La polimerización en solución es un método de polimerización industrial . En este procedimiento, se disuelve un monómero en un disolvente no reactivo que contiene un catalizador o iniciador .
La reacción da como resultado un polímero que también es soluble en el disolvente elegido. El calor liberado por la reacción es absorbido por el disolvente, lo que reduce la velocidad de reacción . Además, la viscosidad de la mezcla de reacción se reduce, evitando la autoaceleración a altas concentraciones de monómero . Una disminución de la viscosidad de la mezcla de reacción por dilución también ayuda a la transferencia de calor, uno de los principales problemas relacionados con la producción de polímeros, ya que la mayoría de las polimerizaciones son reacciones exotérmicas. Una vez alcanzada la conversión deseada, se debe eliminar el exceso de disolvente para obtener el polímero puro. En consecuencia, la polimerización en solución se utiliza principalmente en aplicaciones en las que de todos modos se desea la presencia de un disolvente, como es el caso de barnices y adhesivos . Otra aplicación de las soluciones poliméricas incluye la fabricación de fibras mediante hilatura húmeda o seca o películas plásticas .
Las desventajas de la polimerización en solución son la disminución de la concentración de monómero e iniciador que conduce a una reducción de la velocidad de reacción, menor utilización del volumen del reactor, costo adicional del proceso relacionado con el reciclaje de solventes, toxicidad y otros impactos ambientales de la mayoría de los solventes orgánicos. Una de las principales desventajas de la técnica de polimerización en solución es que, por muy inerte que sea el disolvente seleccionado, no se puede descartar completamente la transferencia de cadena al disolvente y, por tanto, es difícil obtener un producto de muy alto peso molecular. De los disolventes comunes, especialmente los hidrocarburos clorados son susceptibles a la transferencia de cadena en la polimerización radicalaria. La intensidad de la transferencia de cadena para diferentes compuestos se puede cuantificar mediante el uso de constantes de transferencia de cadena y la disminución del grado de polimerización se puede calcular utilizando la ecuación de Mayo. [1]
El poliacrilonitrilo (PAN) se fabrica mediante polimerización radicalaria en dimetilformamida (DMF), dimetilsulfóxido (DMSO), carbonatos orgánicos , ácido sulfúrico , ácido nítrico o soluciones acuosas de sales inorgánicas y se convierte en fibras.
El ácido poliacrílico (PAA) y la poliacrilamida se obtienen por polimerización radicalaria en solución acuosa y se utilizan como espesantes, adhesivos o floculantes.
Los homopolímeros y copolímeros de acrilato y metacrilato se fabrican mediante polimerización radical en tolueno-acetona para aplicaciones de recubrimiento .
Polietileno (HDPE, LLDPE): algunos grados se fabrican mediante polimerización por coordinación en disolventes de hidrocarburos de alto punto de ebullición (por encima de la temperatura de la solución de PE). La ventaja de este proceso es una tasa de propagación muy alta que permite cambios rápidos de calidad del producto.
El polibutadieno (BR) con alto contenido de cis se fabrica mediante polimerización por coordinación en hidrocarburos. [5]
El caucho de estireno-butadieno en solución (sSBR) se produce mediante polimerización aniónica en hidrocarburos, lo que da como resultado un caucho con mejores propiedades para fabricar neumáticos que el tipo de polimerización en emulsión .
El acetato de polivinilo, que se utiliza además para el alcohol polivinílico , se fabrica mediante polimerización radicalaria en una solución de metanol.
Los polibutadienos líquidos se obtienen mediante polimerización aniónica o radicalaria en soluciones de hidrocarburos.
Caucho de butilo (IIR) mediante copolimerización catiónica a baja temperatura de isobutileno con isopreno en solución de etileno o cloruro de metilo.
Las poliamidas aromáticas (por ejemplo, Kevlar y Nomex ) se obtienen mediante policondensación en una solución de N -metilpirrolidona y cloruro de calcio.
Este proceso es uno de los dos utilizados en la producción de poliacrilato de sodio , un polímero superabsorbente utilizado en pañales desechables .
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