Une polymérisation à l'état d'emballement est une réaction potentiellement dangereuse dans laquelle les produits chimiques se forment à une vitesse excessive, produisant de la chaleur pouvant entraîner une explosion ou d'autres dangers. Parce que la polymérisation est un processus essentiel pour la fabrication de nombreux matériaux synthétiques, les chimistes adoptent des stratégies pour maintenir des réactions sûres et éviter la polymérisation par ruissellement. Les polymères et la plupart des molécules biologiques appartiennent à une classe de Composés chimiques appelés polymères - longues chaînes des mêmes unités chimiques répétées continuellement. Chaque unité de la chaîne est une molécule appelée monomère. Par exemple, le polystyrène est un polymère constitué de nombreuses molécules de styrène liées entre elles. Dans ce cas, le styrène est le monomère.

Polymérisation

Pour fabriquer des plastiques, un processus chimique prend un récipient d'une substance monomère et le combine avec d'autres produits chimiques qui initient le processus de polymérisation. Pendant la réaction, les monomères, qui sont normalement stables par eux-mêmes, se lient ensemble. Les molécules de monomère collent ensemble en répétant des chaînes, formant des polymères, et se poursuivent jusqu'à ce que le récipient ne contienne plus de produits chimiques initiateurs ou de monomères disponibles. Le polymère obtenu présente des propriétés telles que la résistance et l'élasticité qui font défaut dans le monomère d'origine.

Certaines réactions de polymérisation sont exothermiques, c'est-à-dire qu'elles dégagent de la chaleur. Idéalement, la chaleur totale produite est petite et se dissipe sans danger dans le récipient de réaction. Cependant, si une grande quantité de monomère est impliquée, et si la réaction est fortement exothermique, les monomères peuvent se combiner trop rapidement. En conséquence, une chaleur et une pression excessives s'accumulent dans le réacteur, faisant fondre l'équipement ou provoquant une explosion.

Mesures préventives

Les ingénieurs chimistes utilisent une variété de méthodes pour empêcher la polymérisation à l'état d'emballement. L'équipement peut comprendre des dispositifs d'agitation qui aident à briser les zones où la vitesse de réaction est trop grande et dissiper la chaleur à travers le mélange. Un chimiste peut ajouter des composés, appelés inhibiteurs, pour ralentir délibérément la réaction, en gardant la vitesse au-dessous du point où il s'enfuit. Ils ajoutent également des dispositifs d'urgence qui s'ouvrent automatiquement si la pression de réaction dépasse une valeur sûre. Ces composants empêchent le réacteur de exploser avec une force violente.