聚合反應(yīng)的方法有哪些？
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-21
在工業(yè)生產(chǎn)上，實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)，主要通過(guò)以下幾種方法：
（一）本體聚合
將單體和引發(fā)劑或催化劑同置于模型中加熱（有時(shí)還要加壓），單體即進(jìn)行聚合，并硬化為整塊物質(zhì)，這種聚合方法稱為本體聚合。例如以甲基丙烯酸甲酯制造透明的有機(jī)玻璃制品時(shí)，就用這種方法。該法可以直接制得成品，也可制成平板或蔣片。由于本體聚合中添加的各種“劑”較少，因此制品的純度較高，故熱穩(wěn)定性、電絕緣性較好。但是最大缺點(diǎn)是聚合反應(yīng)的熱量難于排放失散，溫度不能恒定，常發(fā)生局部過(guò)熱，制品中易發(fā)生氣泡、裂縫。
（二）懸浮聚合
懸浮聚合是單體（加入油溶性引發(fā)劑）借機(jī)械攪拌以微珠形式懸浮于介質(zhì)（通常是水）中而進(jìn)行的聚合反應(yīng)。由于微珠是分散在大量水中，故聚合熱容易通過(guò)反應(yīng)介質(zhì)水傳遞出去。為了防止微珠又互相粘合起來(lái)，常要加入懸浮劑或分散劑（如明膠、聚乙烯醇、淀粉等），同時(shí)控制一定的攪拌速度（攪拌速度大，則生成的小珠粒就?。纯傻玫轿覀円蟠笮〉闹榱?，如圖5－3所示。
這種方法廣泛用于微珠狀的離子交換樹脂的生產(chǎn)中。
常用的引發(fā)劑有偶氮二異丁腈、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯，這些引發(fā)劑當(dāng)溶解于單體后，也隨同單體被分散在微珠內(nèi)，好象在每一微珠內(nèi)都同時(shí)進(jìn)行著本體聚合。反應(yīng)后，產(chǎn)物用堿進(jìn)行洗滌，以除去殘存的引發(fā)劑、表面吸附的懸浮劑以及少量低聚物，從而提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。
（三）乳液聚合
乳液聚合常以水作分散介質(zhì)，在機(jī)械攪下用乳化劑使單體分散在水中形成乳濁液面進(jìn)行的聚合反應(yīng)。乳化劑是乳液聚合的重要組分，常用乳化劑有肥皂、油酸鈉（鉀），烷基磺酸鈉等。加入乳化劑后，反應(yīng)體系成乳濁液，最后得到的產(chǎn)物為聚合物膠乳，粒子細(xì)、均勻，呈糊狀?？梢灾苯佑脕?lái)浸徐織物（如聚氮乙烯泡沫人造革）；或者象鹵水點(diǎn)豆腐一樣，用電解質(zhì)（鹽類或酸類）將聚合物膠乳凝固再進(jìn)行分離，洗滌，干燥。
在聚合反應(yīng)中，為了控制粒度的大小、膠乳的分子量、pH值和保持膠乳的穩(wěn)定性，尚須加入穩(wěn)定劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、級(jí)沖劑和分子量調(diào)節(jié)劑等。
乳液聚合所用引發(fā)劑一般為水溶性的氧化－還原系引發(fā)劑（如亞鐵鹽Fe++－H2O2系），這種引發(fā)劑能在低溫下產(chǎn)生游離基（HO·），引發(fā)單體使聚合反應(yīng)在低溫下以高速率進(jìn)行，這也是乳液聚合的特點(diǎn)。如：
Fe++＋H2O2 → Fe+++＋OH-＋HO·
乳液聚合在膠乳形成的整個(gè)過(guò)程中，乳液的粘度始終是不太大的，很適宜于制造有膠粘性的聚合物，而且有多種添加劑以調(diào)節(jié)其反應(yīng)速度和分子量，故目前在合成橡膠中得到廣泛的應(yīng)用。但事物都是一分為二的，由于乳液體系中的組份多而雜，故得到產(chǎn)物的純度往往不高，在一定程度上會(huì)影響制品的熱穩(wěn)定性、介電性能和透明度。
（四）溶液聚合
溶液聚合是把單體和引發(fā)劑都溶解在惰性溶劑（只溶解而不與單體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）中進(jìn)行的聚合反應(yīng)。反應(yīng)生成的熱同樣可以通過(guò)溶劑而失散。假定所用的溶劑在溶解單體的同時(shí)也能溶解所生成的高聚物，則聚合后可得到聚合物溶液，于是可直接拿來(lái)紡絲做成纖維，或制成油漆等涂料。也可以將聚合物溶液傾入不溶解聚合物的沉淀劑中，使聚合物沉淀析出。經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后，即得最后的產(chǎn)物。
假定所用溶劑只能溶解單體而不能溶解聚合物，此時(shí)生成的聚合物就會(huì)呈沉淀狀析出，而低分子物或低聚物仍留于母液中，這樣得到的聚合物分子不但均勻而且分子量亦可以提高，溶劑、沉淀劑回收問(wèn)題也可得到改進(jìn)。
溶液聚合所用溶劑需要進(jìn)行精制，以除去對(duì)引發(fā)劑、催化劑的活性有害的雜質(zhì)。同時(shí)也要注意可能發(fā)生的對(duì)溶劑分子的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，從而終止原有鏈反應(yīng)：
當(dāng)然R·還可以引發(fā)一個(gè)新的鏈，但是，又得重新進(jìn)行增長(zhǎng)，這樣得到的產(chǎn)物分子量就會(huì)降低。
如此看來(lái)，各種聚合方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)各種產(chǎn)品的用途選擇適當(dāng)?shù)木酆戏椒āｋS著人們生產(chǎn)斗爭(zhēng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的不斷發(fā)展，新的聚合方法如氣相聚合、輻射聚合、立體定向聚合等的應(yīng)用也越來(lái)越廣。
在進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)，除了選用良好的配方和純度較高的單體外，還應(yīng)注意其他外界條件（如溫度、壓力、氧氣等）對(duì)反應(yīng)的影響。
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