材料工程基础_第三章 高分子材料的聚合.pptVIP

B. 聚合度 1、新型乳液聚合 六、聚合方法新进展 A. 核壳乳液聚合 A B B.无皂乳液聚合 C. 细乳液聚合 2、超临界CO2聚合 * 反应介质无毒（环境友好） * 反应产物容易分离 * 单体扩散性能良好 §3.4 高分子发展前景 高分子合成方法绿色化、选择性增强、分子量控制能力增强 发展高分子加工技术 增加高分子特别是功能高分子的种类 加强天然无毒害高分子的应用开发 发展高分子的循环回收利用、降解无污染技术 3. 分散剂（悬浮剂） 4. 主要特点 （1）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量 分布窄； （2）聚合产物为固体珠状颗粒，易分离、干燥。 优点： 聚合场所:单体液滴内 缺点： （1）存在自动加速作用； （2）必须使用分散剂，且在聚合完成后，很难从聚合产物中除去，会影响聚合产物的性能（如外观、老化性能等） （3）聚合产物颗粒会包藏少量单体，不易彻底清除，影响聚合物性能。 悬浮聚合的两个重要因素 颗粒形态：指聚合物粒子的外观形状和内部结构状况形状：外观形状：呈粉粒状（粒径:～0.01 mm） 或珠状（粒径:～1 mm） 内部结构：呈紧密型或疏松型 紧密型：聚合浆液粘度较低，但增塑剂吸收困难 疏松型：聚合浆液粘度较高，但增塑剂吸收容易 水与单体比例（水油比）??聚合温度?? 引发剂种类和用量??单体种类 它们是控制粒子形态的主要因素 影响粒子形态的其它因素： 3. 应用实例 表4 悬浮聚合工业生产实例 五、乳液聚合 1. 体系组成 乳液聚合：单体在乳化剂和搅拌作用下，在水中分散成乳液 状进行的聚合反应。 （1）单体 油溶性单体，基本不溶或微溶于水 表5 几种单体在水中的溶解度 （2）引发剂 与单体、聚合物不相溶的引发剂，为单体重量的0.1-1% A. 水溶性热分解型引发剂 过硫酸盐 B. 水溶性氧化-还原引发剂 过硫酸盐-亚硫酸氢盐 C. 油溶性氧化剂-水溶性还原剂引发剂 异丙苯过氧化氢-亚硫酸氢钠 （3）乳化剂 A. 表面活性物质及表面活性剂 当一种物质加入到某液体中，能使其表面张力降低，称此物质为表面活性物质。从化学结构看，其分子由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成。可分为两类：一类是随其浓度加大，溶液表面张力不断下降，如乙醇、醋酸等（曲线a）；另一类是在低浓度时，表面张力随浓度加大而下降，但加到一定浓度后，表面张力没有明显变化，如肥皂、洗涤剂等，后一类又称为表面活性剂（曲线b）。 图1 表面活性物质浓度与表面张力关系 B. 乳化剂 乳化剂是一种表面活性剂，为一种可形成胶束的物质。通常由亲水的极性基团和亲油的非极性基团组成。 例 硬酯酸钠 （4）分散介质 与单体不相溶。 在正常体系中，对油溶性单体而言，采用无离子水。 (5) 助剂 相对分子质量调节剂、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、紫外线吸收剂等。 2. 乳化剂 （1）乳化剂的种类 阴离子型乳化剂 阳离子型乳化剂 a. 羧酸盐类 b. 硫磺酸盐类 c. 脂肪磺酸盐类 a. 季胺盐类 b. 其它胺的盐类 两性型乳化剂 离子型 分为离子型和非离子型两大类 最常用 在水溶液中离解，对乳液稳定作用强，对介质pH值敏感 非离子型乳化剂 在水溶液中不发生离解，与介质pH值无关，较稳定。对乳液稳定性弱，很少单独使用，多与阴离子型乳化剂配合使用。主要有酯类、醚类、胺类、酰胺类等。 脱水山梨醇脂肪酸酯（Span系列） 聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯（Tween系列） 烷基酚基聚醚醇类（OP系列） 另外：聚乙烯醇等 （2）乳化剂在乳液聚合中的作用 A. 降低表面张力 当乳化剂加入水中后，亲水基团受水的亲和力而朝向水，而亲油基团则受到水的排斥力而指向空气。将部分水-空气界面变成亲油基团-空气界面，由于油的表面张力小于水的表面张力，故乳化剂水溶液的表面张力小于纯水的表面张力。 纯水0.073N/m 水-十二烷基硫酸盐0.03N/m （浓度：0.016 mol/L） B. 形成胶束 (a). 胶束 当乳化剂浓度低时，乳化剂呈分子分散状态真正溶解在水中，当乳化剂达到一定浓度后，大约第每50－200个乳化剂分子形成一个球状、层状或棒状的聚集体，它们的亲油基团彼此靠在一起，而亲水基团向外伸向水相，这样的聚集体称为胶束。 (b). 临界胶束浓度（CMC Critical Micelle Concentration） 能够形成胶束的最低乳化剂浓度称临界胶束浓度，简称CMC，是乳化剂性质的一个特征参数。 (c). 亲水亲油平衡值（HLB Hydrophilelipophile Balance） 用来衡量表面活性剂分子中的亲水基团和亲油基团对整个分子所做贡献大小的物理量。为一经验值