高分子化学-第五章 聚合方法课件.ppt

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1、第五章聚合方法1本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合2连锁聚合的实施方法主要有：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合原则上能进行自由基聚合的单体可用上述四种方法中的任一种进行合成。同一单体用不同的聚合方法制备的聚合物，在性能上往往会有某些差别。3第一节本体聚合定义：不加其它介质，只有单体本身在引发剂或光热作用下进行的聚合，有时还可能加入少量颜料、增塑剂、润滑剂等助剂。·····单体引发剂4优点：产物纯净，设备简单，可制成管状、棒状、板状等形状不太复杂的透明产品。缺点：反应热不易排除一、本体聚合的优缺点5二、改进措施：(1)两段聚合法

2、(2)使反应停留在低转化率阶段6第二节溶液聚合一、定义：将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应·····溶剂、单体引发剂7优点：使用溶剂，体系粘度低，混合、传热容易，温度易控制，可避免局部过热，低分子物易除去，能消除自动加速现象。缺点：（1）单体的浓度低，导致聚合速率慢，设备的利用率低，产物的分子量不高。（2）当需获得固体产物时，溶剂分离、回收费用高，除尽聚合物中残留溶剂困难。二、溶液聚合的优缺点8此法多用于聚合物溶液直接使用的场合：(1)胶粘剂的制备(2)纺丝液的制备9选择不同溶剂或溶剂用量的改变将直接影响聚合速率、聚合物

3、结构、分子量大小及其分布等。溶剂选择需注意：(1)溶剂的活性(2)溶剂对聚合物的溶解性能三、溶液聚合溶剂的选择10一、定义：溶解有引发剂的单体以小液滴状态悬浮在水中进行的聚合。水单体分散剂········引发剂第三节悬浮聚合11二、基本组分水、单体、油溶性引发剂、分散剂三、分散剂及其作用单体液滴在聚合过程中逐渐转化为聚合物—单体粒子，聚合物—单体粒子有粘性，为了防止粒子相互粘结，体系中常加入分散剂。121.水溶性有机高分子：例如聚乙烯醇、聚丙烯酸等。它们吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起保护胶体的作用。同时，介质的粘度增加，阻碍两

4、液滴的粘合。此外，聚乙烯醇等使表面张力降低，使液滴变小。2.不溶于水的无机粉末：例如MgCO3、CaCO3、BaCO3、CaSO4等。它们呈粉末状吸附在液滴表面，起着机械隔离的作用。分散剂13四、搅拌与分散剂作用机理搅拌界面张力分散粘合粘合···14制得的粒子直径约为0.001~2mm1.搅拌强度：搅拌强度越大,产物颗粒越小2.分散剂：用量越多，产物颗粒越小3.水与单体的比例：一般1:1~1:34.反应温度：控制温差在±0.2~±0.5℃内5.引发剂：用量多，颗粒变细五、成粒的影响因素15优点:1.体系粘度低，聚合热易排除，温度易

5、控制，产品分子量及分布比较稳定。2.产品分子量比溶液法高，杂质含量比乳液法少。3.后处理工序比溶液聚合、乳液聚合简单，生产成本低，粒状树脂可直接用来加工。缺点：产品中附有少量分散剂残留物，要生产透明和绝缘性能高的产品，必须将分散剂除尽。六、优缺点16单体液滴1000nm••••••••••••••••胶束4～5nm引发剂乳化剂单体第四节乳液聚合17一、乳液聚合：在乳化剂的作用及机械搅拌下，单体在水中分散成乳液状态进行的聚合。二、主要组分：1.单体：一般不溶于水或微溶于水2.分散介质：水。水:单体=70:30~60:403.引发剂：

6、水溶性。用量：单体重0.1~0.3%4.乳化剂：以阴离子型表面活性剂为主，非阴离子型表面活性剂为辅，浓度2%~3%。181.单体：大部分形成液滴、一部分增容在胶束中，极少量溶于水中。2.乳化剂：大部分形成胶束、一部分吸附在单体液滴表面，少量溶于水中。3.引发剂：溶于水介质中三、聚合发生前各组份在体系中存在状态19四、聚合场所对于单体、乳化剂不溶于水聚合物溶于单体的理想情况：胶束20五、乳液聚合的过程描述乳液聚合的速率方程：V=kp[M]nN/NA其中：kp为链增长速率常数[M]为乳胶粒中单体浓度N为体系中乳胶粒的数目NA为阿弗加德

7、罗常数n胶粒中平均自由基数目21根据聚合过程中聚合速率的变化，乳液聚合可分为以下三个阶段：1.加速期2.恒速期3.降速期22单体液滴1000nm••••••••••••••••胶束4～5nm引发剂乳化剂单体231.加速期——乳胶粒生成期水相中产生的自由基扩散进入胶束，引发胶束内单体聚合，不断形成乳胶粒。随着聚合的进行，乳胶粒内单体不断消耗，液滴内单体溶入水相，再扩散入胶束，以保持乳胶粒内单体浓度恒定（单体液滴起着供应单体的仓库的作用）24反应中液滴体积不断减小，乳胶粒数目、体积不断增大。为保持稳定，乳胶粒不断从溶液中吸附更多的乳化

8、剂分子。当水相中乳化剂浓度小于CMC时，未成核胶束呈不稳定状态，将重新溶解并分散到水中，导致未成核胶束数目减少，直至最后消失。25未成核胶束消失后，将不再有新的乳胶粒形成：反应开始时，胶束数目：1017~1018个/cm3反应结束时，乳胶粒数目：1