乳液聚合、懸浮聚合、本體聚合、溶液聚合,哪種聚合方法的純度最高?
作者:化工綜合網發布時間:2022-02-15分類:催化劑及助劑瀏覽:328
乳液聚合 優點:散熱容易,可連續化 缺點:產品中留有部分乳化劑和其他助劑,純度不高
溶液聚合 優點:散熱容易,可連續化 缺點:不宜制成干燥粉狀或粒狀樹脂
懸浮聚合 優點:散熱容易,間歇生產,產物比較純凈 缺點:需要加分離、洗滌、干燥等程序,較為復雜
本體聚合 優點:聚合物純凈,宜生產透明淺色制品;設備相對簡單 缺點:不易散熱,聚合時易發生爆聚
本體聚合:
本體聚合(bulk polymerization;mass polymerization )是單體(或原料低分子物)
在不加溶劑以及其它分散劑的條件下,由引發劑或光、熱、輻射作用下其自身進行聚合引發的聚合反應。有時也可加少量著色劑、增塑劑、分子量調節劑等。液態、氣態、固態單體都可以進行本體聚合。:概念;單體(或原料低分子物)
在不加溶劑以及其它分散劑的條件下,由引發劑或光、熱作用下其自身進行聚合引發的聚
合反應。英文名稱bulk polymerization;mass polymerization ,是制造聚合物的主要方法之一。
特點:
產品純凈,電性能好,可直接進行澆鑄成型;生產設備利用率高,操作簡單,不需要復雜的分離、提純
操作。
優點:生產工藝簡單,流程短,使用生產設備少,投資較少;反應器有效反應容積大,生產
能力大,易于連續化,生產成本低.缺點:熱效應相對較大,自動加速效應造成產品有氣泡,變色,嚴
重時則溫度失控,引起爆聚,使產品達標難度加大.由于體系粘度隨聚合不斷增加,混合和傳熱困難;
在自由基聚合情況下,有時還會出現聚合速率自動加速現象,如果控制不當,將引起爆聚;產物分子量
分布寬,未反應的單體難以除盡,制品機械性能變差等。
應用
應用于制造透明性好的材料,以及介
電性好的電器;
由于混合和傳熱困難,工業上自由基本體聚合不及懸浮聚合、乳液聚合應用廣泛,離子
聚合由于多數催化劑易被水破壞,故常采用本體聚合和溶液聚合。
溶液聚合:
將單體和引發劑溶于適當溶劑中
,
在溶液狀態下進行的聚合反應
,
溶液聚合
(solution
polymerization)
是高分子合成過程中一種重要的合成方法。
定義
溶液聚合為單體、引發劑(催化劑)
溶于適當溶劑中進行聚合的過程。溶劑一般為有機溶劑
,
也可以是水
,
視單體、引發劑(或催化劑)和生成
聚合物的性質而定。如果形成的聚合物溶于溶劑,則聚合反應為均相反應,這是典型的溶液聚合;如果形
成的聚合物不溶于溶劑,則聚合反應為非均相反應,稱為沉淀聚合,或稱為淤漿聚合。
特點
聚合體系
的粘度比本體聚合低,混合和散熱比較容易,生產操作和溫度都易于控制,還可利用溶劑的蒸發以排除
聚合熱。若為自由基聚合,單體濃度低時可不出現自動加速效應,從而避免爆聚并使聚合反應器設計簡
化。缺點是對于自由基聚合往往收率較低,聚合度也比其他方法小,使用和回收大量昂貴、可燃、甚至
有毒的溶劑,不僅增加生產成本和設備投資、降低設備生產能力,還會造成環境污染。如要制得固體聚合物,
還要配置分離設備,增加洗滌、溶劑回收和精制等工序。所以在工業上只有采用其他聚合方法有困難或直接使用聚合物溶液時,才采用溶液聚合。
優點: 聚合熱易擴散,聚合反應溫度易控制;可以溶液方式直接成品;反應后物料易輸送;
低分子物易除去;能消除自動加速現象。水溶液聚合是用水作溶劑,對環境保護十分有利。
缺點:
單體被溶劑稀釋,聚合速率慢,產物分子量較低;消耗溶劑,溶劑的回收處理,設備利用率低導致成本增加;溶劑的使用導致環境污染問題
懸浮聚合:定義;通過強力攪拌并在分散劑的作用下,把單體分散成無數的小液珠懸浮于水,由油溶性引發劑引發而進行的聚合反應,懸浮聚合體系
懸浮聚合體系一般有單體、引發劑、水,分散劑四個基本
組分組成。懸浮聚合體系是熱力學不穩定體系,需借攪拌和分散劑維持穩定。在攪拌剪切作用下,溶有引發劑的單體分散成小液滴,懸浮于水中引發聚合。不溶于水的單體在強力攪拌作用下,被粉碎分散成小液滴,它是不穩定的,隨著反應的進行,分散的液滴又可能凝結成塊,為防止粘結,體系中必須加入分散劑。懸浮聚合產物的顆粒粒徑一般在
0.05~0.2mm。其形狀、大小隨攪拌強度和分散劑的性質而定。
本段特點
優點:
(1)
聚合熱易擴散,聚合反應溫度易控制,聚合產物分子量分布窄;
(2)聚合產物為固體珠狀顆粒,易分離干燥
缺點
(1)存在自動加速作用;
(2)必須使用分散劑,且在聚合完成后,很難從聚合產物中除去,會影響聚合產物的性能(如外觀,老化性能等);
(3)
聚合產物顆粒會包藏少量單體,不易徹底清除,影響聚合物性能
. 乳液聚合:
乳液聚合
(emulsion
polymerization)
是高分子合成過程中常用的一種合成方法,因為它以水作
溶劑,對環境十分有利。在乳化劑的作用下并借助于機械攪拌,使單體在水中分散成乳狀液,
由引發劑引發而進行的聚合反應。
特點
優點
(1)
聚合反應速度快,分子量高;
2
聚合熱易擴散,聚合反應溫度易控制;
(3)
聚合體系即使在反應后期粘度也很低,因而也適于制備高粘性的聚合物;
(4)
用水作介質,生產安全及減少環境污染;
(5)
可直接以乳液形式使用可同時實現高聚合速率和高
分子量。在自由基本體聚合過程中,提高聚合速率的因素往往會導致產物分子量下降。此外,乳液體系的
粘度低,易于傳熱和混合,生產容易控制,所得膠乳可直接使用,殘余單體容易除去。缺點是聚合物含有
乳化劑等雜質影響制品性能;為得到固體聚合物,還要經過凝聚、分離、洗滌等工序;反應器的生產能力也比本體聚合時低。
缺點:
如果干燥需破乳,工藝較難控制
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