Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Emülsiyon polimerizasyonu genellikle su, monomer ve yüzey aktif madde içeren bir emülsiyon ile başlayan bir tür radikal polimerizasyondur . En yaygın emülsiyon polimerizasyonu tipi, su içinde yağ emülsiyonu olup, bu polimerizasyon tipinde monomer damlacıkları, su fazı içinde olan yüzey aktif cisimleri ile emülsiyon haline getirilir . Bazı polivinil alkoller veya hidroksietil selüloz gibi suda çözünen polimerler, emülsiyonlaştırıcı/stabilizatör olarak kullanılabilir. "Emülsiyon polimerizasyonu" adı, tarihsel bir yanlış anlamadan kaynaklanan, hatalı bir adlandırmadır. Polimerizasyon aslında emülsiyon damlacıklarında meydana gelmez, işlemin ilk birkaç dakikasında kendiliğinden oluşan lateks/kolloid parçacıklarında gerçekleşir. Bu lateks partikülleri tipik olarak 100 nm büyüklüğünde olup birçok polimer zincirinden oluşurlar. Her partikül yüzey aktif madde ('sabun') ile çevrili olduğu için partiküllerin birbiriyle pıhtılaşması önlenir; yüzey aktif maddenin üzerindeki elektrik yükü diğer partikülleri elektrostatik olarak iter. Sabun yerine suda çözünür polimerler stabilizatör olarak kullanıldığında, parçacıklar arasındaki itme, suda çözünür polimerlerin parçacığın üzerinde diğer parçacıkları iten bir 'tüylü tabaka' oluşturması ile olur. Bunun nedeni parçacıkları bir araya getirmenin tüylü tabakadaki polimer zincirlerinin sıkıştırılmasını gerektirmesidir.
Emülsiyon polimerizasyonu ticari olarak önemli birçok polimerin yapımında kullanılır. Bu polimerlerin çoğu katı malzeme olarak kullanılır ve bu yüzden polimerizasyondan sonra polimerler sulu dispersiyondan izole edilmelidir. Diğer durumlarda, dispersiyonun kendisi nihai üründür. Emülsiyon polimerizasyonundan kaynaklanan bir dispersiyon genellikle lateks (özellikle sentetik bir kauçuktan üretilmişse) veya emülsiyon olarak adlandırılır ("emülsiyon" kelime anlamı olarak karışmayan sıvının su içinde dağılımına karşılık gelmesine rağmen). Bu emülsiyonlar, yapıştırıcılar, boyalar, kağıt kaplama ve tekstil kaplama uygulamalarında kullanım bulur ve içlerinde uçucu organik bileşiklerin bulunmaması nedeniyle bu uygulamalarda genellikle solvent bazlı ürünlere karşı tercih edilirler.
Emülsiyon polimerizasyonunun avantajları şunlardır:
- Yüksek moleküler ağırlıklı polimerler, daha yüksek hızlarda yapılabilir. Karşılaştırmak gerekirse, yığın ve çözelti serbest radikal polimerizasyonunda emulsiyon polimerizasyonunun aksine moleküler ağırlık ile polimerizasyon oranı arasında bir denge vardır.
- Su fazı, ısıyı iyi ilettiğinden, polimerleşme sürecinde ısı dengesinin bozulmadan, polimerleşmenin yüksek hızlara ulaşmasını sağlar.
- Polimer molekülleri parçacıklar içinde bulunduğundan, reaksiyon ortamının viskozitesi suyunkine yakın kalır ve moleküler ağırlığa bağlı değildir.
- Nihai ürün olduğu gibi kullanılabilir ve genellikle değiştirilmesi veya işlenmesi gerekmez.
Emülsiyon polimerizasyonunun dezavantajları şunları içerir:
- Sürfaktanlar ve stabilizatörler polimerde kalır veya çıkarılması zordur
- Kuru polimerler için, suyun polimerden uzaklaştırılması enerji isteyen bir işlemdir
- Emülsiyon polimerizasyonları genellikle monomerin polimere yüksek oranlı dönüşümünde çalışmak üzere tasarlanmıştır ve bu da polimere zincir aktarımı ile sonuçlanabilir.
