聚合方法

聚合方法主要指自由基聚合的實施方法,有本體、溶液、懸浮和乳液聚合四種方法。

聚合方法

本體及溶液聚合主要屬均相反應,但有時因聚合體不溶於單體或溶劑而沉澱出來,就成為非均相反應。懸浮聚合乳液聚合都是非均相反應,前者在機理上與本體聚合相似,後者另有獨特的機理。氣態和固態單體也能進行聚合,分別稱為氣相或固態聚合,都可歸入本體聚合的範疇。
除自由基聚合外,離子型聚合一般在溶劑中進行。乙烯、丙烯採用絡合催化劑聚合(見配位聚合)時,由於催化劑和生成的聚合物均不溶解,就成為漿液聚合(或稱淤漿聚合)。自由基聚合的四種方法的主要特點分述如下:
本體聚合 是單體本身在引發劑或光、熱、輻照等作用下的聚合,它的特點是組分簡單,通常只含單體和少量引發劑,所以操作簡便,產物純淨,缺點是聚合熱不易排除。工業上套用自由基本體聚合生產的聚合物品種主要有聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃、見聚甲基丙烯酸酯)、高壓聚乙烯聚苯乙烯
溶液聚合 是單體、引發劑(或催化劑)溶於適當溶劑中進行的聚合,其優點是體系粘度低,傳熱快,聚合溫度容易控制。缺點是聚合物的聚合度比較低,混入的少量溶劑不易除去,產物純度較差,此外由於使用溶劑和增添回收溶劑的設備,使生產成本提高。工業上,溶液聚合主要用於直接使用聚合物溶液的場合,如乙酸乙烯酯甲醇溶液聚合直接用於制聚乙烯醇丙烯腈溶液聚合直接用於紡絲,丙烯酸酯溶液聚合直接用於製備塗料或膠粘劑等。
懸浮聚合 是溶解有引發劑的單體被攪拌成小液滴,在水介質中進行的聚合。由於是在大量水介質中進行聚合,容易散熱,產熱為0.1毫米左右的小顆粒,容易分離、洗滌,因此純度較高。缺點是聚合過程中聚合物容易粘結在釜壁上,需要定時開蓋清釜,所以不能連續生產。如果採用水溶性引發劑(如過氧化氫),並在大量有機分散劑存在下聚合,就得到粒烴為 0.5~10微米的聚合物,其顆粒大小介於典型的懸浮聚合和乳液聚合之間,稱為分散聚合。懸浮聚合主要用於生產聚氯乙烯聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。分散聚合主要用於生產膠粘劑、水性漆和塗料。
乳液聚合 是單體借助乳化劑的作用分散在溶解有引發劑的水介質中,形成乳液後再進行的聚合。由於存在乳化劑,單體主要在乳膠粒內聚合,速率快,分子量大。此外,大量水作介質也容易散熱。缺點是包藏在聚合物顆粒中的乳化劑不易除去,影響性能,特別是電性能較差。採用乳液聚合生產的品種主要有丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠和聚氯乙烯膠乳。

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