将单体悬浮於水中而进行之聚合反应。-崑山电子历程-崑山科技大学.ppt

崑山科技大學材料工程系材料製備實驗課程內容授課教師：許旭東 1.懸浮聚合法（Suspension Polymerization）之特點：?將單體懸浮於水中而進行之聚合反應。粒子之直徑通常從10nm～數mm，聚合觸媒溶於單體粒子中，聚合反應就在液粒中進行，因此聚合反應的本質上與總體聚合一樣。?聚合反應系是以顆粒狀的型態分散於水相中，因此反應熱可被水相移走，溫度容易調節，所以懸浮聚合乃僅次於乳化聚合，而被廣泛應用於工業上。 ? 在此聚合法中，液粒的黏度會隨著 聚合反應之進行而增高，並且容易 相互的黏結在一起，而形成麥芽糖狀， 因此必須加入適當的安定劑，來防止 懸浮粒子的的黏結。?一般最常用的安定劑為膠質、澱粉、 聚乙烯醇（PVA）等水溶性高分子， 及碳酸鈣、碳酸鋇、黏土等無機物 的粉末。?也經常添加食鹽等電解質，當做補助 劑，來降低單體和水的相容性，或 調節水相的比重和表面張力。 2. 懸浮聚合法（Suspension Polymerization）之優、缺點：（1）優點：?散熱佳。 ?聚合體粒子 容易分離。 ?聚合體的純化步驟常常 相當簡單。?可得有用之小粒子。 ?容易攪拌。?比乳化反應產品有 較高的純度。（2）缺點： ?需要較複雜的裝置。 ?對攪拌敏感。?不易控制粒子大小。 ?聚合之液粒容易相互的黏結在一起。 3. PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）懸浮聚合之原理： ? PMMA之自由基鏈鎖聚合反應： 起始劑（BPO）的分解： C6H5CO－O－O－CO－C6H5  ? 2 C6H5CO－O? ? 2 C6H5?＋ 2 CO2  ? 起始反應： C6H5CO－O?＋CH 2 ＝C（CH 3 ）（COOCH3 ） C6H5CO－O－CH 2 －C （CH 3 ）（COOCH3 ）? 或 C6H5?＋CH 2 ＝C （CH 3 ）（COOCH3 ） ? C6H5－CH 2 －C （CH 3 ）（COOCH3 ） ? 成長反應： C6H5CO-O-CH 2 -C（CH3）（COOCH3）? ＋n CH 2＝C（CH3）（COOCH3）? C6H5CO－O－[CH 2 －C（CH3）（COOCH3）] n － CH 2 -C（CH3）（COOCH3）? 或C6H5-CH 2 -C（CH3）（COOCH3）? ＋n CH 2＝C（CH3）（COOCH3）? C6H5-[CH 2 -C（CH3）（COOCH3）] n － CH 2 －C（CH3）（COOCH3）? 終止反應：2 C6H5CO－O－[CH 2 －C（CH3）（COOCH3）] n－CH 2 －C（CH3）（COOCH3）?? C6H5CO－O－[CH 2 －C（CH3）（COO CH3）] 2n＋1－ CH 2 －C（CH3）（COOCH3）－O－CO C6H5?或2 C6H5－[CH 2 －C（CH3）（COOCH3）] n － CH 2 －C（CH3）（COOCH3）?? C6H5－[CH 2 －C（CH3）（COO CH3）] 2n＋1－ CH 2 －C（CH3）（COOCH3）－C6H5 （1）PMMA懸浮聚合恆溫槽 電動攪拌合成實驗 所需之儀器 及 藥品： 藥品： ?甲基丙烯酸甲酯單體：簡稱MMA  methyl methacrylate 分子式CH 2＝C（CH3）COOCH3 分子量為100.0 g/mole mp為 －48.2℃ b p為 100.3℃  ?聚乙烯醇（polyvinyl alcohol， 為安定劑， 分子式－（CHOHCH2）n－， 分子量有500 及2000， Tg為65～85℃， 簡稱PVA500及PVA2000）； ?過氧化苯甲醯基 （benzoyl peroxide， 為起始劑， 分子式（C6H5CO）2O2， 分子量243.23， 簡稱BPO） （2）PMMA懸浮聚合ICSR合成實驗步驟： ?實驗前準備：在恆溫槽中加入約2/3高度的自來水；再開啟恆溫加熱器設定為80℃，並加熱到80℃，並維持控溫在 80 ±0.1 ℃ 之間，請隨時注意水面不能低於 恆溫加熱器加熱所需 安全液面高度。【注意：需先用Teflon帶墊在攪拌棒與攪拌葉片之間，再用螺絲起子拴緊葉片，免得聚合反應後PMMA聚合物卡住螺絲，而無法拆卸、清洗葉片。】 ?在四口上下分離式玻璃反應器（1 L）中 ，加入蒸餾水 510mL。