- Bazı istisnalar hariç, emülsüyon polimerizasyonu yoğuşma, iyonik veya Ziegler-Natta polimerizasyonu için kullanılamaz.
Tarih
Emülsiyon polimerizasyonunun erken tarihi, sentetik kauçuk alanı ile ilişkilidir. Sulu bir emülsiyon veya süspansiyon içinde emülsiyon haline getirilmiş bir monomer kullanma fikri ilk olarak Bayer'de, I. Dünya Savaşı'ndan önce sentetik kauçuk hazırlamak amacıyla çıktı. Bu gelişmeye esin kaynağı, doğal kauçuğun oda sıcaklığında kolloidal polimerler tarafından stabilize edilmiş dağılmış parçacıklarda üretildiği gözlemiydi, bu nedenle endüstriyel kimyacılar bu koşulları kopyalamaya çalıştı. Bayer kimyacıları, dispersiyonlarını stabilize etmek için jelatin, ovalbumin ve nişasta gibi doğal polimerleri kullandılar. Bugünün tanımına göre bunlar gerçek emülsiyon polimerizasyonları değil, süspansiyon polimerizasyonlarıdır .
Bir yüzey aktif madde ve polimerizasyon başlatıcısı kullanan ilk "gerçek" emülsiyon polimerizasyonları, 1920'lerde izopren monomerlerini polimerize etmek için gerçekleştirildi. Sonraki yirmi yıl boyunca, II . Dünya Savaşı'nın sonuna kadar, emülsiyon polimerizasyonu ile çeşitli sentetik kauçuk formlarının üretilmesi için etkili yöntemler geliştirildi, ancak bilimsel literatürde nispeten az sayıda yayın ortaya çıktı: çoğu açıklama patentlerle sınırlı kaldı veya savaş zamanı ihtiyaçları nedeniyle gizli tutuldu .
II. Dünya Savaşı'ndan sonra emülsiyon polimerizasyonu plastik üretiminde kullanılmaya başlandı. Lateks boyalarda kullanılacak dispersiyonların ve sıvı dispersiyon olarak satılan diğer ürünlerin üretimine başlandı. Solvent bazlı malzemelerin yerini alan ürünler hazırlamak için her zamankinden daha sofistike süreçler tasarlandı. İlginç olarak, emülsüyon polimerizasyonun başlangıç sebebi olarak sayılan sentetik kauçuk üretimi, polimer mimarisinin daha iyi kontrol edilmesine izin veren yeni organometalik katalizörler geliştirildiğinden üretim süreci emülsiyon polimerizasyonundan gittikçe uzaklaştı.
Teori
Emülsiyon polimerizasyonunun farklı özelliklerini açıklayan ilk başarılı teori, 1940'larda yaptıkları polistiren çalışmalarına dayanarak Smith ve Ewart, ve Harkins tarafından geliştirilmiştir. Smith ve Ewart, emülsiyon polimerizasyonu mekanizmasını keyfi olarak üç aşamaya böldüler. Daha sonra, tüm monomerlerin veya sistemlerin bu üç aralığa girmediği anlaşılmıştır. Ama yine de, Smith-Ewart açıklaması emülsiyon polimerizasyonlarını analiz etmek için yararlı bir başlangıç noktasıdır.
Serbest radikal emülsiyon polimerizasyonu mekanizmasını açıklayan Smith-Ewart-Harkins teorisi aşağıdaki adımlarla özetlenir:
- Bir monomer, yüzey aktif madde ve su çözeltisi içinde dağıtılır veya emülsiyon haline getirilir, bu da suda nispeten büyük damlacıklar oluşturur.
- Aşırı olan yüzey aktif madde suda miseller oluşturur.
- Küçük miktarda monomer sudan miselin içine difüze olur .
- Su fazına, suda çözünür bir başlatıcı ("initiator") koyulur ve başlatıcı misellerin içinde monomer ile reaksiyona girer. (Bu karakteristik, yağda çözünür bir başlatıcı maddenin monomer içinde çözündüğü ve sonra monomer parçacıklarında polimerleşmenin gerçekleştiği süspansiyon polimerizasyonundan farklıdır.) Bu Smith-Ewart teorisinde 1. aralık olarak kabul edilir.
