Az elszabadult polimerizáció egy potenciálisan veszélyes reakció, amelyben a vegyi termékek túl nagy sebességgel képződnek, hőt termelve, amely robbanáshoz vagy más veszélyekhez vezethet. Mivel a polimerizáció elengedhetetlen folyamat számos szintetikus anyag előállításához, a vegyészek stratégiákat fogadnak el a biztonságos reakciók fenntartása és az elszabadult polimerizáció elkerülése érdekében.
Monomerek és polimerek
A legtöbb műanyag és sok biológiai molekula a kémiai vegyületek osztályába tartozik, az úgynevezett polimereket - ugyanazon kémiai egység hosszú láncai folyamatosan ismétlődnek. A lánc minden egysége egy molekula, amelyet monomernek nevezünk. Például a polisztirol egy polimer, amely sok sztirolmolekulából áll összekapcsolva. Ebben az esetben a sztirol a monomer.
Polimerizáció
Nak nek műanyagokat készíteniA kémiai folyamat egy monomer anyagból álló tartályt vesz igénybe, és más vegyi anyagokkal kombinálja, amelyek elindítják a polimerizációs folyamatot. A reakció során a önmagukban általában stabil monomerek összekapcsolódnak. A monomer molekulák ismétlődő láncokban összetapadnak, polimereket képeznek, és addig folytatódnak, amíg a tartályban el nem fogynak az iniciátor vegyi anyagok vagy a rendelkezésre álló monomerek. A kapott polimer olyan tulajdonságokat nyer, mint szilárdság és rugalmasság, amelyek hiányoznak az eredeti monomerből.
Szökött polimerizáció
Néhány polimerizációs reakció exoterm - vagyis hőt ad le. Ideális esetben az összes termelt hő kicsi és ártalmatlanul elvezet a reakciótartályba. Ha azonban nagy mennyiségű monomer vesz részt, és ha a reakció erősen exoterm, a monomerek túl gyorsan össze tudnak kapcsolódni. Ennek következtében a reakcióedényben túlzott hő és nyomás keletkezik, ami megolvasztja a berendezést vagy robbanást okoz.
Megelőző intézkedések
A vegyészmérnökök különféle módszereket alkalmaznak az elszabadult polimerizáció megakadályozására. A berendezés tartalmazhat keverőberendezéseket, amelyek segítenek felszakítani azokat a területeket, ahol a reakciósebesség túl nagy, és elvezetik a hőt az elegyen keresztül. A vegyész vegyületeket, úgynevezett inhibitorokat adhat hozzá, hogy szándékosan lelassítsa a reakciót, miközben a sebességet a lefutási pont alatt tartja. Hozzáadnak olyan vészhelyzeti eszközöket is, amelyek automatikusan kinyílnak, ha a reakciónyomás meghaladja a biztonságos értéket. Ezek az alkatrészek megakadályozzák a reakcióedény erőszakos robbanását.