رزین های مصنوعی ترکیباتی با مولکولی بالا هستند که از ترکیب مواد اولیه کم مولکولی - مونومرها (مانند اتیلن، پروپیلن، وینیل کلرید و غیره) در ماکرومولکول ها از طریق پلیمریزاسیون تولید می شوند. روش های پلیمریزاسیون صنعتی رایج شامل پلیمریزاسیون حجیم، پلیمریزاسیون سوسپانسیون، پلیمریزاسیون امولسیونی، پلیمریزاسیون محلول، پلیمریزاسیون دوغاب، پلیمریزاسیون فاز گاز و غیره است. منابع فراوانی از مواد اولیه برای تولید رزین های مصنوعی وجود دارد. در اوایل، فرآورده های قطران زغال سنگ و کاربید کلسیم کاربید کلسیم محصولات اصلی بودند، اما اکنون محصولات نفتی و گاز طبیعی عمدتاً مورد استفاده قرار می گیرند، مانند اتیلن، پروپیلن، بنزن، فرمالدئید و اوره.
پلیمریزاسیون توده ای
پلیمریزاسیون حجیم فرآیند پلیمریزاسیون مونومرها تحت تأثیر آغازگر یا گرما، نور و تشعشع بدون افزودن محیط های دیگر است. ویژگی این است که محصول خالص است، نیازی به جداسازی و خالص سازی پیچیده ندارد، عملیات نسبتا ساده است و میزان استفاده از تجهیزات تولید بالا است. این می تواند به طور مستقیم محصولات با کیفیتی مانند لوله ها و صفحات تولید کند، بنابراین به آن پلیمریزاسیون بلوک نیز می گویند. نقطه ضعف این است که ویسکوزیته مواد به طور مداوم با پیشرفت واکنش پلیمریزاسیون افزایش می یابد، اختلاط و انتقال حرارت دشوار است و دمای راکتور به راحتی قابل کنترل نیست. پلیمریزاسیون حجیم اغلب در تولید رزین های پلی اکریلیک متیل آکریلات (که معمولاً به عنوان پلکسی گلاس شناخته می شود)، پلی استایرن، پلی اتیلن کم چگالی، پلی پروپیلن، پلی استر و رزین های پلی آمید استفاده می شود.
پلیمریزاسیون سوسپانسیون
پلیمریزاسیون سوسپانسیون به فرآیند پلیمریزاسیون اطلاق می شود که در آن مونومرها تحت اثر همزن مکانیکی یا تکان دادن و پراکنده کردن عوامل به صورت قطرات پراکنده می شوند که معمولاً در آب معلق هستند، بنابراین به آن پلیمریزاسیون مهره ای نیز می گویند. ویژگی ها عبارتند از: مقدار زیادی آب در راکتور وجود دارد، ویسکوزیته مواد کم است و انتقال و کنترل گرما آسان است. پس از پلیمریزاسیون، فقط باید از طریق جداسازی، شستشو، خشک کردن و سایر فرآیندهای ساده بگذرد تا محصول رزینی به دست آید که می تواند مستقیماً برای قالب گیری و پردازش استفاده شود. محصول نسبتا خالص، یکنواخت است. نقطه ضعف آن این است که ظرفیت تولید راکتور و خلوص محصول به خوبی روش پلیمریزاسیون حجیم نیست و نمی توان از روش پیوسته برای تولید استفاده کرد. پلیمریزاسیون سوسپانسیون به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود.
پلیمریزاسیون امولسیونی
پلیمریزاسیون امولسیونی به پلیمریزاسیونی اطلاق می شود که در آن مونومرها با کمک یک امولسیفایر، در آب تحت هم زدن یا تکان دادن مکانیکی امولسیون تشکیل می دهند. محصول واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی لاتکس است که می تواند مستقیماً مورد استفاده قرار گیرد یا لاتکس را می توان پس از شستشو، خشک کردن و سایر فرآیندهای پس از درمان از بین برد تا پودر یا پلیمرهای سوزنی مانند به دست آید. پلیمریزاسیون امولسیونی می تواند پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر در سرعت واکنش بالاتر به دست آورد. ویسکوزیته مواد کم است، انتقال حرارت و اختلاط آسان است، کنترل تولید آسان است و مونومرهای باقیمانده به راحتی حذف می شوند. نقطه ضعف پلیمریزاسیون امولسیونی این است که امولسیفایر اضافه شده در فرآیند پلیمریزاسیون بر عملکرد محصول تأثیر می گذارد. برای به دست آوردن پلیمر جامد، مصرف از طریق فرآیند انعقاد، جداسازی، شستشو و غیره انجام می شود. ظرفیت تولید راکتور کمتر از روش پلیمریزاسیون حجیم است.
پلیمریزاسیون محلول
پلیمریزاسیون محلول در حضور یک حلال انجام می شود و حلال انتخاب شده باید مونومر و پلیمر را حل کند. در طی فرآیند پلیمریزاسیون، سیستم یک محلول چسبناک یکنواخت است و سیستم پلیمریزاسیون همیشه در یک فاز همگن، با دوره عملیات طولانی مدت و کارکرد آسان است. با این حال، ویسکوزیته سیستم نسبتاً بالا است. مزیت این است که واکنش همگن راحت تر کنترل می شود و وزن مولکولی و توزیع آن نیز می تواند به طور مناسب کنترل شود. با این حال، سیستم پلیمریزاسیون محلول ویسکوز است و باعث ایجاد مشکل و ناهمواری انتقال حرارت و جرم می شود.
پلیمریزاسیون دوغاب
در پلیمریزاسیون دوغاب، خود یک حلال یا مونومر به عنوان محیط پخش استفاده می شود. پلیمر به دست آمده در محیط پراکندگی نامحلول است، اما به شکل ذرات به شکل دوغاب پراکنده می شود. برخی اسناد قبلی آن را به پلیمریزاسیون محلول ناهمگن نسبت داده اند. این نوع پلیمریزاسیون با ویسکوزیته کم سیستم، همزدن آسان، اتلاف آسان گرما و غلظت مونومر بالاتر مشخص می شود که می توان برای بهبود بهره وری تجهیزات واحد استفاده کرد. در حال حاضر می توان از این روش برای تولید پلی اتیلن و پلی پروپیلن با چگالی بالا استفاده کرد.
پلیمریزاسیون فاز گاز
در پلیمریزاسیون فاز گاز، مونومر فاز گاز و کاتالیزور با توجه به مقدار مشخص شده وارد راکتور می شوند تا در یک مرحله سنتز شوند تا پلیمر خشک به دست آید. پیش نیاز پلیمریزاسیون فاز گاز این است که گزینش پذیری و بازده کاتالیست باید به اندازه کافی بالا باشد و محصول به دست آمده نیازی به حذف کاتالیزور باقیمانده نداشته باشد که می تواند فرآیند را بسیار کوتاه کند. با ظهور کاتالیزورهای Ziegler با حامل های با فعالیت بالا، پلیمریزاسیون فاز گاز تاکنون به جریان اصلی در ساخت پلی اتیلن یا پلی پروپیلن تبدیل شده است. علاوه بر این، می تواند به طور گسترده ای برای پلیمریزاسیون با مکانیسم رادیکال آزاد استفاده شود.
