文档介绍：第四章聚合方法
( Polymerization Process )
聚合方法和体系分类
(一)按单体在介质中的分散状态分类
本体聚合(Bulk Polymerization)
溶液聚合(Solution Polymerization)
悬浮聚合(Suspension Polymerization)
乳液聚合(Emulsion Polymerization)
本体聚合—不加任何其它介质(如溶剂或稀释剂或分散介质),仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。
溶液聚合—单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。大多数情况下,生成的聚合物也溶于同一溶剂,整个聚合过程呈均相溶液。
悬浮聚合—借助机械搅拌和悬浮剂的作用,使油溶性单体以小液滴(~2mm)悬浮在水介质中,形成稳定的悬浮体进行的聚合。
乳液聚合—借助机械搅拌和乳化剂的作用,使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液(~)而聚合的反应。它在形式上和悬浮聚合同属非均相聚合体系,但是由于乳液聚合有胶束存在,使其聚合机理和聚合反应特征均和悬浮聚合显著不同。
(二)按单体和聚合物的溶解状态分类(聚合物-单体或溶剂的相溶性)
均相体系(homogeneous polymerization) 在聚合反应过程中,单体,引发剂和形成的聚合物均能完全溶解在反应介质中,或引发剂和形成的聚合物均溶于单体的本体聚合或熔融缩聚反应,整个聚合体系始终为均相的反应,如大多数本体聚合和溶液聚合。
非均相体系(heterogeneous polymerization)
单体或聚合物不溶于介质,反应体系存在两相或多相,如悬浮聚合和乳液聚合一般为非均相聚合。
(三)按单体的物理状态分类
气相聚合
液相聚合
固相聚合
气相聚合—只有极少量稀释剂(或溶剂)作催化剂的分散介质,并在单体沸点以上的温度下进行的聚合。如丙烯的高压气相聚合,这种聚合实际上是气相单体在固体催化剂上的本体聚合。
固相聚合—固体(或晶相)单体在其熔点以下发生的聚合反应,或是在单体熔点以上但在形成的聚合物的熔融温度以下进行的聚合反应。前者是“真正”的固相聚合,实质上它也是不添加其它介质的本体聚合。
(四)从聚合过程的控制分类
间歇法(batch polymerization)
单体物料一次加入反应器,反应结束后一次出料。
半连续法(semi-continuous polymerization)
单体分批或连续加入反应器,其他组分一次加入。
少量引发剂可能分多次加入,不必称做半连续聚合。
连续法(continuous polymerization)
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。
(五)其它聚合反应
熔融缩聚—聚合温度不仅高于参与聚合的单体的熔点,而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出10-20℃。整个聚合体系始终处于熔融状态的聚合反应;由于这类反应常是固体单体的官能团的缩聚,故常称熔融缩聚。这种聚合除有时加入少量催化剂外,一般均不加任何溶剂,所以实质上它也是本体聚合。
界面缩聚—两种单体分别溶于互不相溶的介质中,随后把两种单体溶液倒在一起,在两相界面上发生的快速缩聚反应。其特点是:使用活泼单体,反应速度极快。两单体的配比和纯度要求不甚严格;大多是不可疑反应(区别于平衡缩聚)。缩聚反应可以在静止的界面上,也可在搅拌下进行。它属于非均相聚合体系,但聚合场所既不是在悬浮小液滴(悬浮聚合),也不是在胶束中(乳液聚合),而是在互不相溶的两相界面上发生。
沉淀聚合—生成的聚合物不溶于单体和溶剂,在聚合过程中形成的聚合物不断沉淀析出的聚合反应。通常非均相聚合即为沉淀聚合,但两者并不完全等同。
淤浆聚合—催化剂(引发剂)和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂(稀释剂)的聚合反应。由于催化剂在稀释剂中呈分散体,形成的聚合物也呈细分散体析出,整个聚合体系呈淤浆状,故专称淤浆聚合。由于聚合时使用了溶剂(稀释剂),一般也常列入溶液聚合的范畴。