- Misellerin toplam yüzey alanı, daha büyük yüzey alanına sahip ancak sayıca az olan olan monomer damlacıklarının toplam yüzey alanından çok daha büyüktür; bu nedenle başlatıcı tipik olarak monomer damlacıklarında değil, miselde reaksiyona girer.
- Miseldeki monomer hızla polimerize olur ve büyüyen zincir sona erer("termination"). Bu noktada, monomer ile şişmiş misel, bir polimer parçacığına dönüşmüştür. Sistemde hem monomer damlacıkları hem de polimer parçacıkları bulunduğunda, bu Smith-Ewart teorisinde 2. aralık olarak kabul edilir.
- Damlacıklardan gelen daha fazla monomer büyüyen misele difuze olur. Daha fazla başlatıcı misele girdiği için reaksiyon devam eder.
- Sonunda serbest monomer damlacıkları biter ve kalan tüm monomer parçacıklardadır. Bu Smith-Ewart 3. aralık olarak kabul edilir.
- Belirli ürüne ve monomere bağlı olarak, parçacıklar büyüdükçe sistemdeki seviyelerini korumak için sürekli ve yavaşça ilave monomer ve başlatıcı eklenebilir.
- Nihai ürün, polimer partiküllerinin su içinde bir dispersiyonudur . Aynı zamanda bir polimer kolloid, bir lateks veya yaygın olarak ve yanlış bir şekilde 'emülsiyon' olarak da bilinir.
Smith-Ewart teorisi, monomer metil metakrilat veya vinil asetat gibi suda çözünür olduğunda spesifik polimerizasyon davranışını tahmin etmez. Bu durumlarda homojen çekirdeklenme meydana gelir: parçacıklar, yüzey aktif madde miselleri olmadan veya ihtiyaç duyulmadan oluşur.
Emülsiyon polimerizasyonunda yüksek moleküler ağırlıklı polimer zincirleri oluşur, çünkü her polimer parçacığı içindeki büyüyen zincir konsantrasyonu çok düşüktür. Geleneksel radikal polimerizasyonda, büyüyen zincirlerin konsantrasyonu daha yüksektir, bu da kuplaj ile sonlandırmaya (termination) yol açar ve daha kısa polimer zincirleri ile sonuçlanır. Orijinal Smith-Ewart-Hawkins mekanizması her parçacığın sıfır veya bir büyüyen zincir içermesini gerektiriyordu. Emülsiyon polimerizasyonunun daha iyi anlaşılması ile, parçacık başına birden fazla büyüyen zincir gelebildiği anlaşılmasına rağmen, parçacık başına büyüyen zincir sayısının hala çok düşük olduğu düşünülmektedir.
Smith-Ewart teorisinin daha ayrıntılı anlatımı
1. aralık
Sulu fazda üretilen radikaller, misel içindeki monomerle karşılaştığında, polimerizasyonu başlatırlar. Monomerin misel içinde polimere dönüştürülmesi, monomer konsantrasyonunu düşürür ve bir monomer konsantrasyonu gradyanı oluşturur. Sonuç olarak, monomer damlacıklarından ve başlatılmamış misellerden gelen monomer, büyüyen, polimer içeren parçacıklara difuze olmaya başlar. Dönüşümün önceki aşamasında radikalle karşılaşmayan miseller, monomerlerini ve yüzey aktif maddelerini büyüyen parçacıklara kaybederek kaybolmaya başlar. Teori, bu aralığın sona ermesinden sonra, büyüyen polimer partiküllerinin sayısının sabit kaldığını öngörmektedir.
