# Grensvlakpolymerisatie

De kunststof lexaan wordt toegepast als coating van CD’s en bijvoorbeeld als materiaal voor het venster in skibrillen. Lexaan is een zogeheten polycarbonaat. Lexaan wordt gemaakt uit twee monomeren.
Eén van de monomeren van lexaan is het gas fosgeen (COCl2).
Fosgeen is een zeer giftig zenuwgas en wordt daarom niet in grote hoeveelheden opgeslagen voor gebruik, maar ter plekke gemaakt uit chloor en koolstofmonoöxide.
Hieronder, is een vereenvoudigd en onvolledig blokschema voor de productie van lexaan weergegeven.
In reactor 1 (R1) laat men een overmaat koolstofmonoöxide reageren met chloor. Het chloor reageert hierbij volledig.
Het gevormde fosgeen wordt vervolgens gescheiden van de overmaat koolstofmonoöxide in scheidingsruimte S1. Fosgeen wordt van onder in reactor R2 geleid.
R2 bevat twee vloeistoffen die niet met elkaar mengen.
De bovenste laag is natronloog. De onderste laag bevat dichloormethaan (CH2Cl2).
Behalve fosgeen wordt als grondstof voor lexaan bisfenol-A gebruikt, waarvan de structuurfomule hieronder is weergegeven.
Bisfenol-A wordt boven in R2 gebracht.
Bisfenol-A reageert in de molverhouding 1 : 2 volgens een zuurbase reactie met het aanwezige natronloog tot bisfenolaationen.
Bisfenol-A reageert hierbij op vergelijkbare wijze als benzenol.
In de onderste laag is tetrabutylammoniumchloride aanwezig, een stof die schematisch kan worden weergegeven met de formule Bu4N+Cl-.
De polymerisatie verloopt als volgt: aan het grensvlak tussen beide lagen bindt elk bisfenolaation twee Bu4N+ ionen.
Het zo ontstane deeltje is goed oplosbaar in dichloormethaan. In de dichloormethaanlaag reageert dit deeltje met twee moleculen fosgeen. Hierbij ontstaan chloride-ionen en een molecuul met aan beide uiteinden een groep, zoals hieronder is weergegeven.
De twee Bu4N+ ionen komen hierbij weer vrij.
Het deeltje dat ontstaat als een bisfenolaation met twee moleculen fosgeen heeft gereageerd, kan aan beide uiteinden met bisfenolaationen reageren. In deze reactie ontstaan ook chloride-ionen. Het molecuul dat hierbij ontstaat, reageert weer aan weerszijden met fosgeen. Dit patroon herhaalt zich vele malen en zo ontstaat uiteindelijk het polymeer.
Voor bepaalde toepassingen wordt een variant van het polymeer lexaan geproduceerd.
Als aan R2 een bepaald percentage 1,3,5-benzeentriol wordt toegevoegd, ontstaat een netwerkpolymeer.
In scheidingsruimte S2 wordt het mengsel afkomstig van R2 gewassen met water.
Hierbij worden het overgebleven bisfenol-A, natronloog en tetrabutylammoniumchloride afgescheiden van het lexaan en dichloormethaan.
In S3 wordt lexaan ten slotte gescheiden van dichloormethaan. De overige stoffen afkomstig uit S2 worden opgeslagen.