A műgyanták nagy molekulatömegű vegyületek, amelyeket kis molekulatömegű nyersanyagok-monomerek (például etilén, propilén, vinil-klorid stb.) polimerizációval makromolekulákká kombinálásával állítanak elő. Az általánosan használt ipari polimerizációs eljárások közé tartozik a tömeges polimerizáció, a szuszpenziós polimerizáció, az emulziós polimerizáció, az oldatos polimerizáció, a szuszpenziós polimerizáció, a gázfázisú polimerizáció és így tovább. A műgyanták előállításához bőséges nyersanyagforrások állnak rendelkezésre. A kezdeti időkben a kőszénkátrány-termékek és a kalcium-karbid-kalcium-karbid voltak a fő termékek, manapság azonban elsősorban olaj- és földgáztermékeket használnak, például etilént, propilént, benzolt, formaldehidet és karbamidot.
Tömeges polimerizáció
A tömeges polimerizáció a monomerek polimerizációs folyamata iniciátor vagy hő, fény és sugárzás hatására, egyéb közeg hozzáadása nélkül. Jellemzője, hogy a termék tiszta, nem igényel bonyolult elválasztást és tisztítást, a művelet viszonylag egyszerű, a gyártóberendezések kihasználtsága magas. Közvetlenül képes minőségi termékeket, például csöveket és lemezeket előállítani, ezért blokkpolimerizációnak is nevezik. Hátránya, hogy a polimerizációs reakció előrehaladtával az anyag viszkozitása folyamatosan növekszik, a keverés és a hőátadás nehézkes, a reaktor hőmérsékletét pedig nem könnyű szabályozni. A tömeges polimerizációt gyakran alkalmazzák poliakril-metil-akrilát (közismert nevén plexi), polisztirol, kis sűrűségű polietilén, polipropilén, poliészter és poliamid gyanták gyártása során.
Szuszpenziós polimerizáció
A szuszpenziós polimerizáció azt a polimerizációs eljárást jelenti, amelyben a monomereket mechanikus keverés vagy rázó és diszpergálószerek hatására cseppekké diszpergálják, általában vízben szuszpendálják, ezért gyöngypolimerizációnak is nevezik. A jellemzők a következők: nagy mennyiségű víz van a reaktorban, az anyag viszkozitása alacsony, könnyen átadható és szabályozható a hő; polimerizáció után csak egyszerű elválasztáson, mosáson, szárításon és egyéb eljárásokon kell keresztülmennie ahhoz, hogy gyantaterméket kapjon, amely közvetlenül felhasználható öntéshez és feldolgozáshoz; a termék viszonylag tiszta, egységes. Hátránya, hogy a reaktor gyártási kapacitása és terméktisztasága nem olyan jó, mint a tömbpolimerizációs eljárásé, és a folyamatos eljárás nem használható a gyártáshoz. A szuszpenziós polimerizációt széles körben használják az iparban.
Emulziós polimerizáció
Az emulziós polimerizáció olyan polimerizációt jelent, amelyben a monomerek emulziót képeznek vízben mechanikus keverés vagy rázás közben, emulgeálószer segítségével. Az emulziós polimerizációs reakciótermék a latex, amely közvetlenül felhasználható, vagy a latex mosás, szárítás és egyéb utókezelési eljárások után megsemmisíthető, és így por- vagy tűszerű polimereket kaphatunk. Az emulziós polimerizációval nagyobb molekulatömegű polimereket lehet előállítani nagyobb reakciósebességgel. Az anyagok viszkozitása alacsony, a hőátadás és a keverés egyszerű, a gyártás könnyen szabályozható, a maradék monomerek könnyen eltávolíthatók. Az emulziós polimerizáció hátránya, hogy a polimerizációs folyamatban hozzáadott emulgeálószer befolyásolja a termék teljesítményét. A szilárd polimer előállítása érdekében a fogyasztás koaguláción, elválasztáson, mosáson stb. megy keresztül. A reaktor termelési kapacitása kisebb, mint a tömeges polimerizációs eljárásé.
Oldatos polimerizáció
Az oldatos polimerizációt oldószer jelenlétében végezzük, és a kiválasztott oldószernek mind a monomert, mind a polimert fel kell oldania. A polimerizációs folyamat során a rendszer egyenletes viszkózus oldat, és a polimerizációs rendszer mindig homogén fázisú, hosszú folyamatos működési idővel és könnyű kezelhetőséggel. A rendszer viszkozitása azonban viszonylag magas. Előnye, hogy a homogén reakció könnyebben szabályozható, illetve a molekulatömeg és annak eloszlása is megfelelően szabályozható. Az oldatos polimerizációs rendszer azonban viszkózus, ami nehézségeket és egyenetlen hő- és tömegátadást okoz.
Zagyos polimerizáció
A szuszpenziós polimerizációban magát az oldószert vagy monomert használják diszperziós közegként. A kapott polimer a diszperziós közegben oldhatatlan, de részecskék formájában, szuszpenzió formájában diszpergálódik. Egyes korábbi dokumentumok heterogén oldatos polimerizációnak tulajdonították. Ezt a fajta polimerizációt a rendszer alacsony viszkozitása, könnyű keverhetősége, könnyű hőelvezetése és magasabb monomerkoncentrációja jellemzi az egységberendezések termelékenységének javítására. Jelenleg ez a módszer nagy sűrűségű polietilén és polipropilén előállítására használható.
Gázfázisú polimerizáció
A gázfázisú polimerizáció során a gázfázisú monomert és a katalizátort a meghatározott mennyiségben bevezetik a reaktorba, hogy egy lépésben szintetizálódjanak, és így száraz polimert kapjanak. A gázfázisú polimerizáció előfeltétele, hogy a katalizátor szelektivitása és hozama kellően magas legyen, és a kapott terméknek ne kelljen eltávolítania a maradék katalizátort, ami nagymértékben lerövidítheti a folyamatot. A nagy aktivitású hordozóanyagokat tartalmazó Ziegler-katalizátorok megjelenésével a gázfázisú polimerizáció eddig a polietilén vagy polipropilén gyártásában a fő áramlattá vált. Ezen kívül szabad gyökös mechanizmussal történő polimerizációra is széles körben alkalmazható.
