高分子化学(潘祖仁)教案第四章聚合方法.pptVIP

* * 聚合方法（ Polymerization Process） 聚合反应需通过一定的聚合方法（过程）来实施。 自由基聚合 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 离子和配位聚合 均相溶液聚合、淤浆聚合 本体聚合 气相聚合 逐步聚合 熔融聚合 溶液聚合 界面聚合 相态变化 聚合体系 均相 非均相 聚合过程中的相态变化 均相 非均相 氯乙烯 苯乙烯，丁二烯 乳液聚合 氯乙烯 偏氯乙烯 苯乙烯 甲基丙烯酸甲酯 悬浮聚合 非均相体系 苯乙烯-甲醇 丙烯酸-己烷 丙烯腈-水 苯乙烯-苯 丙烯酸-水 丙烯腈-二甲基甲酰胺 溶液聚合 氯乙烯 乙烯高压聚合 苯乙烯，丙烯酸酯类 本体聚合 气态 液态 固态 均相体系 非均相 均相 聚合物-单体（或溶剂）体系 聚合方法 单体-介质体系 聚合体系和实施方法示例 丁苯橡胶 丙烯酸酯类 聚氯乙烯 苯乙烯 丙烯酸酯 丙烯腈 醋酸乙烯酯 有机玻璃 聚苯乙烯 聚乙烯 生产实例 间歇、连续 间歇 间歇、连续 间歇、连续 操作方式 含有少量乳化剂。 比较纯，但有分散剂。 纯度、分子量较低。 纯度高，分子量分布宽。 产品特性 散热易,产物呈固态时要后处理,也可直接使用。 散热易，产物须后处理，增加工序。 散热易，反应平稳，产物宜直接使用。 散热难,自加速显著。可制板材。 生产特征 能同时提高 速率和分子量 遵循自由基聚合一般规律，提高速率的因素 往往使分子量下降。 聚合机理 胶束和 乳胶粒内 单体液滴内 溶液内 本体内 聚合场所 单体 水溶性引发剂 水，乳化剂 单体 引发剂 水，分散剂 单体 引发剂 溶剂 单体 引发剂 配方 乳液聚合 悬浮聚合 溶液聚合 本体聚合 聚合方法 四种自由基聚合方法的比较和特点 ? 　 　本体聚合(Bulk Polymerization)  悬浮聚合 乳液聚合 (Suspension Polymerization) (Emulsion Polymerization) ? 　溶液聚合(Solution Polymerization) 物料起始状态 一. 引言（Introduction） 本体聚合：单体本身加少量引发剂（甚至不加）的聚合。 溶液聚合 ：单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。 悬浮聚合 ：单体以液滴状悬浮于水中的聚合。 乳液聚合 ：单体、水、水溶性引发剂、乳化剂(emulsifier) 配成乳液状态所进行的聚合。 优点：产物纯净；尤其适合于制板材、型材等透明制品。 定义：单体本身加少量引发剂（甚至不加）的聚合。 特征：高粘，且不断增加；凝胶效应（gel effect)。 生产时须解决的关键问题：混合和散热。 二. 本体聚合(bulk polymerization) 聚合初期：转化率和粘度不大，易散热。 当转化率提高（10～30%）：体系粘度增大，加上凝胶效应，放热加剧。 二. 本体聚合(bulk polymerization) 改进的方法：分段聚合 第一阶段：低转化率和低粘，可在搅拌釜中进行； 第二阶段：高粘，在特殊反应器中进行。(如有机玻璃板的制造）。 本体聚合示例：MMA、苯乙烯、氯乙烯、乙烯。 如散热不良，轻则造成局部过热，使分子量分布变宽，影响产品性能；重则温度失控，引起爆聚（implosion）。 定义：单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。 缺点： 单体浓度低，使聚合速率慢，设备生产能力及利用率低； 易向溶剂链转移，使分子量偏低； 溶剂分离回收费用高。 三. 溶液聚合(solution polymerization) 优点：体系粘度低，易混合与传热，较少凝胶效应，避免局部过热。 2. 溶剂对聚合物的溶解性能及凝胶效应的影响 选用良溶剂时，有可能消除凝胶效应(gel effect)，而选用沉淀剂时，则凝胶效应显著，劣溶剂的影响介于两者之间。 溶液聚合的关键：溶剂（solvent）的选择。 三. 溶液聚合(solution polymerization) 1. 溶剂的活性 溶剂对聚合的影响：溶剂是介质，不参加反应，但溶剂对引发剂有诱导分解作用，链自由基对溶剂有链转移反应。 定义：单体以小液滴状悬浮于水中进行的聚合。 一个小液滴相当于本体聚合的一个单元。 体系组分：单体