كيف تتم عملية البلمرة؟

تبدأ عملية البلمرة بجزيئات المونومر من داخل جزيئات الصابون نظراً لأنها تمثل المكان المناسب لجذب شقوق العامل الحفاز التي تتولد في الوسط المائي ذلك لوفرة جزيئات المونومر داخل خلايا الصابون وكذلك لارتفاع قيمة نسبة (السطح / الحجم) بالمقارنة بقطرة المونومر الكبيرة نوعاً خارج خلايا الصابون .

وتستمر عملية البلمرة بإضافة جزيئات المونومر وجذبها من خارج خلايا الصابون . وينمو لذلك حجم خلية الصابون. وبعد حدوث نسبة تحول 2-3 في الماء من المونومر إلى البوليمر يصبح حجم جزيء البوليمر اكبر من حجم خلية الصابون وتستمر البلمرة من قطرات المونومر المنتشرة في الوسط المائس. وتعتبر لذلك قطرات المونومر في الوسط المائي مخازن لتوريد جزيئات في الوسط المائي إلى جسيمات البوليمر النامية.

وتختفي كل قطرات المونومر من المحلول عندما تصل البلمرة إلى 60 – 80 في المائة من تحول المونومر.

ويظل معدل التفاعل ثابتاً حتى 60 -80 في المائة تحول وبعدها يبدأ المعدل في الانخفاض السريع حيث يكون قد تم استهلاك كل جزيئات المونومر.

ويجذر الذكر ان نظام بلمرة المستحلب قد ابتكر  خلال الحرب العالمية الثانية لإنتاج مطاط صناعي بعد ان قطعت موارد المطاط الطبيعي من الشرق الاقصى عن الولايات المتحدة الامريكية. وكان هذا الابتكار من أروع ما ابتكره الكيميائيون حيث نجحوا في ذلك من انتاج مستحلب مطاط صناعي ببلمرة خليط من مونومر الستيرين مع البيوتادايين (butadiene). وهو المعروف باسم مطاط (SBR) وما زال هذا المطاط من أروع انواع المطاط الصناعي التي ابتكرها الكيميائيون . والجدول (1) يحتوي على تركيب خليط بلمرة انتاج مطاط (SBR) كما ان العملية الصناعية لإنتاجه موشحة بالشكل (1).

شكل (1)  انتاج مطاط (SBR) بطريقة بلمرة المستحلب

وتشمل العملية الصناعية على اوعية البلمرة التي يجب ان تبطن بالزجاج وينتج البوليمر منها وهو في صرة المستحلب المطاطي (اللاتكس) (latex) وهذا اللاتكس يمكن ان ينقل:

اولاً:

إلى وعاء التجهيز لاستعماله في تشكيل الإطارات مثلاً بإضافة المواد اللازمة مثل أسود الكربون وغيره من الإضافات اللازمة.

ثانياً :

قد ينقل اللاتكس إلى أيراج تجفيف بالبثق (Spray) ويحصل بذلك على البوليمر في صورة مسحوق.

ثالثاً :

يرسب البوليمر من اللاتكس بعملية ترسيب باستخدام الاحماض والأملاح ويتبع الترسيب فصل البوليمر وهو في صورة قطع غير منتظمة وتجفف وتشحن في بالات.

وجدير بالذكر ان عملية بلمرة المستحلب يمكن ان تتم في عملية مستمرة نظراً لان المستحلب يعتبر ثابتاً من ناحية الديناميكا الحرارية.