Metody polimeryzacji międzyfazowej dzielą się w zależności od typu granic międzyfazowych na trzy przypadki: ciecz–ciało stałe, ciecz–ciecz i ciecz–emulsja [1].

W metodzie z udziałem granicy faz ciecz–ciecz i ciecz–emulsja monomery może zawierać zarówno jedna jak i obie fazy ciekłe.
W przypadku ciecz–ciało stałe polimeryzacja rozpoczyna się a granicy faz i powoduje przyłączanie polimeru do powierzchni fazy stałej. W przypadku ciecz–ciecz z monomerem rozpuszczonym tylko w jednej fazie, polimeryzacja zachodzi na granicy faz tylko od strony, gdzie jest obecny monomer, natomiast podczas gdy monomery są rozpuszczone w obu fazach, polimeryzacja zachodzi na granicy faz po obu stronach.

Przykład 1: Synteza polianiliny (monomer rozpuszczony w jednej fazie)

W celu otrzymania polianiliny w formie nanowłókien polimeryzację prowadzi się w układzie dwufazowym z anilina rozpuszczoną w rozpuszczalniku organicznym i utleniaczu (peroksydisiarczan amonu) rozpuszczonym w wodnym roztworze kwasu. Fazę organiczną może stanowić rozpuszczalnik organiczny taki jak: benzen, heksan, toluen, czterochlorek węgla, chloroform, chlorek metylenu, eter di etylowy, disiarczek węgla lub o-dichlorobenzen [2].

W doświadczeniu zastosowano chloroform. Jest on cięższy od wody, więc faza wodna jest u góry i przykrywając szczelnie fazę organiczną zapobiega jej parowaniu. Po krótkim czasie indukcyjnym na granicy międzyfazowej pojawia się zielony produkt – polianilina, która migruje do fazy wodnej, wypełniając ją całkowicie. W miarę postępu reakcji zielony produkt ciemnieje i ostatecznie przestaje się zmieniać, co wskazuje na zakończenie reakcji [2].

Rysunek 3: Schemat syntezy nanowłókien polianiliny metodą polimeryzacji międzyfazowej.

Kolejne doświadczenie przedstawione na filmie pokazuje otrzymywanie nanowłókien polianiliny na granicy faz, gdzie fazę organiczną stanowi anilina rozpuszczona w chlorku etylenu, a fazę nieorganiczną roztwór wodny kwasu azotowego.

Źródło: Greyfin1027, Polyaniline synthesis, 27.05.2011 (dostęp 14.12.2020). Dostępne w YouTube: https://youtu.be/HF0a5AOIskw.

Przykład 2: Synteza nylonu (monomery rozpuszczone w obu fazach)

• monomer 1 – kwas di karboksylowy – rozpuszczony w fazie wodnej;
• monomer 2 – diamina – rozpuszczony w fazie organicznej.

Źródło: Projekty – Informatyka+WLF, InfoPlus - Scenariusz nr 6 Chemia - film 2 otrzymywanie nylonu, 12.06.2014 (dostęp 14.12.2020). Dostępne w YouTube: https://youtu.be/iMp2hQEOu3k.

Polimeryzacja na granicy faz może przebiegać z udziałem mieszania lub bez mieszania. Jeżeli podczas reakcji polimeryzacji zastosujemy mieszanie, zwiększa się powierzchnia międzyfazowa co skutkuje wyższą wydajnością procesu. Jeżeli chcemy otrzymać polimer w postaci kapsułek, wielkość kapsułek zależy od szybkości mieszania [3].
Polimeryzacja na granicy faz wykazuje wiele zalet:

• reakcja polimeryzacji zachodzi w bardzo krótkim czasie;
• można stosować reagenty mało odporne na podwyższoną temperaturę, oraz takie które zawierają reaktywne grupy funkcyjne;
• metodą tą można otrzymywać polimery w postaci błonek, włókien czy kapsułek;
• włókna można wyciągać w sposób nieprzerwany.

Wadę metody stanowi zanieczyszczenie polimeru, którego odmycie stanowi najdłuższy etap procesu.