Emulzijska polimerizacija je postopek za ustvarjanje polimerov ali povezanih skupin manjših kemičnih verig, imenovanih monomeri, v vodni raztopini. Postopek se običajno uporablja za ustvarjanje barv, lepil in premazov na vodni osnovi, kjer voda ostane s polimerom in se prodaja kot tekoč produkt. Emulzija je stabilna zmes zelo majhnih kapljic monomera ali polimera, suspendiranih v vodni fazi. Primer stabilne emulzije je tekoči losjon za roke, ki vsebuje več različnih kemikalij, pomešanih v vodi, vendar ne reagira z njo.
Mnoge plastike in nekatere gumene zmesi so polimerizirane molekule. Majhne monomerne verige so pomešane z različnimi kemikalijami, ki sprožijo reakcijo, nadzorujejo velikost polimernih verig, ki nastanejo, in ohranjajo zmes stabilno. Kemikalije, ki nadzorujejo ali sprožijo reakcijo, so iniciatorji, tiste, ki nadzorujejo polimerne verige, so modifikatorji, emulgatorji pa ohranjajo zmes kot stabilno emulzijo.
Reakcija emulzijske polimerizacije se pojavi v vodi, monomer pa ima lahko malo ali nič topen v vodi, kar pomeni, da ostane ločen in se ne raztopi. Ko se kemikalije dobro premešajo, se majhne kapljice monomera enakomerno porazdelijo po vodni fazi in tako ostanejo zaradi delovanja emulgatorja. Začnejo se tvoriti zelo majhne kapljice monomera, znane kot micele, obkrožene pa so z molekulami iniciatorja in modifikatorja. Vsaka monomerna veriga se začne povezovati z drugimi znotraj micele, dokler monomera ne izgine.
Dolžina polimerne verige bo vplivala tako na lastnosti vodne raztopine kot na vsak suh film, ustvarjen iz nje. Proizvajalci nadzorujejo te lastnosti s spreminjanjem količine iniciatorja in modifikatorjev ter temperatur med reakcijo. Cilj emulzijske polimerizacije je ustvariti barvo ali lepilo, ki ohranja svoje lastnosti skozi čas in je enostavno za rokovanje. Prekomerna reakcija lahko ustvari zelo goste, viskozne emulzije, ki se lahko uporabljajo v industriji, vendar jih potrošniki ne pozdravljajo.
Večina končnih izdelkov se prodaja kot raztopine na vodni osnovi. Zaskrbljenost zaradi nevarnosti topil za okolje in zdravje je v 21. stoletju povzročila rast izdelkov iz emulzijske polimerizacije. Ko se nanese kot premaz, se polimer posuši in strdi, voda pa izhlapi kot okolju varna para. Reagirani polimer lahko tudi posušimo z razprševanjem ali v nekaterih primerih filtriramo iz vode, vendar je to manj pogosto. Druge vrste kemičnih reakcij lahko lažje proizvedejo suh produkt kot iz vodne emulzije.
Kemikalije iz sintetične ali umetne gume se lahko proizvajajo tudi v sistemih za emulzijsko polimerizacijo. Stiren-butadien in nitrilna guma sta dve običajni sintetični gumi, proizvedeni iz emulzijske kemije. Predelava teh izdelkov v suho trdno snov zahteva dodatne korake pranja in sušenja za odstranitev iniciatorjev ali drugih kemikalij. Ti materiali lahko sčasoma razgradijo gumo, če jih ne odstranijo.