Vad är Runaway Polymerization?

En flyktig polymerisation är en potentiellt farlig reaktion där kemiska produkter bildas med för hög hastighet, vilket ger värme som kan leda till en explosion eller andra faror. Eftersom polymerisation är en väsentlig process för framställning av många syntetiska material, antar kemister strategier för att bibehålla säkra reaktioner och undvika skenande polymerisation.

De flesta plaster och många biologiska molekyler tillhör en klass av kemiska föreningar som kallas polymerer - långa kedjor av samma kemiska enheter som upprepas kontinuerligt. Varje enhet i kedjan är en molekyl som kallas en monomer. Till exempel är polystyren en polymer som består av många styrenmolekyler kopplade ihop. I detta fall är styren monomeren.

Till göra plast, tar en kemisk process en behållare av en monomer substans och kombinerar den med andra kemikalier som initierar polymerisationsprocessen. Under reaktionen länkar monomererna, som normalt är stabila på egen hand. Monomermolekylerna håller ihop i upprepade kedjor och bildar polymerer och fortsätter tills behållaren tar slut på initiatorkemikalier eller tillgängliga monomerer. Den resulterande polymeren får egenskaper, såsom styrka och elasticitet, som saknas i den ursprungliga monomeren.

Vissa polymerisationsreaktioner är exoterma - vilket innebär att de avger värme. Idealt är den totala producerade värmen liten och försvinner ofarligt i reaktionsbehållaren. Men om en stor mängd monomer är inblandad och om reaktionen är starkt exoterm, kan monomererna kombineras för snabbt. Som en följd av detta bildas överdriven värme och tryck i reaktionskärlet, smälter utrustningen eller orsakar en explosion.

Kemiska ingenjörer använder en mängd olika metoder för att förhindra runaway polymerisation. Utrustningen kan innehålla omrörningsanordningar som hjälper till att bryta upp områden där reaktionshastigheten är för stor och sprida värme genom blandningen. En kemist kan tillsätta föreningar, kallade hämmare, för att avsiktligt sakta ner reaktionen och hålla hastigheten under den punkt vid vilken den rinner iväg. De lägger också till nödanordningar som öppnas automatiskt om reaktionstrycket överstiger ett säkert värde. Dessa komponenter förhindrar att reaktionskärlet exploderar med våldsam kraft.