2. aralık
Bu aralık aynı zamanda kararlı hal reaksiyonu aralığı olarak da bilinir. Bu aşama boyunca, monomer damlacıkları, su üzerinden difüze ederek, büyüyen polimer parçacıklarına monomer sağlayan rezervuarlar olarak işlev görür. Kararlı haldeyken, parçacık başına serbest radikallerin oranı üç duruma ayrılabilir. Parçacık başına düşen serbest radikallerin sayısı 1⁄2 den daha az olduğu zaman, bu 1 olarak adlandırılır. Parçacık başına düşen serbest radikallerin sayısı 1⁄2 ye eşit olduğu zaman, bu Durum 2 olarak adlandırılır. Parçacık başına düşen serbest radikallerin sayısı 1⁄2 den olduğu zaman, bu Durum 3 olarak adlandırılır. Smith-Ewart teorisi, aşağıdaki nedenlerden dolayı Durum 2 nin baskın senaryo olduğunu öngörmektedir. Bir radikalin içine girdiği, monomer şişmiş bir parçacık büyüyen bir zincir içerir. Büyüyen polimer zincirinin sonunda sadece bir radikal bulunduğundan, zincir sonlanamaz ve ikinci bir başlatıcı radikal parçacığa girene kadar büyümeye devam eder. Sonlandırma hızı, yayılma hızından çok daha büyük olduğundan ve polimer parçacıkları çok küçük olduğundan, ikinci başlatıcı radikalin girişinden hemen sonra zincir büyümesi sonlandırılır. Parçacık daha sonra üçüncü bir başlatıcı radikal girene kadar uykuda kalır ve ikinci bir zincirin büyümesini başlatır. Sonuç olarak, bu durumda polimer parçacıklarının ya sıfır radikali (hareketsiz hali) ya da 1 radikali (polimer büyüme hali) ya da parçacık hesabı başına serbest radikaller için göz ardı edilebilen çok kısa bir 2 radikal (sonlandırma hali) periyodu vardır. Herhangi bir zamanda, bir misel ya büyüyen bir zincir içerir ya da hiçbir büyüyen zincir içermez (eşit derecede muhtemel olduğu varsayılır). Böylece, ortalama olarak, her bir partikül için yaklaşık 1/2 radikal vardır, bu da Durum 2 senaryosuna yol açar. Bu aşamadaki polimerizasyon oranı şu şekilde ifade edilebilir: 
parçacıklar içinde polimerizasyon için homojen yayılma oranı sabitidir ve 
bir partikül içinde denge halindeki monomer konsantrasyonudur. 
reaksiyondaki polimerize edici radikallerin toplam konsantrasyonunu temsil eder. Misel başına ortalama serbest radikal sayısının 
olduğu Durum 2 için, aşağıdaki ifade ile hesaplanabilir: 
misel sayısı konsantrasyonu (birim hacim başına misel sayısı) ve 
Avogadro sabitidir (6,02×1023 mol−1 ). Sonuç olarak, polimerizasyon hızı Durum 2 için şu şekilde hesaplanır: 
3. Aralık
Reaksiyon devam ettikçe ayrı monomer damlacıkları kaybolur. Bu aşamadaki polimer partikülleri, partikül başına 1'den fazla radikal içerecek kadar büyük olabilir.
Uygulamalar
Emülsiyon polimerizasyonu ile üretilen polimerler kabaca üç kategoriye ayrılabilir.
- Sentetik kauçuk
- Bazı stiren-bütadien (SBR) sınıfları
- Bazı polibutadien sınıfları
- Polikloropren (Neopren)
- Nitril kauçuk
- Akrilik kauçuk
- Floroelastomer (FKM)
- Plastikler
- Bazı PVC sınıfları
- Bazı polistiren sınıfları
- Bazı PMMA sınıfları
- Akrilonitril-bütadien-stiren terpolimeri (ABS)
- Poliviniliden florür
- Polivinil florür
- PTFE
- Dispersiyonlar (sulu dispersiyonlar halinde satılan polimerler)
- Polivinil asetat
- Polivinil asetat kopolimerleri
- Poliakrilatlar
- Stiren-bütadien
- VAE (vinil asetat - etilen kopolimerleri)
Kaynakça
- ^ Odian, G, Principles of Polymerization, Wiley, New York
- ^ Whitby, G. S.; Katz, M. Ind.
- ^ Hohenstein, W. P.; Mark, H. J. Polym.
