(一)布置任务
了解本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合和微悬浮聚合五种聚合方法,并能够做出对比。
详细了解悬浮聚合法的优缺点及体系组成。
(二)任务总结
工业实施方法主要有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等。我国悬浮聚合法占94%,其余为乳液聚合法。
现将各实施方法比较如下。
1.本体聚合——适用于自由基、离子型聚合反应。
(1)定义:在不加溶剂或分散介质的情况下,只有单体本身在引发剂(有时也不加)或光、热、辐射的作用下进行聚合反应的一种方法。
基本组成:单体、引发剂。有时也加入增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和色料等。
(2)特点:
①聚合方法简单,生产速度快,产品纯度高,设备少;
②易产生局部过热,致使产品变色,发生气泡甚至爆聚;
③反应温度不易控制,所以反应产物的相对分子质量分散性较大;
④产品容易老化。
2.溶液聚合。
(1)定义:将单体和引发剂溶解于适当溶剂中进行聚合反应的一种方法。
基本组成:单体、引发剂、溶剂。
(2)溶液聚合的特点:
①原料纯度要求严格;
②反应容易控制;
③聚合物相对分子质量比较均匀;
④易实现连续化生产。
⑤聚合后,分离、回收、后处理复杂。
3.乳液聚合。
(1)定义:在用水或其他液体做介质的乳液中,按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒,在其中进行自由基聚合或离子聚合来生产高聚物的一种方法。
体系组成:单体、水、乳化剂、水溶性引发剂。
(2)乳液聚合的特点:
①反应速度快,聚合物相对分子质量高(独到的);
②易移出反应热(水做导热介质);
③乳化液稳定,利于连续生产;
④产物是乳胶,可以直接用作水乳漆、黏合剂;
⑤若最终产品为固体聚合物时,后处理复杂(凝聚、洗涤、脱水、干燥),生产成本高。
4.悬浮聚合。
(1)定义:将不溶于水但溶有引发剂的单体,利用强烈的机械搅拌以小液滴的形式,分散在溶有分散剂的水相介质中,完成聚合反应的一种方法。
(2)特点:
①工业生产技术路线成熟、方法简单、成本低;
②产品质量稳定、纯度较高;
③易移出反应热、操作安全、温度容易控制;
④产物粒径可以控制;
⑤只能间歇操作,而不宜连续操作。
(3)基本组成:单体、水、分散剂(悬浮剂)、引发剂。
基本组成为:单体、引发剂、分散剂和水。
单体(或油) 相水相
①单体相——一般由油性单体、引发剂组成,有时也加入其他物质。
ⅰ.单体。
油性单体(非水溶性),必须处于液态。
ⅱ.引发剂。
一般根据单体和工艺条件在油溶性的偶氮类和有机氧化物中选择单一型或复合型引发剂。
ⅲ.其他组分。
根据需要,在单体中加入链转移剂、发泡剂、溶胀剂或致孔剂、热稳定剂、紫外光吸收剂等。
②水相:
水相是影响悬浮聚合成粒机理和颗粒特性的主要因素。组成为水、分散剂和其他成分。
ⅰ.水。
去离子的软化水。作用:保持单体呈液滴状,起分散作用;作为传热介质。
ⅱ.分散剂。
作用:降低表面张力,帮助单体分散成液滴;在液滴表面形成保护膜,防止液滴(或粒子)黏并,防止出现结块危险。
类型:非水溶性无机粉末、水溶性高分子。
ⅲ.其他组分。
无机盐、pH调节剂和防黏釜剂等。
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