskaper. De används för tillverkning av styren-akryl, akryl och vinyl dispersioner. Dessutom består PCC Groups portfölj av dispergeringsmedel (R, RP, SBRP) avsedda för produktion av styren-butadiengummin som stödmedel. De är kompatibla med andra kemiska föreningar som används i emulsionspolymerisation, såsom emulgeringsmedel eller stabilisatorer. Tack vare låg fukthalt och låg bulkdensitet kan transport- och lagringskostnaderna sänkas.