- ^ German patent 250690 (Sept. 12, 1909)
- ^ U.S. Patent 1149577, filed Jan. 6, 1913.
- ^ German patent 558890 (Jan. 8, 1927)
- ^ U. S. Patent 1732795, filed Sept.13, 1927.
- ^ Smith, W. V.; Ewart, R. H. J. Chem.
- ^ Harkins, W. D. J. Am. Chem.
- ^ Fitch, R. M. Polymer Colloids, Plenum, NY 1971.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Emulsiyon polimerizasyonu genellikle su monomer ve yuzey aktif madde iceren bir emulsiyon ile baslayan bir tur radikal polimerizasyondur En yaygin emulsiyon polimerizasyonu tipi su icinde yag emulsiyonu olup bu polimerizasyon tipinde monomer damlaciklari su fazi icinde olan yuzey aktif cisimleri ile emulsiyon haline getirilir Bazi polivinil alkoller veya hidroksietil seluloz gibi suda cozunen polimerler emulsiyonlastirici stabilizator olarak kullanilabilir Emulsiyon polimerizasyonu adi tarihsel bir yanlis anlamadan kaynaklanan hatali bir adlandirmadir Polimerizasyon aslinda emulsiyon damlaciklarinda meydana gelmez islemin ilk birkac dakikasinda kendiliginden olusan lateks kolloid parcaciklarinda gerceklesir Bu lateks partikulleri tipik olarak 100 nm buyuklugunde olup bircok polimer zincirinden olusurlar Her partikul yuzey aktif madde sabun ile cevrili oldugu icin partikullerin birbiriyle pihtilasmasi onlenir yuzey aktif maddenin uzerindeki elektrik yuku diger partikulleri elektrostatik olarak iter Sabun yerine suda cozunur polimerler stabilizator olarak kullanildiginda parcaciklar arasindaki itme suda cozunur polimerlerin parcacigin uzerinde diger parcaciklari iten bir tuylu tabaka olusturmasi ile olur Bunun nedeni parcaciklari bir araya getirmenin tuylu tabakadaki polimer zincirlerinin sikistirilmasini gerektirmesidir Emulsiyon polimerizasyonu ticari olarak onemli bircok polimerin yapiminda kullanilir Bu polimerlerin cogu kati malzeme olarak kullanilir ve bu yuzden polimerizasyondan sonra polimerler sulu dispersiyondan izole edilmelidir Diger durumlarda dispersiyonun kendisi nihai urundur Emulsiyon polimerizasyonundan kaynaklanan bir dispersiyon genellikle lateks ozellikle sentetik bir kaucuktan uretilmisse veya emulsiyon olarak adlandirilir emulsiyon kelime anlami olarak karismayan sivinin su icinde dagilimina karsilik gelmesine ragmen Bu emulsiyonlar yapistiricilar boyalar kagit kaplama ve tekstil kaplama uygulamalarinda kullanim bulur ve iclerinde ucucu organik bilesiklerin bulunmamasi nedeniyle bu uygulamalarda genellikle solvent bazli urunlere karsi tercih edilirler Emulsiyon polimerizasyonunun avantajlari sunlardir Yuksek molekuler agirlikli polimerler daha yuksek hizlarda yapilabilir Karsilastirmak gerekirse yigin ve cozelti serbest radikal polimerizasyonunda emulsiyon polimerizasyonunun aksine molekuler agirlik ile polimerizasyon orani arasinda bir denge vardir Su fazi isiyi iyi ilettiginden polimerlesme surecinde isi dengesinin bozulmadan polimerlesmenin yuksek hizlara ulasmasini saglar Polimer molekulleri parcaciklar icinde bulundugundan reaksiyon ortaminin viskozitesi suyunkine yakin kalir ve molekuler agirliga bagli degildir Nihai urun oldugu gibi kullanilabilir ve genellikle degistirilmesi veya islenmesi gerekmez Emulsiyon polimerizasyonunun dezavantajlari sunlari icerir Surfaktanlar ve stabilizatorler polimerde kalir veya cikarilmasi zordur Kuru polimerler icin suyun polimerden uzaklastirilmasi