Polimerización en la que el polímero se forma en monómero o gotitas de monómero-solvente
en una fase continua que no es solvente tanto para el monómero como para el polímero formado.Nota 1 : En la polimerización en suspensión, el iniciador se encuentra principalmente en la fase monomérica.
Nota 2 : Las gotitas de monómero o monómero-solvente en la polimerización en suspensión tienen
diámetros que generalmente exceden los 10 μm. [1]
En química de polímeros , la polimerización en suspensión es un proceso de polimerización por radicales heterogéneos que utiliza agitación mecánica para mezclar un monómero o una mezcla de monómeros en una fase líquida , como agua, mientras los monómeros se polimerizan formando esferas de polímero. [2] Las gotas de monómero (tamaño del orden de 10-1000 μm) están suspendidas en la fase líquida . Se puede considerar que las gotitas de monómero individuales están experimentando una polimerización en masa . La fase líquida fuera de estas gotas ayuda a una mejor conducción del calor y, por tanto, a moderar el aumento de temperatura.
Al elegir una fase líquida para la polimerización en suspensión, generalmente se prefieren la baja viscosidad , la alta conductividad térmica y la variación de la viscosidad a baja temperatura. La principal ventaja de la polimerización en suspensión sobre otros tipos de polimerización es que se puede lograr un mayor grado de polimerización sin ebullición del monómero. Durante este proceso, a menudo existe la posibilidad de que estas gotas de monómero se peguen entre sí y provoquen una formación de crema en la solución. Para evitarlo, la mezcla se agita cuidadosamente o se suele añadir un coloide protector . Uno de los agentes de suspensión más comunes es el alcohol polivinílico (PVA). [3] Por lo general, la conversión del monómero se completa a diferencia de la polimerización en masa , y el iniciador utilizado en esta es soluble en monómero.
Este proceso se utiliza en la producción de muchas resinas comerciales, incluido el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico ampliamente utilizado, resinas de estireno que incluyen poliestireno , poliestireno expandido y poliestireno de alto impacto , así como poli(estireno-acrilonitrilo) y poli. (metacrilato de metilo) . [4]
La polimerización en suspensión se divide en dos tipos principales, según la morfología de las partículas resultantes. En la polimerización de perlas, el polímero es soluble en su monómero y el resultado es una perla suave y translúcida. En la polimerización en polvo, el polímero no es soluble en su monómero y la perla resultante será porosa e irregular. [5] La morfología del polímero se puede cambiar añadiendo un diluyente monómero , un líquido inerte que es insoluble en la matriz líquida. El diluyente cambia la solubilidad del polímero en el monómero y proporciona una medida de control sobre la porosidad del polímero resultante. [6]
Las perlas de polímero resultantes pueden variar en tamaño desde 100 nm hasta 5 mm. El tamaño está controlado por la velocidad de agitación, la fracción en volumen de monómero, la concentración e identidad de los estabilizadores utilizados y las viscosidades de los diferentes componentes. La siguiente ecuación derivada empíricamente resume algunas de estas interacciones:
d es el tamaño promedio de partícula, k incluye parámetros relacionados con el diseño del recipiente de reacción, D v es el diámetro del recipiente de reacción, D s es el diámetro del agitador, R es la relación en volumen del monómero a la matriz líquida, N es el La velocidad de agitación, ν my ν l son la viscosidad de la fase monómera y la matriz líquida respectivamente, ε es la tensión interfacial de las dos fases y C s es la concentración de estabilizador. La forma más común de controlar el tamaño de las partículas es cambiar la velocidad de agitación. [6]
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