En borttagande polymerisation är en potentiellt farlig reaktion där kemiska produkter bildas med överdriven hastighet, vilket ger upphov till värme som kan leda till explosion eller andra faror. Eftersom polymerisering är en nödvändig process för att tillverka många syntetiska material, antar kemister strategier för att upprätthålla säkra reaktioner och undviker polymerisationslösning.

Monomerer och polymerer

De flesta plast och många biologiska molekyler tillhör en klass av kemiska föreningar som kallas polymerer - långa kedjor av samma kemiska enheter upprepas kontinuerligt. Varje enhet i kedjan är en molekyl som kallas en monomer. Polystyren är till exempel en polymer bestående av många styrenmolekyler kopplade ihop. I detta fall är styren monomeren.

Polymerisering

För att tillverka plast tar en kemisk process en behållare av ett monomersubstans och kombinerar det med andra kemikalier som initierar polymerisationsprocessen. Under reaktionen kopplas monomererna, som normalt är stabila i sig, samman ihop. Monomermolekylerna klibbar i repeterande kedjor, bildar polymerer och fortsätter tills behållaren löper ut av initieringskemikalier eller tillgängliga monomerer. Den resulterande polymeren får egenskaper, såsom styrka och elasticitet, som saknar den ursprungliga monomeren.

Runaway Polymerization

Vissa polymerisationsreaktioner är exoterma, vilket innebär att de avger värme. Idealt sett är den totala värmen som produceras liten och sprider oslöst i reaktionsbehållaren. Om emellertid en stor mängd monomer är involverad och om reaktionen är starkt exoterm kan monomererna kombinera för snabbt. Till följd av detta uppstår överdriven värme och tryck i reaktionskärlet, smälter utrustningen eller orsakar en explosion.

Förebyggande åtgärder

Kemisk ingenjörer använder en rad olika metoder för att förhindra bortfallspolymerisation. Utrustningen kan innehålla omrörningsanordningar som hjälper till att bryta upp områden där reaktionshastigheten är för stor och sprida värme genom blandningen. En kemist kan lägga till föreningar, som kallas hämmare, för att avsiktligt sakta reaktionen, hålla hastigheten under den punkt där den löper bort. De lägger också till nödanordningar som öppnas automatiskt om reaktionstrycket överstiger ett säkert värde. Dessa komponenter förhindrar att reaktionskärlet exploderar med våldsam kraft.