الراتنجات الاصطناعية عبارة عن مركبات جزيئية عالية ، يتم إنتاجها عن طريق الجمع بين مونومرات المواد الخام منخفضة الجزيئات (مثل الإيثيلين والبروبيلين وكلوريد الفينيل ، وما إلى ذلك) في جزيئات كبيرة من خلال البلمرة. تتضمن طرق البلمرة الصناعية الشائعة الاستخدام البلمرة السائبة ، بلمرة التعليق ، بلمرة المستحلب ، بلمرة المحلول ، بلمرة الملاط ، بلمرة الطور الغازي وما إلى ذلك. هناك مصادر وفيرة للمواد الخام لإنتاج الراتنجات الاصطناعية. في الأيام الأولى ، كانت منتجات قطران الفحم وكربيد الكالسيوم كربيد الكالسيوم هي المنتجات الرئيسية ، ولكن الآن يتم استخدام منتجات النفط والغاز الطبيعي بشكل أساسي ، مثل الإيثيلين والبروبيلين والبنزين والفورمالديهايد واليوريا.
البلمرة السائبة
البلمرة السائبة هي عملية بلمرة المونومرات تحت تأثير البادئ أو الحرارة والضوء والإشعاع دون إضافة وسائط أخرى. السمة هي أن المنتج نقي ، ولا يتطلب فصلًا وتنقية معقدًا ، والعملية بسيطة نسبيًا ، ومعدل استخدام معدات الإنتاج مرتفع. يمكن أن تنتج مباشرة منتجات عالية الجودة مثل الأنابيب والألواح ، لذلك تسمى أيضًا بلمرة الكتل. العيب هو أن لزوجة المادة تزداد باستمرار مع تقدم تفاعل البلمرة ، ويصعب الخلط ونقل الحرارة ، وليس من السهل التحكم في درجة حرارة المفاعل. غالبًا ما تستخدم البلمرة السائبة في إنتاج بولي أكريليك ميثيل أكريلات (المعروف باسم زجاج شبكي) ، والبوليسترين ، والبولي إيثيلين منخفض الكثافة ، والبولي بروبيلين ، والبوليستر ، وراتنجات البولي أميد.
بلمرة التعليق
تشير بلمرة التعليق إلى عملية البلمرة التي يتم فيها تشتيت المونومرات إلى قطرات تحت تأثير عوامل التحريك أو الاهتزاز والتشتت الميكانيكي ، وعادة ما تكون معلقة في الماء ، لذلك تسمى أيضًا بلمرة الحبيبات. الخصائص هي: وجود كمية كبيرة من الماء في المفاعل ، ولزوجة المادة منخفضة ، ومن السهل نقل الحرارة والتحكم فيها ؛ بعد البلمرة ، لا تحتاج إلا إلى إجراء عمليات فصل وغسل وتجفيف بسيطة وغير ذلك من العمليات للحصول على منتج الراتنج ، والذي يمكن استخدامه مباشرة في التشكيل والمعالجة ؛ المنتج نقي نسبيًا وموحد. العيب هو أن القدرة الإنتاجية للمفاعل ونقاوة المنتج ليست جيدة مثل طريقة البلمرة بالجملة ، ولا يمكن استخدام الطريقة المستمرة للإنتاج. تستخدم بلمرة التعليق على نطاق واسع في الصناعة.
بلمرة المستحلب
تشير بلمرة المستحلب إلى البلمرة التي تشكل فيها المونومرات مستحلبًا في الماء تحت التحريك أو الاهتزاز الميكانيكي بمساعدة مستحلب. منتج تفاعل بلمرة المستحلب هو مادة اللاتكس ، والتي يمكن استخدامها مباشرة ، أو يمكن تدمير اللاتكس ، بعد الغسيل والتجفيف وعمليات ما بعد المعالجة الأخرى ، للحصول على مسحوق أو بوليمرات تشبه الإبرة. يمكن لبلمرة المستحلب الحصول على بوليمرات ذات أوزان جزيئية أعلى بسرعات تفاعل أعلى. لزوجة المواد منخفضة ، ونقل الحرارة والخلط سهلان ، والإنتاج سهل التحكم ، كما يسهل إزالة المونومرات المتبقية. عيب بلمرة المستحلب هو أن المستحلب المضاف في عملية البلمرة يؤثر على أداء المنتج. من أجل الحصول على البوليمر الصلب ، يمر الاستهلاك من خلال عملية التخثر والفصل والغسيل وما إلى ذلك. الطاقة الإنتاجية للمفاعل أقل من تلك الخاصة بطريقة البلمرة السائبة.
بلمرة المحلول
يتم إجراء بلمرة المحلول في وجود مذيب ، ويجب أن يذيب المذيب المختار كلاً من المونومر والبوليمر. أثناء عملية البلمرة ، يكون النظام عبارة عن محلول لزج موحد ، ويكون نظام البلمرة دائمًا في مرحلة متجانسة ، مع فترة تشغيل مستمرة طويلة وتشغيل سهل. ومع ذلك ، فإن لزوجة النظام عالية نسبيًا. الميزة هي أن التفاعل المتجانس يسهل التحكم فيه ، ويمكن أيضًا التحكم في الوزن الجزيئي وتوزيعه بشكل مناسب. ومع ذلك ، فإن نظام بلمرة المحلول لزج ، مما يسبب صعوبة وانتقال الحرارة والكتلة غير المتكافئ.
بلمرة الملاط
في بلمرة الملاط ، يتم استخدام المذيب أو المونومر نفسه كوسيط تشتت. يكون البوليمر الناتج غير قابل للذوبان في وسط التشتت ، ولكنه مشتت على شكل جسيمات على شكل ملاط. نسبته بعض الوثائق السابقة إلى بلمرة المحلول غير المتجانسة. يتميز هذا النوع من البلمرة باللزوجة المنخفضة للنظام ، والتحريك السهل ، وتبديد الحرارة السهل ، ويمكن استخدام تركيز المونومر العالي لتحسين إنتاجية معدات الوحدة. في الوقت الحاضر ، يمكن استخدام هذه الطريقة لإنتاج البولي إيثيلين عالي الكثافة والبولي بروبيلين.
بلمرة الطور الغازي
في بلمرة الطور الغازي ، يتم إدخال مونومر الطور الغازي والمحفز في المفاعل وفقًا للكمية المحددة للتوليف في خطوة واحدة للحصول على البوليمر الجاف. الشرط الأساسي لبلمرة الطور الغازي هو أن انتقائية المحفز والعائد يجب أن تكون عالية بما يكفي ، ولا يحتاج المنتج الذي تم الحصول عليه إلى إزالة المحفز المتبقي ، مما قد يؤدي إلى تقصير العملية بشكل كبير. مع ظهور محفزات Ziegler ذات المواد الحاملة عالية النشاط ، أصبحت بلمرة الطور الغازي حتى الآن هي السائدة في تصنيع البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا على نطاق واسع للبلمرة بواسطة آلية الجذور الحرة.
