რა არის გაქცეული პოლიმერიზაცია?

გაქცეული პოლიმერიზაცია არის პოტენციურად საშიში რეაქცია, რომლის დროსაც ქიმიური პროდუქტები წარმოიქმნება ჭარბი სიჩქარით, წარმოქმნის სითბოს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება ან სხვა საფრთხეები. იმის გამო, რომ პოლიმერიზაცია აუცილებელი პროცესია მრავალი სინთეტიკური მასალის დასამზადებლად, ქიმიკოსები იღებენ სტრატეგიებს უსაფრთხო რეაქციების შესანარჩუნებლად და გაქცეული პოლიმერიზაციის თავიდან ასაცილებლად.

პლასტმასის უმეტესობა და მრავალი ბიოლოგიური მოლეკულა მიეკუთვნება ქიმიური ნაერთების კლასს, სახელწოდებით პოლიმერები - იგივე ქიმიური ერთეულების გრძელი ჯაჭვები განმეორებით განმეორებით. ჯაჭვის თითოეული ერთეული არის მოლეკულა, რომელსაც მონომერი ეწოდება. მაგალითად, პოლისტიროლი არის პოლიმერი, რომელიც შედგება მრავალი სტირენის მოლეკულებისგან, რომლებიც ერთმანეთთანაა დაკავშირებული. ამ შემთხვევაში, სტირენი არის მონომერი.

რომ პლასტმასის გაკეთება, ქიმიური პროცესი იღებს მონომერული ნივთიერების კონტეინერს და აერთიანებს მას სხვა ქიმიკატებთან, რომლებიც იწყებენ პოლიმერიზაციის პროცესს. რეაქციის დროს, მონომერები, რომლებიც ჩვეულებრივ თავისთავად სტაბილურია, ერთმანეთთან აკავშირებს. მონომერული მოლეკულები ერთმანეთთან იმეორებენ გამეორებულ ჯაჭვებში, ქმნიან პოლიმერებს და გრძელდება მანამ, სანამ კონტეინერი არ ამოიწურება ინიციატორის ქიმიკატებით ან ხელმისაწვდომი მონომერებით. შედეგად მიღებული პოლიმერი იძენს თვისებებს, როგორიცაა ძალა და ელასტიურობა, რომელსაც არ გააჩნია თავდაპირველი მონომერი.

ზოგიერთი პოლიმერიზაციის რეაქცია არის ეგზოთერმული - ეს ნიშნავს, რომ ისინი სითბოს გამოყოფენ. იდეალურ შემთხვევაში, წარმოებული მთლიანი სითბო მცირეა და უვნებლად იშლება რეაქციის ჭურჭელში. ამასთან, თუ ჩართულია დიდი რაოდენობით მონომერი და თუ რეაქცია მკაცრად ეგზოთერმიულია, შესაძლოა მონომერები ძალიან სწრაფად გაერთიანდნენ. შედეგად, რეაქციის ჭურჭელში ზედმეტი სითბო და წნევა გროვდება, აპარატურა დნება ან აფეთქებას იწვევს.

ქიმიური ინჟინრები იყენებენ მრავალფეროვან მეთოდებს გაქცეული პოლიმერიზაციის თავიდან ასაცილებლად. აპარატს შეიძლება ჰქონდეს შემრევი ხელსაწყოები, რომლებიც ხელს უწყობენ უბნების დაშლას, სადაც რეაქციის სიჩქარე ძალიან დიდია და ნარევის საშუალებით სითბოს აფრქვევს. ქიმიკოსმა შეიძლება დაამატოს ნაერთები, ე.წ. ინჰიბიტორები, რეაქციის განზრახ შენელებისთვის, ხოლო სიჩქარე შეინარჩუნოს იმ წერტილამდე, სადაც იგი გადის. ისინი ასევე დაამატებენ გადაუდებელ მოწყობილობებს, რომლებიც ავტომატურად იხსნება, თუ რეაქციის წნევა აღემატება უსაფრთხო მნიშვნელობას. ეს კომპონენტები ხელს უშლის რეაქციის ჭურჭლის ძალადობრივი აფეთქებას.