enerji isteyen bir islemdir Emulsiyon polimerizasyonlari genellikle monomerin polimere yuksek oranli donusumunde calismak uzere tasarlanmistir ve bu da polimere zincir aktarimi ile sonuclanabilir Bazi istisnalar haric emulsuyon polimerizasyonu yogusma iyonik veya Ziegler Natta polimerizasyonu icin kullanilamaz TarihEmulsiyon polimerizasyonunun erken tarihi sentetik kaucuk alani ile iliskilidir Sulu bir emulsiyon veya suspansiyon icinde emulsiyon haline getirilmis bir monomer kullanma fikri ilk olarak Bayer de I Dunya Savasi ndan once sentetik kaucuk hazirlamak amaciyla cikti Bu gelismeye esin kaynagi dogal kaucugun oda sicakliginda kolloidal polimerler tarafindan stabilize edilmis dagilmis parcaciklarda uretildigi gozlemiydi bu nedenle endustriyel kimyacilar bu kosullari kopyalamaya calisti Bayer kimyacilari dispersiyonlarini stabilize etmek icin jelatin ovalbumin ve nisasta gibi dogal polimerleri kullandilar Bugunun tanimina gore bunlar gercek emulsiyon polimerizasyonlari degil suspansiyon polimerizasyonlaridir Bir yuzey aktif madde ve polimerizasyon baslaticisi kullanan ilk gercek emulsiyon polimerizasyonlari 1920 lerde izopren monomerlerini polimerize etmek icin gerceklestirildi Sonraki yirmi yil boyunca II Dunya Savasi nin sonuna kadar emulsiyon polimerizasyonu ile cesitli sentetik kaucuk formlarinin uretilmesi icin etkili yontemler gelistirildi ancak bilimsel literaturde nispeten az sayida yayin ortaya cikti cogu aciklama patentlerle sinirli kaldi veya savas zamani ihtiyaclari nedeniyle gizli tutuldu II Dunya Savasi ndan sonra emulsiyon polimerizasyonu plastik uretiminde kullanilmaya baslandi Lateks boyalarda kullanilacak dispersiyonlarin ve sivi dispersiyon olarak satilan diger urunlerin uretimine baslandi Solvent bazli malzemelerin yerini alan urunler hazirlamak icin her zamankinden daha sofistike surecler tasarlandi Ilginc olarak emulsuyon polimerizasyonun baslangic sebebi olarak sayilan sentetik kaucuk uretimi polimer mimarisinin daha iyi kontrol edilmesine izin veren yeni organometalik katalizorler gelistirildiginden uretim sureci emulsiyon polimerizasyonundan gittikce uzaklasti TeoriEmulsiyon polimerizasyonunun farkli ozelliklerini aciklayan ilk basarili teori 1940 larda yaptiklari polistiren calismalarina dayanarak Smith ve Ewart ve Harkins tarafindan gelistirilmistir Smith ve Ewart emulsiyon polimerizasyonu mekanizmasini keyfi olarak uc asamaya bolduler Daha sonra tum monomerlerin veya sistemlerin bu uc araliga girmedigi anlasilmistir Ama yine de Smith Ewart aciklamasi emulsiyon polimerizasyonlarini analiz etmek icin yararli bir baslangic noktasidir Emulsiyon polimerizasyonunun sematik diyagrami Serbest radikal emulsiyon polimerizasyonu mekanizmasini aciklayan Smith Ewart Harkins teorisi asagidaki adimlarla ozetlenir Bir monomer yuzey aktif madde ve su cozeltisi icinde dagitilir veya emulsiyon haline getirilir bu da suda nispeten buyuk damlaciklar olusturur Asiri olan yuzey aktif madde suda miseller olusturur Kucuk miktarda monomer sudan miselin icine difuze olur Su fazina suda cozunur bir baslatici initiator koyulur ve baslatici misellerin icinde monomer ile reaksiyona girer Bu karakteristik yagda cozunur bir baslatici maddenin monomer icinde cozundugu ve sonra monomer parcaciklarinda polimerlesmenin gerceklestigi suspansiyon