Una polimerizzazione incontrollata è una reazione potenzialmente pericolosa in cui i prodotti chimici si formano a velocità eccessiva, producendo calore che può portare a un'esplosione o ad altri rischi. Poiché la polimerizzazione è un processo essenziale per la produzione di molti materiali sintetici, i chimici adottano strategie per mantenere reazioni sicure ed evitare la polimerizzazione galoppante.

Monomeri e polimeri

La maggior parte delle materie plastiche e molte molecole biologiche appartengono a una classe di composti chimici chiamati polimeri - lunghe catene delle stesse unità chimiche ripetute continuamente. Ogni unità nella catena è una molecola chiamata monomero. Ad esempio, il polistirene è un polimero costituito da molte molecole di stirene collegate tra loro. In questo caso, lo stirene è il monomero.

Polimerizzazione

Per produrre plastica, un processo chimico prende un contenitore di una sostanza monomerica e lo combina con altre sostanze chimiche che avviano il processo di polimerizzazione. Durante la reazione, i monomeri, che sono normalmente stabili da soli, si collegano insieme. Le molecole monomeriche si uniscono in catene ripetitive, formando polimeri e continuano fino a quando il contenitore non esaurisce i prodotti chimici iniziatori oi monomeri disponibili. Il polimero risultante acquisisce proprietà, come la resistenza e l'elasticità, che mancano nel monomero originale.

Polimerizzazione in fuga

Alcune reazioni di polimerizzazione sono esotermiche, ovvero emettono calore. Idealmente, il calore totale prodotto è piccolo e si disperde in modo innocuo nel contenitore di reazione. Tuttavia, se è coinvolta una grande quantità di monomero e se la reazione è fortemente esotermica, i monomeri possono combinarsi troppo rapidamente. Di conseguenza, il calore e la pressione eccessivi si accumulano nel recipiente di reazione, sciogliendo l'apparecchiatura o causando un'esplosione.

Misure preventive

Gli ingegneri chimici utilizzano una varietà di metodi per prevenire la polimerizzazione fuori controllo. L'apparecchiatura può incorporare dispositivi di agitazione che aiutano a rompere aree in cui la velocità di reazione è troppo elevata e dissipano il calore attraverso la miscela. Un chimico può aggiungere composti, chiamati inibitori, per rallentare deliberatamente la reazione, mantenendo la velocità al di sotto del punto in cui scappa. Aggiungono anche dispositivi di emergenza che si aprono automaticamente se la pressione di reazione supera un valore di sicurezza. Questi componenti impediscono al reattore di esplodere con una forza violenta.