Der Unterschied zwischen Emulsionspolymeren und Lösungspolymeren

Beginnen wir mit einer Definition für die Polymerisation selbst. Polymerisation , kann als chemische Reaktion mit Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen auftreten. Da Festkörperreaktionen langsam sind und Gasphasenreaktionen hohe Temperaturen erfordern (was beim Versuch, ein hohes Molekulargewicht zu erreichen, zu Instabilität führt), werden diese Aggregatzustände bei der Herstellung vernachlässigt, wo die Flüssigphasen-Polymerisation vorherrscht.

Es gibt tatsächlich vier gängige Typen von Flüssigphasen-Polymerisationsreaktionen. Homogene Reaktionen umfassen Masse-/Massenpolymerisation und Lösungspolymerisation, während heterogene Reaktionen Suspensions-/Perlen-/Perlenpolymerisation und Emulsionspolymerisation umfassen. Im heutigen Artikel befassen wir uns mit den Unterschieden zwischen Emulsionspolymerisation und Lösungspolymerisation.

Monomere werden während der Emulsionspolymerisation in einer wässrigen Phase dispergiert. Diese Phase erzeugt Initiatorradikale, die in Seifenmizellen voller Monomermoleküle wandern. Wenn mehr Monomere in die Mizelle wandern, wird die Polymerisation als Prozess fortgesetzt.

Da vor Beendigung des Prozesses nur ein freies Radikal in der Mizelle vorhanden ist, können sehr hohe Molekulargewichte von 1 Million oder mehr erreicht werden. Die Viskosität des Mediums, in dem die Partikel dispergiert sind, bestimmt die Viskosität des Latex. Am Ende ist das Emulsionslatexteilchen tatsächlich eine Öl-in-Wasser-Emulsion, wenn es wässrig ist.

Bei der Lösungspolymerisation löst ein Verarbeiter ein Monomer in einem geeigneten Lösungsmittel zusammen mit Kettenübertragungsmitteln und einem Radikalstarter. Der Katalysator kann entweder ionisch oder ein Koordinationskatalysator (entweder gelöst oder suspendiert) sein. Inerte Lösungsmittel fördern die Viskositätskontrolle und den richtigen Grad der Wärmeübertragung. In vielen Fällen verwenden Hersteller Wasser als primäres Lösungsmittel.

Die Emulsionspolymerisation ist die am weitesten verbreitete Technik für den industriellen Einsatz - Prozessoren polymerisieren Monomere wie Styrol, Butadien, Methylmethacrylat und Vinylacetat. Bei der Emulsionspolymerisation erhalten wir Latexpartikel, eine Dispersion von Polymer in Wasser. Mit diesen Latexpartikeln als Basismaterial können unsere Kunden andere Chemikalien zur Herstellung von Farben und Beschichtungen, Kleb- und Dichtstoffen, Vliesstoffen, Papier, Druck und Verpackung, Bauwesen und Textilien hinzufügen – die Möglichkeiten für Emulsionspolymere sind endlos.

Die Lösungspolymerisation ist ein übliches Verfahren, um Polyacrylsäure (PAA) oder Polyacrylnitril (PAN) zu erhalten. PAA ist ein Basismaterial für Produkte wie Wegwerfwindeln, während Sie PAN als Rohstoff für Acrylbekleidung wie Socken und Pullover, Zelte, Tennisschläger und Angelruten finden. Lösungspolymere finden auch in Klebstoffen und Beschichtungen ein breites Anwendungsspektrum.

Für jede Art der Polymerisation gibt es einige unterschiedliche Vor- und Nachteile. Bei der Emulsionspolymerisation haben Sie keine Probleme mit der Kettenübertragung oder Wärmeübertragung. Die in Latexform erhaltenen Produkte sind direkt verwendbar. Mit der Emulsionspolymerisation können wir sehr schnell ein Produkt mit hohem Molekulargewicht erreichen – innerhalb von 1-2 Stunden. Zu den Nachteilen gehört die Tatsache, dass die Emulsionspolymerisation ein weniger reines Endprodukt ergibt als die langsamere Massepolymerisation. Um Emulsionspolymere in fester Form zurückzugewinnen, ist eine hohe Technologieinvestition erforderlich, und der hohe Wasserverbrauch bei der Emulsionspolymerisation führt zu einer geringeren Ausbeute pro Reaktorvolumen.

Die Lösungspolymerisation hat auch Vor- und Nachteile. Bei dieser Technik ist die Wärmeübertragung einfach, da Lösungsmittel beteiligt sind. Auch das Rühren ist einfach, da die Lösungspolymerisation ein Gemisch mit niedriger Viskosität erzeugt. Der Massentransfer des resultierenden Polymers ist ebenfalls einfach. Das resultierende Produkt kann in flüssiger Form einfach durch Trocknen als Feststoff verwendet werden. Hersteller können keine Lösungspolymerisation verwenden, um hohe Molekulargewichte zu erreichen; die Anwesenheit eines Lösungsmittels erniedrigt die tatsächliche Polymerisationsgeschwindigkeit in der Mischung, und die vollständige Entfernung des Lösungsmittels ist schwierig.

Es wird immer einen Markt für Produkte geben, die Basismonomere aufweisen, die entweder durch Emulsions- oder Lösungspolymerisationstechniken polymerisiert werden. Wir können Emulsionspolymere schnell herstellen und sie sind die bevorzugte Wahl unserer Fertigungspartner, die einen Rohstoff mit hohem Molekulargewicht für dauerhaftere Anwendungen wie Farben und Klebstoffe in Industriequalität sowie Bauanwendungen wie Zementmischungen und Asphaltmodifikatoren benötigen. Die Lösungspolymerisation hat ihren Platz in einer Vielzahl von Bekleidungsanwendungen sowie in anderen Produkten, bei denen das Molekulargewicht weniger wichtig ist und niedrigere Viskositäten für die Herstellung von Beschichtungen und Klebstoffen benötigt werden.