《高分子化学》第5篇 聚合方法.ppt

自由基聚合方法 逐步聚合方法 自由基聚合实施方法 聚合方法概述 聚合方法概述 聚合方法概述  自由基聚合实施方法有四种： 本体聚合、悬浮聚合，溶液聚合和乳液聚合。 虽然不少单体可以选用上述四种方法中的任何一种进行聚合，但实际上往往根据产品性能和经济要求,只选用一种或某几种方法来进行工业生产。 聚合方法的选择原则: 根据产品用途所决定的产品形态和产品成本。 例如PVC悬浮聚合产品和乳液聚合产品经喷雾干燥后都为粉末状,但悬浮聚合产品粒子直径100μm,而乳液聚合产品粒子直径为1μm,前者粒子体积是后者粒子体积的一百万（106）倍。 又如溶液聚合得到聚合物溶液，乳液聚合得到聚合物乳液，二者都可以用于涂料。 但聚合物溶液需脱除溶剂，方能得到涂膜，这不仅会因溶剂的挥发污染环境，有损劳动者的健康，且成本较高。 而聚合物乳液脱除水即可得到涂膜，不会污染环境，且成本较低。因此，乳胶涂料成为环境友好涂料。 聚合方法概述 5.2 本体聚合 本体聚合 不加其它介质，只有单体本身，在引发剂、热、光等作用下进行的聚合反应。 基本组分 单体：包括气态、液态和固态单体 引发剂：一般为油溶性 5.2 本体聚合 本体聚合的优缺点 解决办法 预聚: 在反应釜中进行，转化率达10～40％，放出一部分聚合热， 有一定粘度 后聚: 在特殊设计的反应器中聚合，逐步升温，使聚合完全 本体聚合工艺 鉴于本体聚合的特点,为了使本体聚合能够正常进行,本体聚合工艺分“预聚”和“聚合”两段进行。 “预聚”是在聚合初期,转化率不高,体系的粘度不大,聚合热容易排出的阶段,采用较高的温度在较短的时间内,利用搅拌加速反应,以便使自动加速现象提前到来。 这样,就缩短了聚合周期,提高了生产效率。 “聚合”是一旦自动加速现象到来,就要降低聚合温度。以降低正常聚合的速率,充分利用自动加速现象,使反应基本上在平稳的条件下进行。 这就避免了由于自动加速现象而造成的局部过热,既保证了安全生产,又保证了产品质量,这就是本体聚合分“预聚”和“聚合”两段进行的原因。 本体聚合工艺采用预聚和聚合两段进行, 并且在不同聚合阶段控制不同的聚合温度。 5.2 本体聚合 聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、 聚氯乙烯（pvc）等聚合物的生产都是采用本体聚合，但因单 体的聚合活性不同、凝胶效应的不同可选择采用间歇或连续的 本体聚合方法。 溶液聚合 是将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应 基本组分 单体 引发剂 溶剂 聚合场所： 在溶液内 溶液聚合的优缺点 优点 溶剂对聚合的影响： 溶剂的加入可能影响聚合速率、分子量分布 溶剂导致笼蔽效应使 f 引发剂效率降低， 溶剂的加入降低了单体的浓度[M]，使 Rp 降低 向溶剂链转移的结果使分子量降低 溶剂对聚合物的溶解性能与凝胶效应有关 良溶剂，为均相聚合，[M]不高时，可消除凝胶效应 沉淀剂，凝胶效应显著，Rp ? 劣溶剂，介于两者之间 工业上，溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合 如涂料、胶粘剂、浸渍液、合成纤维纺丝液 溶剂的选择 在溶液聚合中，溶剂的种类和用量直接影响着聚合反应的速率、聚合物的相对分子质量、聚合物相对分子质量分布和聚合物的构型。 因此，选择一种适当的溶剂是很重要的，溶剂的选择原则是： ① 溶剂对自由基聚合不能有缓聚和阻聚等不良影响，即kps ≈ kp 。 ② 溶剂的链转作用几乎是不可避免的，为了得到一定相对分子质量的聚合物，溶剂的Cs不能太大. ③ 如果要得到聚合物溶液,则选择聚合物的良溶剂，而要得到固体聚合物,则应选择聚合物的非溶剂。 ④ 考虑溶剂的毒性和成本等问题。 5.3.1 离子型聚合 在离子聚合和配位聚合中的引发剂容易被水、醇、二氧化碳 等含氧化合物破坏，多采用有机溶剂进行溶