Sintetinės dervos – tai didelės molekulinės masės junginiai, kurie gaunami polimerizacijos būdu sujungiant mažos molekulinės masės žaliavas-monomerus (pvz., etileną, propileną, vinilo chloridą ir kt.) į makromolekules. Dažniausiai naudojami pramoniniai polimerizacijos metodai apima tūrinę polimerizaciją, suspensinę polimerizaciją, emulsinę polimerizaciją, tirpalo polimerizaciją, srutų polimerizaciją, dujų fazės polimerizaciją ir pan. Sintetinių dervų gamybai yra gausu žaliavų šaltinių. Ankstyvaisiais laikais pagrindiniai produktai buvo akmens anglių deguto produktai ir kalcio karbidas, kalcio karbidas, tačiau dabar daugiausia naudojami naftos ir gamtinių dujų produktai, tokie kaip etilenas, propilenas, benzenas, formaldehidas ir karbamidas.
Tūrinė polimerizacija
Tūrinė polimerizacija yra monomerų polimerizacijos procesas, veikiant iniciatoriui arba šilumai, šviesai ir spinduliuotei, nepridedant kitų terpių. Savybė ta, kad produktas yra grynas, nereikalauja sudėtingo atskyrimo ir valymo, operacija yra gana paprasta, o gamybos įrangos panaudojimo lygis yra didelis. Jis gali tiesiogiai gaminti kokybiškus produktus, tokius kaip vamzdžiai ir plokštės, todėl ji taip pat vadinama blokine polimerizacija. Trūkumas yra tas, kad vykstant polimerizacijos reakcijai, medžiagos klampumas nuolat didėja, sunku maišyti ir perduoti šilumą, o reaktoriaus temperatūrą nėra lengva kontroliuoti. Tūrinė polimerizacija dažnai naudojama poliakrilo metilakrilato (paprastai vadinamo organinio stiklo), polistirolo, mažo tankio polietileno, polipropileno, poliesterio ir poliamido dervų gamyboje.
Suspensinė polimerizacija
Suspensinė polimerizacija reiškia polimerizacijos procesą, kurio metu monomerai yra disperguojami į lašelius, veikiant mechaniniam maišymui arba purtymui ir disperguojančioms medžiagoms, paprastai suspenduotoms vandenyje, todėl tai dar vadinama granulių polimerizacija. Charakteristikos yra tokios: reaktoriuje yra daug vandens, medžiagos klampumas mažas, šilumą lengva perduoti ir valdyti; po polimerizacijos tereikia atlikti paprastą atskyrimą, plovimą, džiovinimą ir kitus procesus, kad būtų gautas dervos produktas, kuris gali būti tiesiogiai naudojamas liejimui ir apdorojimui; produktas yra gana grynas, vienodas. Trūkumas yra tas, kad reaktoriaus gamybos pajėgumai ir produkto grynumas nėra tokie geri, kaip tūrinės polimerizacijos metodas, o nepertraukiamo metodo negalima naudoti gamybai. Suspensijos polimerizacija plačiai naudojama pramonėje.
Emulsinė polimerizacija
Emulsinė polimerizacija reiškia polimerizaciją, kurios metu monomerai sudaro emulsiją vandenyje mechaniškai maišant arba kratant emulsiklio pagalba. Emulsijos polimerizacijos reakcijos produktas yra lateksas, kuris gali būti naudojamas tiesiogiai arba lateksas gali būti sunaikintas po plovimo, džiovinimo ir kitų papildomo apdorojimo procesų, kad būtų gauti milteliai arba adatiniai polimerai. Emulsijos polimerizacija gali gauti didesnės molekulinės masės polimerus esant didesniam reakcijos greičiui. Medžiagų klampumas mažas, šilumos perdavimas ir maišymas lengvas, gamyba lengvai kontroliuojama, o likutiniai monomerai lengvai pašalinami. Emulsinės polimerizacijos trūkumas yra tas, kad polimerizacijos procese pridedamas emulsiklis turi įtakos gaminio veikimui. Norint gauti kietą polimerą, sunaudojimas vyksta koaguliacijos, atskyrimo, plovimo ir pan. Reaktoriaus gamybos pajėgumas yra mažesnis nei tūrinės polimerizacijos metodo.
Tirpalo polimerizacija
Tirpalo polimerizacija atliekama esant tirpikliui, o pasirinktas tirpiklis turi ištirpinti ir monomerą, ir polimerą. Polimerizacijos proceso metu sistema yra tolygus klampus tirpalas, o polimerizacijos sistema visada yra vienalytės fazės, ilgai nepertraukiamo veikimo periodu ir lengvai valdoma. Tačiau sistemos klampumas yra gana didelis. Privalumas yra tas, kad homogeninę reakciją lengviau kontroliuoti, o molekulinę masę ir jos pasiskirstymą taip pat galima tinkamai kontroliuoti. Tačiau tirpalo polimerizacijos sistema yra klampi, todėl kyla sunkumų ir netolygus šilumos bei masės perdavimas.
Srutų polimerizacija
Srutų polimerizacijoje kaip dispersinė terpė naudojamas pats tirpiklis arba monomeras. Gautas polimeras yra netirpus dispersinėje terpėje, bet yra disperguotas dalelių pavidalu suspensijos pavidalu. Kai kuriuose ankstesniuose dokumentuose tai buvo priskirta heterogeninei tirpalo polimerizacijai. Tokiai polimerizacijai būdingas mažas sistemos klampumas, lengvas maišymas, lengvas šilumos išsklaidymas ir didesnė monomero koncentracija gali būti naudojama vienetinės įrangos produktyvumui pagerinti. Šiuo metu šis metodas gali būti naudojamas didelio tankio polietileno ir polipropileno gamybai.
Dujų fazės polimerizacija
Dujinės fazės polimerizacijos metu dujų fazės monomeras ir katalizatorius įvedami į reaktorių pagal nurodytą kiekį, kad susintetinami viename etape ir gaunamas sausas polimeras. Dujinės fazės polimerizacijos sąlyga yra ta, kad katalizatoriaus selektyvumas ir išeiga turi būti pakankamai aukšti, o gautam produktui nereikia pašalinti likusio katalizatoriaus, kuris gali labai sutrumpinti procesą. Atsiradus Ziegler katalizatoriams su didelio aktyvumo nešikliais, dujų fazės polimerizacija iki šiol tapo pagrindine polietileno arba polipropileno gamybos sritimi. Be to, jis taip pat gali būti plačiai naudojamas polimerizacijai laisvųjų radikalų mechanizmu.
