[工学]高化9实施方法.ppt

* 高分子材料化学基础　　七、　聚合反应实施方法　　　 七、聚合反应实施方法　　　 １、本体聚合 ２、溶液聚合 ３、悬浮聚合 ４、乳液聚合 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 七、聚合反应实施方法　　　 自由基聚合实施方法 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 逐步聚合方法 熔融（本体）缩聚 溶液缩聚 界面缩聚 固相缩聚 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 聚合体系和实施方法示例 单体—介质体系 聚合方法 聚合物—单体—溶剂体系 均相聚合 沉淀聚合 均相体系 本体聚合（气相、液相、固相） 乙烯高压聚合、苯乙烯、丙烯酸酯 氯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺 溶液聚合 苯乙烯—苯、丙烯酸—水、丙烯腈—二甲基甲酰胺 氯乙烯—甲醇、丙烯酸—己烷、丙烯腈—水 非均相体系 悬浮聚合 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯 氯乙烯 乳液聚合 苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯 氯乙烯 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 聚合实施方法比较 实施方法 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 配方主要成分 单体、引发剂 单体引发剂、溶剂 单体、引发剂、分散剂、水 单体、引发剂、乳化剂、水 聚合场所 单体内 溶剂内 单体内 胶束内 聚合机理 自由基聚合一般机理，聚合速度上升聚合度下降 容易向溶剂转移，聚合速率和聚合度都较低 类似本体聚合 能同时提高聚合速率和聚合度 生产特征 设备简单，易制备板材和型材，一般间歇法生产，热不容易导出 传热容易，可连续生产。产物为溶液状。 传热容易。间歇法生产，后续工艺复杂 传热容易。可连续生产。产物为乳液状，制备成固体后续工艺复杂 产物特性 聚合物纯净。分子量分布较宽 分子量较小，分布较宽。聚合物溶液可直接使用 较纯净，留有少量分散剂 留有乳化剂和其他助剂，纯净度较差 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 １、本体聚合 1）、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 色料 增塑剂 润滑剂 助剂 2）、聚合场所：本体内 自由基本体聚合 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。 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 3）、本体聚合的优缺点 优点 产品纯净，不存在介质分离问题； 可直接制得透明的板材、型材 ；聚合设备简单，可连续或间歇生产 缺点 体系很粘稠，聚合热不易扩散，温度难控制。轻则造成局部过热，产品有气泡，分子量分布宽，重则温度失调，引起爆聚 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: 在模板中聚合，逐步升温，使聚合完全 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 4）、应用实例 可广泛用于各种链锁聚合、逐步聚合等。 本体聚合工业实例 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 ２、溶液聚合 溶液聚合 是将单体和引发剂溶于适当溶剂这进行的聚合反应 1）、基本组分： 单体 引发剂：与单体聚合物相溶 溶剂：与引发剂、单体、聚合物相溶 2）、聚合场所：在溶液内 优点 缺点 散热控温容易，可避免局部过热 体系粘度较低，能消除凝胶效应 溶剂回收麻烦，设备利用率低 聚合速率慢 分子量不高 3）、溶液聚合的优缺点 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 4）、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。 5）、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 措施：选择适当的溶剂 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 6）、应用实例 多用于自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合等。 溶液聚合工业生产实例 高分子材料化学基础　　　七　　聚合反应实施方法　　　 ３、悬浮聚合 悬浮聚合是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