Bulkkipolymerointi

Bulkkipolymerointi on additiopolimerointimenetelmä, jossa monomeeri polymeroituu ilman liuotinta. Tuloksena syntyy massaa tai kiinteää rakennetta, jonka viskositeetti kasvaa konversion myötä. Tämä menetelmä on yleinen vinylimonomeerien, kuten styreenin ja metyylimetakrylaatin (MMA), polymeroinnissa, koska se tuottaa korkeaa molekyylimassaa ilman liuottimien haihduttamista.

Periaate: reaktio tapahtuu suljetussa reaktorissa radikaalipolymeroinnilla. Lämpötilaa säädetään ja jäähdytetään, koska polymeroinnin exothermisyys on korkea. Koska massan viskositeetti kasvaa nopeasti konversiolla, diffuusiopisteet heikkenevät ja termisen hallinnan tarve kasvaa. Trommsdorff-efekti eli autoacceleration voi aiheuttaa nopeat lämpötilan nousut, jos jäähdytys ei riitä. Joillakin monomeereilla voidaan käyttää vaiheittaista lisäystä kontrolloidun konversion saavuttamiseksi.

Edut: ilman liuottimia suurempi konversio, korkea molekyylimassa ja vähemmän liuotinjäännöksiä; yksinkertaisempi jälkikäsittely ja puhdistus. Sovellukset: käytetty polystyreenin, PMMA:n ja muiden vinyl-polymeerien valmistuksessa, joissa halutaan vähäinen liuottinjäte ja korkea laadunvarmuus.

Haasteet: lämpö- ja viskositeettihallinta sekä geliefektit voivat rajoittaa konversiota tai aiheuttaa epäjatkuvuuksia; prosessin suunnittelussa käytetään usein multi-stage-reaktoreita tai annostelulämmönhallintaa.

Yhteenveto: bulkkipolymerointi tarjoaa korkean konversion ja molekyylimassan ilman liuottimia, mutta vaatii tarkkaa lämpötilan ja viskositeetin säätöä sekä turvallisuusnäkökulmien huomioimista.