Τι είναι ο πολυμερισμός Runaway;

Ένας δραματικός πολυμερισμός είναι μια δυνητικά επικίνδυνη αντίδραση στην οποία σχηματίζονται χημικά προϊόντα με υπερβολική ταχύτητα, παράγοντας θερμότητα που μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη ή άλλους κινδύνους. Επειδή ο πολυμερισμός είναι μια ουσιαστική διαδικασία για την παραγωγή πολλών συνθετικών υλικών, οι χημικοί υιοθετούν στρατηγικές για τη διατήρηση ασφαλών αντιδράσεων και την αποφυγή του πολυμερισμού.

Τα περισσότερα πλαστικά και πολλά βιολογικά μόρια ανήκουν σε μια κατηγορία χημικών ενώσεων που ονομάζονται πολυμερή - μεγάλες αλυσίδες των ίδιων χημικών μονάδων επαναλαμβάνονται συνεχώς. Κάθε μονάδα στην αλυσίδα είναι ένα μόριο που ονομάζεται μονομερές. Για παράδειγμα, το πολυστυρόλιο είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από πολλά μόρια στυρολίου συνδεδεμένα μεταξύ τους. Σε αυτήν την περίπτωση, το στυρόλιο είναι το μονομερές.

Προς την φτιάξτε πλαστικά, μια χημική διαδικασία παίρνει ένα δοχείο μιας μονομερούς ουσίας και το συνδυάζει με άλλες χημικές ουσίες που ξεκινούν τη διαδικασία πολυμερισμού. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, τα μονομερή, τα οποία είναι συνήθως σταθερά μόνα τους, συνδέονται μεταξύ τους. Τα μονομερή μόρια κολλούν μεταξύ τους σε επαναλαμβανόμενες αλυσίδες, σχηματίζοντας πολυμερή και συνεχίζονται μέχρις ότου το δοχείο εξαντληθεί από χημικές ουσίες εκκίνησης ή διαθέσιμα μονομερή. Το προκύπτον πολυμερές αποκτά ιδιότητες, όπως αντοχή και ελαστικότητα, που δεν υπάρχουν στο αρχικό μονομερές.

Ορισμένες αντιδράσεις πολυμερισμού είναι εξώθερμες - που σημαίνει ότι εκπέμπουν θερμότητα. Στην ιδανική περίπτωση, η συνολική θερμότητα που παράγεται είναι μικρή και διαχέεται ακίνδυνα στο δοχείο αντίδρασης. Ωστόσο, εάν εμπλέκεται μεγάλη ποσότητα μονομερούς και εάν η αντίδραση είναι έντονα εξώθερμη, τα μονομερή μπορεί να συνδυαστούν πολύ γρήγορα. Κατά συνέπεια, στο δοχείο αντίδρασης συσσωρεύεται υπερβολική θερμότητα και πίεση, λιώνει τον εξοπλισμό ή προκαλεί έκρηξη.

Οι χημικοί μηχανικοί χρησιμοποιούν μια ποικιλία μεθόδων για την αποτροπή του πολυμερισμού. Ο εξοπλισμός μπορεί να περιλαμβάνει συσκευές ανάδευσης που βοηθούν στη διάσπαση περιοχών όπου η ταχύτητα αντίδρασης είναι πολύ μεγάλη και διαλύει τη θερμότητα μέσω του μείγματος. Ένας φαρμακοποιός μπορεί να προσθέσει ενώσεις, που ονομάζονται αναστολείς, για να επιβραδύνει σκόπιμα την αντίδραση, διατηρώντας το ρυθμό κάτω από το σημείο στο οποίο ξεφεύγει. Προσθέτουν επίσης συσκευές έκτακτης ανάγκης που ανοίγουν αυτόματα εάν η πίεση αντίδρασης υπερβαίνει μια ασφαλή τιμή. Αυτά τα συστατικά εμποδίζουν την έκρηξη του δοχείου αντίδρασης με βίαιη δύναμη.