Una polimerizzazione fuori controllo è una reazione potenzialmente pericolosa in cui i prodotti chimici si formano con velocità eccessiva, producendo calore che può portare a un'esplosione o ad altri pericoli. Poiché la polimerizzazione è un processo essenziale per la produzione di molti materiali sintetici, i chimici adottano strategie per mantenere reazioni sicure ed evitare la polimerizzazione incontrollata.
Monomeri e Polimeri
La maggior parte delle materie plastiche e molte molecole biologiche appartengono a una classe di composti chimici chiamati polimeri: lunghe catene delle stesse unità chimiche ripetute continuamente. Ogni unità della catena è una molecola chiamata monomero. Ad esempio, il polistirene è un polimero costituito da molte molecole di stirene legate tra loro. In questo caso, lo stirene è il monomero.
polimerizzazione
Per fare la plastica, un processo chimico prende un contenitore di una sostanza monomerica e lo combina con altri prodotti chimici che avviano il processo di polimerizzazione. Durante la reazione i monomeri, normalmente stabili da soli, si legano tra loro. Le molecole di monomero si uniscono in catene ripetute, formando polimeri e continuano fino a quando il contenitore non esaurisce le sostanze chimiche iniziatore oi monomeri disponibili. Il polimero risultante acquisisce proprietà, come resistenza ed elasticità, carenti nel monomero originale.
Polimerizzazione in fuga
Alcune reazioni di polimerizzazione sono esotermiche, nel senso che emettono calore. Idealmente, il calore totale prodotto è piccolo e si disperde innocuamente nel contenitore di reazione. Tuttavia, se è coinvolta una grande quantità di monomero e se la reazione è fortemente esotermica, i monomeri possono combinarsi troppo rapidamente. Di conseguenza, calore e pressione eccessivi si accumulano nel recipiente di reazione, fondendo l'apparecchiatura o provocando un'esplosione.
Misure preventive
Gli ingegneri chimici utilizzano una varietà di metodi per prevenire la polimerizzazione incontrollata. L'apparecchiatura può incorporare dispositivi di agitazione che aiutano a rompere le aree in cui la velocità di reazione è troppo elevata e dissipano il calore attraverso la miscela. Un chimico può aggiungere composti, chiamati inibitori, per rallentare deliberatamente la reazione, mantenendo la velocità al di sotto del punto in cui scappa. Aggiungono anche dispositivi di emergenza che si aprono automaticamente se la pressione di reazione supera un valore di sicurezza. Questi componenti impediscono al recipiente di reazione di esplodere con forza violenta.