第二章-高分子材料基础-聚合实施方法.ppt

1、第二章高分子材料的合成原理和方法、第八节高分子材料的合成方法、聚合实施方法、本体聚合熔融缩聚溶液聚合悬浮聚合固相缩聚乳液聚合界面缩聚、链聚合逐步聚合、本体聚合：在单体自身中加入(甚至不加入)少量引发剂进行聚合。 溶液聚合：单体和引发剂溶解在适当溶剂中的聚合。 悬浮聚合：单体以液滴状悬浮在水中的聚合。 乳液聚合：在乳液中配合单体、水、水溶性引发剂、乳化剂的状态下进行的聚合。 本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、单体、生成物单纯，特别适用于板材、型材等透明制品的制造。 单体本身中添加(进一步不添加)少量引发剂进行聚合。 生产时需要解决的重要问题：混合和散热，聚丙乙烯连续本体聚合高压聚乙烯管连续

2、本体聚合。 一、本体聚合，定义：优点：特征：例如：聚合初期：转化率和黏性系数不大，容易散热。 转化率提高(1030% ) :体系黏性系数增大，增加凝胶效果，进行散热。 改善的方法：逐步聚合第一阶段：低转化率和低黏性系数，可以在搅拌釜中进行；第二阶段：高黏性系数，可以在特殊反应器中进行。 (有机玻璃板的制造等)。 散热不良、轻则引起局部过热，分子量分布扩大，影响产品性能的重则温度失控，引起爆炸。 单体和引发剂溶解在适当溶剂中聚合。 单体浓度低，聚合速度慢，容易转移到设备生产能力和利用率低的溶剂链，降低分子量的溶剂分离回收费用高。 系黏性系数低，凝胶效果小，容易混合和传热。 定义：优点：缺点：缺点

3、：例如：丙烯氰、冰乙酸乙烯基、亚克力酸酯类化合物类等，二、溶液聚合，二.溶剂对聚合物的溶解性能及凝胶效果的影响选择良溶剂，凝胶效果(gel effect )可能被消除，溶液聚合的关键：溶剂的选择。 1 .溶剂的活性溶剂对聚合的影响：溶剂是介质，不参与反应，但溶剂对引发剂有诱导分解的作用，链自由基对溶剂有链转移反应。 单体以小液滴状悬浮在水中进行聚合。 一个小液滴相当于主体聚合的一个友针织面料。 单体、引发剂、水、分散剂。 系黏性系数低，产品分子量及其分布稳定，分子量高，杂质少，后处理工序简单。 产品中含有少量分散剂残留物，影响性能。 定义：成分：优点：缺点：三、悬浮聚合、液液分散和造粒过程、图

4、4-1悬浮单体液滴分散过程的示意图，由于搅拌的剪切力，单体液层分散在液滴中。 在分散剂、搅拌、一定搅拌强度和界面张力下，液滴通过一系列的分散、合并过程，构成了动平衡，最后达到一定的平均清晰度。 分散剂类型：1)水溶性有机高分子：吸附在液滴表面，形成保护膜。 主要有聚乙烯醇粉末等合成高分子、细胞里肌肉诱导体、动物胶等天然高分子及其诱导体。 多采用质量稳定的合成高分子。 2 )不溶于水的无机粉末：包围液滴，发挥机械隔离作用。 主要有碳酸镁、滑石、高岭土等。 分散剂的种类选择和使用量的确定取决于聚合物的种类和粒子的要求。 发挥分散剂、分散作用，使液滴稳定的物质。单体、乳化剂、搅拌、分散媒、稳定的乳浊

5、液聚合、经典的乳液聚合成分、四、乳液聚合、分散媒(水)、乳化剂、引发剂(水溶性)、单体() 聚合体系的黏性系数低、容易传热、反应温度容易控制，特别适合直接使用乳胶时。 Advantage :产品中残留乳化剂等，为了得到影响产品电气性能等的固体物质，乳液需要经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序，成本高。、Disadvantage :在云同步中提高Rp、Mn。2020/7/23、Emulsion Polymerization，14、分散作用：降低界面张力，使单体分散在小液滴中。 稳定作用：在液滴表面形成保护层，使乳液稳定，溶化作用：将一部分单体溶解于胶束内。稳定难懂的乳液、互不相容的二相、乳化剂、乳化

6、作用、亲水的极性化学基、乳化剂、例如硬脂精酸纳金属钍： C17H35COONa、亲油的非极性化学基、亲水的极性化学基、乳化剂组成、乳化剂的溶解过程：临界胶束浓度(CMC ) 在CMC、乳化剂水溶液中，单体除了在分子状态下真正溶于水外，还具有在胶束内大量溶解可溶化作用，大部分乳化剂形成胶束，胶束内可溶化一定量的单体。 大部分单体分散在液滴中。 极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解于水中。 直径约10 000A，表面吸附乳化剂，液滴数约为10101012。 (直径4050A、胶束数10171018 )。 聚合前单体和乳化剂的状态、可溶化胶束、单体液滴提供单体的仓库、聚合场所、胶束提供油溶性单体

7、和水溶性引发剂相遇的场所胶束内的m高、且比表面积大、自由基扩散开始聚合的条件。 极大部分的聚合发生在胶束内。 引发剂溶于水，分解产生自由基，在什么情况下开始聚合水相：溶于水的单体可以聚合，但水相的单体浓度极低。 单体液滴内：由于引发剂是水溶性的，单体液滴内没有引发剂，自由基扩散到单体液滴中可以开始聚合，而且单体液滴的体积大，比表面积小。 乳液聚合根据乳胶粒的数量、是否存在单体液滴，分为聚合过程、成核期：从开始到胶束消失三个阶段。 特征：系统中含有单体液滴、胶束、乳胶粒，乳胶粒数，单体液滴数，但体积减少，Rp。 没有核的胶束全部消失在这个阶段结束的标识牌。 第一阶段，定速期：胶束消失至单体液滴消失。 特征：含胶乳粒和单体液滴的胶乳粒数、体积增大、胶乳粒内单体浓度m、Rp。 第一阶段，减速期：单体液滴消失后，胶乳粒内继续生长、开始、结束，直到单体完全转化。 特征：只有乳胶粒Rp随m的下降而下降。第一阶段、单体分子、乳化剂分子、聚合物、乳液聚合各阶段的示意图，第一阶段：单体液滴消失，胶乳颗粒的体积增大。 第一阶段：单体液滴、胶束和胶乳粒子； 第一阶段：胶束消失，包括胶乳颗粒