Emulsiopolymerointi

Emulsiopolymerointi on vesipohjainen vapaiden radikalien polymerointi, jossa monomeeri on dispergoituna pieninä öljymäisinä emulsioina veden ympärille. Polymeeripartikkelit muodostuvat näiden emulsioiden sisällä tai mikelleissä, ja polymerointi tapahtuu pääosin näissä hiukkasissa. Prosessi tuottaa polymeerilaatereita (latex), joilla on korkea massapitoisuus ja hyvä kinetiikan hallinta.

Polymerointimenetelmä käynnistyvät yleensä vesieliöisillä initiatoreilla, kuten persulfaatti- tai ammoniumpersulfaatti-yrityksillä, usein redox- tai lämpöjärjestelminä. Initiointi tapahtuu vesisivulla, ja radikaalit siirtyvät monomeerin emulsioihin aloittaen kasvun. Kasvu etenee, kun monomeeri difundoituu kasvavaan polymeri-partikkeliin; samalla emulsioverkon stabilointiaineet (tensidit ja suojaavat polyolit kuten polyvinyylialkoholi) estävät hiukkasten koaguloitumisen. Terminaatio tapahtuu yhdistymällä tai disproportionoitumalla radikaalien välillä. Tuloksena on homogeeninen kiteitty latex, jonka hiukkaskoko säädettävissä esimerkiksi tensiaktiivitasolla, initiatorin määrä ja reaktio-olosuhteilla.

Yleisesti käytettyjä monomeerejä ovat styreeni, inimen, butadieeni, akryylit ja vinylialkooli, ja prosessi soveltuu sekä hydrofobisille että melko hydrofiilisille monomeereille. Reaktiot tapahtuvat yleensä 5–90 °C lämpötiloissa, usein noin 40–80 °C, ja pH sekä suojanaineita säädellään laatukäytännön mukaan. Keskeisiä etuja ovat korkeakeskiset massapitoisuudet, hyvä lämpöhallinta ja tarkka hiukkaskoon hallinta sekä laajat sovellukset. Rajoitteita ovat mahdollinen surfaktanttien jäännösaine sekä koagulointiriski, joka hallitaan huolellisella stabiloinnilla. Käyttökohteita ovat maalit ja pinnoitteet, liimat, paperin pintakäsittelyt sekä tekstiilien viimeistelyaineet.