Une polymérisation incontrôlée est une réaction potentiellement dangereuse dans laquelle des produits chimiques se forment à une vitesse excessive, produisant de la chaleur pouvant entraîner une explosion ou d'autres dangers. Parce que la polymérisation est un processus essentiel pour fabriquer de nombreux matériaux synthétiques, les chimistes adoptent des stratégies pour maintenir des réactions sûres et éviter une polymérisation incontrôlée.
Monomères et polymères
La plupart des plastiques et de nombreuses molécules biologiques appartiennent à une classe de composés chimiques appelés polymères - de longues chaînes des mêmes unités chimiques répétées continuellement. Chaque unité de la chaîne est une molécule appelée monomère. Par exemple, le polystyrène est un polymère constitué de nombreuses molécules de styrène liées entre elles. Dans ce cas, le styrène est le monomère.
Polymérisation
À faire du plastique, un processus chimique prend un contenant d'une substance monomère et le combine avec d'autres produits chimiques qui initient le processus de polymérisation. Au cours de la réaction, les monomères, qui sont normalement stables par eux-mêmes, se lient entre eux. Les molécules de monomère se collent en chaînes répétitives, formant des polymères, et continuent jusqu'à ce que le récipient soit à court de produits chimiques initiateurs ou de monomères disponibles. Le polymère résultant acquiert des propriétés, telles que la résistance et l'élasticité, manquant du monomère d'origine.
Polymérisation d'emballement
Certaines réactions de polymérisation sont exothermiques, c'est-à-dire qu'elles dégagent de la chaleur. Idéalement, la chaleur totale produite est faible et se dissipe sans danger dans le récipient de réaction. Cependant, si une grande quantité de monomère est impliquée, et si la réaction est fortement exothermique, les monomères peuvent se combiner trop rapidement. En conséquence, une chaleur et une pression excessives s'accumulent dans la cuve de réaction, faisant fondre l'équipement ou provoquant une explosion.
Mesures préventives
Les ingénieurs chimistes utilisent une variété de méthodes pour empêcher la polymérisation incontrôlée. L'équipement peut incorporer des dispositifs d'agitation qui aident à briser les zones où la vitesse de réaction est trop grande et à dissiper la chaleur à travers le mélange. Un chimiste peut ajouter des composés, appelés inhibiteurs, pour ralentir délibérément la réaction, en maintenant la vitesse en dessous du point auquel elle s'enfuit. Ils ajoutent également des dispositifs d'urgence qui s'ouvrent automatiquement si la pression de réaction dépasse une valeur sûre. Ces composants empêchent le réacteur d'exploser avec une force violente.
