Frontal polymerisation ( engelska fróntal poymerizátion ) är ett autovågssätt (självförökande) för polymerisationsreaktionen av monomerer . Det kan realiseras i exoterma system med hjälp av en termisk impuls- lokal initiering . Sedan, enligt formella egenskaper (närvaron av en front, värmeavgivning, kinetik), hänvisar det till förbränningsprocessen .
Den skiljer sig från andra polymerisationssätt (till exempel bulk) genom närvaron av en rörlig smal (vanligtvis platt) rumslig gräns där reaktionen sker (reaktionsfront), som skiljer den initiala monomeren från slutprodukten - polymeren .
Metoden upptäcktes av kemister Anahit Tonoyan och Sevan Davtyan 1972 under polymerisationen av en flytande smälta av akrylamid [1] . Senare beskrevs det för en fastfasmonomer - koboltakrylamid [ 2] och andra [3] .
Frontal polymerisation i vätskefasen sammanfaller formellt med Belousov-reaktionen . Frontal polymerisation i fast tillstånd är ett specialfall av organisk självförökande högtemperatursyntes och har sina huvuddrag. Som regel kräver det införandet av speciella ämnen i monomer- initiatorerna , som sönderdelas i värmepulszonen till aktiva partiklar ( fria radikaler och joner ), vilket ger upphov till polymerisation. I vissa fall spelas initiatorernas roll av ämnen (kväveoxider) som bildas under den termiska nedbrytningen av monomeren (komplex av akrylamid med övergångsmetallnitrater) i värmepulszonen.
Frontal polymerisation kallas ibland felaktigt för bildning av metalldehyd från acetaldehyd, som sker vid flytande kvävetemperatur [4] . Reversibiliteten av denna process, låg temperatur, liten uppvärmning och omvandling, oberoende av hastigheten från temperatur, icke-termisk initiering (strålningsexponering, mekanisk klyvning) är karakteristiska för en fasövergång, snarare än för irreversibla processer såsom fastfasförbränning .
Frontalpolymerisationsprodukter är fasta polymermaterial eller färdiga produkter. Egenskaperna hos dessa produkter tenderar att skilja sig från egenskaperna hos polymerer framställda med andra metoder. I synnerhet heterogenitet, olika molekylviktsfördelning och fysikalisk-kemiska egenskaper, form etc. På grund av processens höga ojämvikt har produkten från frontal polymerisation termiska spänningar, innehåller höga koncentrationer av outnyttjad monomer (~ 4%) och är dåligt återgiven. Därför försöker teknologer som regel undvika frontalpolymerisationssättet. Den största fördelen med frontpolymerisationsläget är möjligheten att erhålla stora volymprover utan att konstruera speciella skrymmande uppvärmningsanordningar.