polimerizasyonundan farklidir Bu Smith Ewart teorisinde 1 aralik olarak kabul edilir Misellerin toplam yuzey alani daha buyuk yuzey alanina sahip ancak sayica az olan olan monomer damlaciklarinin toplam yuzey alanindan cok daha buyuktur bu nedenle baslatici tipik olarak monomer damlaciklarinda degil miselde reaksiyona girer Miseldeki monomer hizla polimerize olur ve buyuyen zincir sona erer termination Bu noktada monomer ile sismis misel bir polimer parcacigina donusmustur Sistemde hem monomer damlaciklari hem de polimer parcaciklari bulundugunda bu Smith Ewart teorisinde 2 aralik olarak kabul edilir Damlaciklardan gelen daha fazla monomer buyuyen misele difuze olur Daha fazla baslatici misele girdigi icin reaksiyon devam eder Sonunda serbest monomer damlaciklari biter ve kalan tum monomer parcaciklardadir Bu Smith Ewart 3 aralik olarak kabul edilir Belirli urune ve monomere bagli olarak parcaciklar buyudukce sistemdeki seviyelerini korumak icin surekli ve yavasca ilave monomer ve baslatici eklenebilir Nihai urun polimer partikullerinin su icinde bir dispersiyonudur Ayni zamanda bir polimer kolloid bir lateks veya yaygin olarak ve yanlis bir sekilde emulsiyon olarak da bilinir Smith Ewart teorisi monomer metil metakrilat veya vinil asetat gibi suda cozunur oldugunda spesifik polimerizasyon davranisini tahmin etmez Bu durumlarda homojen cekirdeklenme meydana gelir parcaciklar yuzey aktif madde miselleri olmadan veya ihtiyac duyulmadan olusur Emulsiyon polimerizasyonunda yuksek molekuler agirlikli polimer zincirleri olusur cunku her polimer parcacigi icindeki buyuyen zincir konsantrasyonu cok dusuktur Geleneksel radikal polimerizasyonda buyuyen zincirlerin konsantrasyonu daha yuksektir bu da kuplaj ile sonlandirmaya termination yol acar ve daha kisa polimer zincirleri ile sonuclanir Orijinal Smith Ewart Hawkins mekanizmasi her parcacigin sifir veya bir buyuyen zincir icermesini gerektiriyordu Emulsiyon polimerizasyonunun daha iyi anlasilmasi ile parcacik basina birden fazla buyuyen zincir gelebildigi anlasilmasina ragmen parcacik basina buyuyen zincir sayisinin hala cok dusuk oldugu dusunulmektedir Smith Ewart teorisinin daha ayrintili anlatimi1 aralik Sulu fazda uretilen radikaller misel icindeki monomerle karsilastiginda polimerizasyonu baslatirlar Monomerin misel icinde polimere donusturulmesi monomer konsantrasyonunu dusurur ve bir monomer konsantrasyonu gradyani olusturur Sonuc olarak monomer damlaciklarindan ve baslatilmamis misellerden gelen monomer buyuyen polimer iceren parcaciklara difuze olmaya baslar Donusumun onceki asamasinda radikalle karsilasmayan miseller monomerlerini ve yuzey aktif maddelerini buyuyen parcaciklara kaybederek kaybolmaya baslar Teori bu araligin sona ermesinden sonra buyuyen polimer partikullerinin sayisinin sabit kaldigini ongormektedir 2 aralik Bu aralik ayni zamanda kararli hal reaksiyonu araligi olarak da bilinir Bu asama boyunca monomer damlaciklari su uzerinden difuze ederek buyuyen polimer parcaciklarina monomer saglayan rezervuarlar olarak islev gorur Kararli haldeyken parcacik basina serbest radikallerin orani uc duruma ayrilabilir Parcacik basina dusen serbest radikallerin sayisi 1 2 den daha az oldugu zaman bu 1 olarak adlandirilir Parcacik basina dusen serbest radikallerin sayisi 1 2 ye esit oldugu zaman bu Durum 2 