Bulkpolymerisation - Bulk polymerization
Bulkpolymerisation eller masspolymerisation utförs genom tillsats av en löslig radikalinitiator till ren monomer i flytande tillstånd. Initiatorn bör lösa sig i monomeren. Reaktionen initieras genom uppvärmning eller exponering för strålning. När reaktionen fortskrider blir blandningen mer viskös. Reaktionen är exoterm och ett brett spektrum av molekylmassor produceras.
Bulkpolymerisation utförs i frånvaro av något lösningsmedel eller dispergeringsmedel och är således den enklaste i termer av formulering. Den används för de flesta stegtillväxtpolymerer och många typer av kedjetillväxtpolymerer. I fallet med kedjetillväxtreaktioner, som i allmänhet är exoterma, kan den utvecklade värmen orsaka att reaktionen blir för kraftig och svår att kontrollera om inte effektiv kylning används.
Fördelar och nackdelar
Bulk polymerisation har flera fördelar jämfört med andra metoder, är dessa fördelar är:
- Systemet är enkelt och kräver värmeisolering.
- Den erhållna polymeren är ren.
- Stora gjutgods kan beredas direkt.
- Molekylviktsfördelningen kan enkelt ändras
- Den erhållna produkten har hög optisk klarhet
Nackdelar:
- Värmeöverföring och blandning blir svårt när viskositeten hos reaktionsmassan ökar.
- Problemet med värmeöverföring förvärras av den mycket exoterma naturen av polymerisering av fria radikaltillsatser.
- Polymerisationen erhålls med en bred molekylviktsfördelning på grund av den höga viskositeten och bristen på god värmeöverföring.
- mycket höga molekylvikter erhålls.
- Geleffekt.
För att minska nackdelarna med bulkpolymerisation kan förfarandet utföras i en lösning. Detta är känt som lösningspolymerisation.
Klassificering
Det finns två huvudtyper av masspolymerisation:
- Quiescent Bulk-polymerisation : Det finns ingen omrörning i denna typ av bulkpolymerisation. Detta används ofta för att syntetisera tvärbundna och värmehärdande polymerer. På grund av systemets vilande natur är trommsdorff-effekten signifikant närvarande, vilket i sin tur leder till längre kedjor och hårdare material. De största nackdelarna med denna typ av polymerisation inkluderar inneslutna bubblor (eller hålrum) på grund av monomeravkokning och oförmåga att omvandla alla monomerer.
- Omrörad masspolymerisation : Kontinuerlig omrörning av monomeren sker i denna typ av polymerisation. Mycket specifika utformningar av reaktorer används beroende på viskositeten hos polymeren. I vissa applikationer överförs den färdiga polymersmältan från reaktorn med hjälp av en kugghjulspump eller med ett måttligt yttre tryck. Den skiljer sig från lösningspolymerisationen på ett sätt som monomeren själv fungerar som ett lösningsmedel.
