Polimerisasi emulsi adalah proses untuk membuat polimer, atau kelompok terkait dari rantai kimia yang lebih kecil yang disebut monomer, dalam larutan air. Proses ini biasanya digunakan untuk membuat cat, perekat, dan pelapis berbahan dasar air di mana air tetap berada dalam polimer dan dijual sebagai produk cair. Emulsi adalah campuran stabil dari tetesan yang sangat kecil dari monomer atau polimer yang tersuspensi dalam fase air. Salah satu contoh emulsi yang stabil adalah lotion tangan cair, yang mengandung beberapa bahan kimia berbeda yang dicampur dalam air tetapi tidak bereaksi dengannya.
Banyak plastik dan beberapa senyawa karet adalah molekul terpolimerisasi. Rantai monomer kecil dicampur dengan bahan kimia berbeda yang memulai reaksi, mengontrol ukuran rantai polimer yang terbentuk, dan menjaga campuran tetap stabil. Bahan kimia yang mengontrol atau memulai reaksi adalah inisiator, yang mengontrol rantai polimer adalah pengubah, dan pengemulsi menjaga campuran sebagai emulsi yang stabil.
Reaksi polimerisasi emulsi terjadi dalam air, dan monomer mungkin memiliki sedikit atau tidak ada kelarutan dalam air, yang berarti tetap terpisah dan tidak larut. Ketika bahan kimia dicampur bersama dengan baik, tetesan kecil monomer tersebar merata di seluruh fase air, dan tetap seperti itu karena aksi pengemulsi. Tetesan monomer yang sangat kecil mulai terbentuk, yang dikenal sebagai misel, dan dikelilingi oleh molekul inisiator dan pengubah. Setiap rantai monomer mulai menghubungkan satu sama lain di dalam misel, sampai monomer hilang.
Panjang rantai polimer akan mempengaruhi sifat larutan air, dan film kering apa pun yang dibuat darinya. Pabrikan mengontrol sifat-sifat ini dengan memvariasikan jumlah inisiator dan pengubah, serta suhu selama reaksi. Tujuan dari polimerisasi emulsi adalah untuk membuat cat atau perekat yang mempertahankan sifat-sifatnya dari waktu ke waktu dan mudah ditangani. Reaksi yang berlebihan dapat membuat emulsi kental yang sangat kental yang mungkin memiliki kegunaan industri tetapi tidak diterima oleh konsumen.
Sebagian besar produk akhir dijual sebagai solusi berbasis air. Kekhawatiran atas bahaya lingkungan dan kesehatan dari pelarut menyebabkan pertumbuhan produk dari polimerisasi emulsi di abad ke-21. Setelah diterapkan sebagai pelapis, polimer mengering dan mengering dan air menguap sebagai uap yang aman bagi lingkungan. Polimer yang bereaksi juga dapat dikeringkan dengan semprotan atau dalam beberapa kasus disaring dari air, tetapi ini kurang umum. Jenis reaksi kimia lainnya dapat menghasilkan produk kering lebih mudah daripada dari emulsi air.
Bahan kimia karet sintetis atau buatan juga dapat diproduksi dalam sistem polimerisasi emulsi. Styrene-butadiene dan karet nitril adalah dua karet sintetis umum yang dihasilkan dari kimia emulsi. Pemrosesan produk ini menjadi padatan kering memerlukan langkah pencucian dan pengeringan tambahan untuk menghilangkan inisiator atau bahan kimia lainnya. Bahan-bahan ini pada akhirnya dapat merusak karet jika tidak dilepas.