olarak adlandirilir Parcacik basina dusen serbest radikallerin sayisi 1 2 den oldugu zaman bu Durum 3 olarak adlandirilir Smith Ewart teorisi asagidaki nedenlerden dolayi Durum 2 nin baskin senaryo oldugunu ongormektedir Bir radikalin icine girdigi monomer sismis bir parcacik buyuyen bir zincir icerir Buyuyen polimer zincirinin sonunda sadece bir radikal bulundugundan zincir sonlanamaz ve ikinci bir baslatici radikal parcaciga girene kadar buyumeye devam eder Sonlandirma hizi yayilma hizindan cok daha buyuk oldugundan ve polimer parcaciklari cok kucuk oldugundan ikinci baslatici radikalin girisinden hemen sonra zincir buyumesi sonlandirilir Parcacik daha sonra ucuncu bir baslatici radikal girene kadar uykuda kalir ve ikinci bir zincirin buyumesini baslatir Sonuc olarak bu durumda polimer parcaciklarinin ya sifir radikali hareketsiz hali ya da 1 radikali polimer buyume hali ya da parcacik hesabi basina serbest radikaller icin goz ardi edilebilen cok kisa bir 2 radikal sonlandirma hali periyodu vardir Herhangi bir zamanda bir misel ya buyuyen bir zincir icerir ya da hicbir buyuyen zincir icermez esit derecede muhtemel oldugu varsayilir Boylece ortalama olarak her bir partikul icin yaklasik 1 2 radikal vardir bu da Durum 2 senaryosuna yol acar Bu asamadaki polimerizasyon orani su sekilde ifade edilebilir Rp kp M P displaystyle R p k p mathrm M mathrm P bullet kp textstyle k p parcaciklar icinde polimerizasyon icin homojen yayilma orani sabitidir ve M displaystyle mathrm M bir partikul icinde denge halindeki monomer konsantrasyonudur P textstyle mathrm P bullet reaksiyondaki polimerize edici radikallerin toplam konsantrasyonunu temsil eder Misel basina ortalama serbest radikal sayisinin 1 2 displaystyle 1 2 oldugu Durum 2 icin P textstyle mathrm P bullet asagidaki ifade ile hesaplanabilir P Nmiseller2NA displaystyle mathrm P bullet frac N mathrm miseller 2N mathrm A Nmiseller displaystyle N mathrm miseller misel sayisi konsantrasyonu birim hacim basina misel sayisi ve NA displaystyle N mathrm A Avogadro sabitidir 6 02 1023 mol 1 Sonuc olarak polimerizasyon hizi Durum 2 icin su sekilde hesaplanir Rp kp M Nmiseller2NA displaystyle R p k p mathrm M frac N mathrm miseller 2N mathrm A 3 Aralik Reaksiyon devam ettikce ayri monomer damlaciklari kaybolur Bu asamadaki polimer partikulleri partikul basina 1 den fazla radikal icerecek kadar buyuk olabilir UygulamalarEmulsiyon polimerizasyonu ile uretilen polimerler kabaca uc kategoriye ayrilabilir Sentetik kaucuk Bazi stiren butadien SBR siniflari Bazi polibutadien siniflari Polikloropren Neopren Nitril kaucuk Akrilik kaucuk Floroelastomer FKM Plastikler Bazi PVC siniflari Bazi polistiren siniflari Bazi PMMA siniflari Akrilonitril butadien stiren terpolimeri ABS Poliviniliden florur Polivinil florur PTFE Dispersiyonlar sulu dispersiyonlar halinde satilan polimerler Polivinil asetat Polivinil asetat kopolimerleri Poliakrilatlar Stiren butadien VAE vinil asetat etilen kopolimerleri Kaynakca Odian G Principles of Polymerization Wiley New York Whitby G S Katz M Ind Hohenstein W P Mark H J Polym German patent 250690 Sept 12 1909 U S Patent 1149577 filed Jan 6 1913 German patent 558890 Jan 8 1927 U S Patent 1732795 filed Sept 13 1927 Smith W V Ewart R H J Chem Harkins W D J Am Chem Fitch R M Polymer Colloids Plenum NY 1971