四大聚合方法及特点(精)

高聚物合成四大聚合方法及特点聚合物生产实施的方法，称为聚合方法。溶解性沉淀聚合非均相聚合均相聚合聚合物—单体互溶单体形态气相聚合固相聚合在单体沸点以上聚合在单体熔点以下聚合聚合物—单体部分溶聚合物—单体不溶物料起始状态乳液聚合本体聚合悬浮聚合溶液聚合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。工程间歇聚合连续聚合间歇聚合（batchpolymerization）单体物料一次加入反应器，反应结束后一次出料。连续聚合（continuouspolymerization）单体等物料不断进料、连续出料的聚合。可以是单釜或多釜串联。如何选择聚合方法：根据产品性能的要求与经济效益，选用一种或几种方法进行。自由基聚合，可用本体、溶液、悬浮、乳液法。离子聚合多选用溶液聚合，但溶剂的选择很重要。缩聚可选用溶液聚合、熔融聚合、界面缩聚。在此简单介绍自由基聚合各方法要点和关键。特征：高粘，且不断增加(100~106cp)；凝胶效应。关键：散热。体系粘度大，传热难，易造成局部过热，MWD变宽，影响性能，易爆聚.解决方法：分段聚合。预聚合低C%,Rp快第二阶段低温，Rp慢本体聚合(bulkpolymerization)组成:单体,少量引发剂（甚至不加）的聚合。优点:产物纯净；尤其适合于制板材、型材等透明制品。溶液聚合(solutionpolymerization)组成:单体,引发剂,溶剂优点:体系粘度低，较少凝胶效应，易混合与传热。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。1.溶剂的活性溶剂是介质，对引发剂有诱导分解作用（极性溶剂），有链转移反应。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(geleffect)，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。实施例：丙烯睛，醋酸乙烯酯的溶液聚合。适于聚合物直接使用场合。关键：溶剂的选择悬浮聚合(suspensionpolymerization)定义:单体以小液滴状悬浮于水中进行的聚合。组成:单体、引发剂、水、分散剂优点:体系粘度低，产品分子量及其分布稳定；分子量高，杂质少；后处理工序简单。缺点：产品中含有少量分散剂残留物，影响性能。一个小液滴相当于本体聚合的一个单元。关键：分散和搅拌作用。通过搅拌，在剪切力的作用下，单体液层分散成液滴。单体和水界面间存在着一定的界面张力。界面张力越大，形成的液滴也越大。剪切力和界面张力对成滴作用影响相反，在一定搅拌强度和界面张力下，大小不等的液滴通过一系列分散和合一过程，构成动平衡。最后达到一定的平均细度。悬浮单体液滴分散过程示意图1成粒过程：分散剂类型水溶性有机高分子无机粉末吸附在液滴表面包围液滴，隔离作用起分散作用，使液滴稳定的物质。2.分散剂(dispersant影响树脂颗粒大小和形态的因素：机械强度（一般强度愈大，颗粒愈细）；分散剂种类和浓度；水与单体比例（水油比）；聚合温度；引发剂种类和用量；单体种类等。悬浮聚合一般采用间歇方法聚合。如氯乙烯、苯乙烯。乳液聚合(emulsionpolymerization)单体(monomer)稳定的乳状液而进行的聚合定义：乳化剂,搅拌分散介质组分：ter)rsant)(水wa分散介质(dispefier)乳化剂(eumlsisoluble)tertor)(水溶性wa引发剂(initiasoluble))(油溶性oil单体(monomer经典的乳液聚合特点：同时提高Rp,Mn。优点：以水为分散介质，价廉安全；聚合体系粘度低，易传热，反应温度易控制；尤其适宜于直接使用胶乳的场合。缺点：产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等；要得到固体产品时，乳液需经过凝聚（agglomerating）、洗涤、脱水、干燥等工序，成本较高。主要品种乳化剂种类聚合条件温度℃反应时间hr转化率％丙烯酸酯类ABS聚醋酸乙烯聚氯乙烯聚偏二氯乙烯SAN丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶非离子型非离子型阴离子型阴离子型阴离子型阴离子型阴离子型阴离子型25～9055～75常压80～9045～603070～1005或505或50～40＞2．51～64～57～81～3连续连续连续＞95996095～98＞97～6060～90乳液聚合法生产的聚合物主要品种聚合方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方单体引发剂单体引发剂溶剂单体引发剂水，分散剂单体水溶性引发剂水，乳化剂聚合场所本体内溶液内单体液滴内胶束和乳胶粒内聚合机理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。能同时提高速率和分子量生产特征散热难,自加速显著。可制板材散热易，反应平稳，产物宜直接使用。散热易，产物须后处理，增加工序。散热易,产物呈固态时要后处理,也可直接使用。产品特性纯度高，分子量分布宽。纯度、分子量较低。比较纯，但有分散剂。含有少量乳化剂。操作方式间歇、连续间歇，连续间歇间歇，连续生产实例有机玻璃聚苯乙烯聚乙烯丙烯酸酯丙烯腈醋酸乙烯酯聚氯乙烯苯乙烯丁苯橡胶丙烯酸酯类表1四种自由基聚合方法的特点