四种聚合方法的特点:
乳液聚合的特点是单体借助乳化剂和机械搅拌,使单体分散在水中形成乳液,再加入引发剂引发单体聚合。
溶液聚合的特点是将单体溶于适当溶剂中加入引发剂(或催化剂)在溶液状态下进行。
悬浮聚合的特点是溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合。
本体聚合的特点是单体在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
四种聚合方法的优缺点:
一、乳液聚合
优点:聚合速度快,产品分子量高;用水作分散机介质,有利于传热控温;反应达高转化率后乳聚体系的粘度仍很低,分散体系稳定,较易控制和实现连续操作;胶乳可以直接用作最终产品。
缺点:聚合物分离析出过程繁杂,需加入破乳剂或凝聚剂;反应器壁及管道容易挂胶和堵塞;助剂品种多,用量大,因而产品中残留杂质多,如洗涤脱除不净会影响产品的物性。
二、溶液聚合
优点:聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;可以溶液方式直接成品;反应后物料易输送;低分子物易除去;能消除自动加速现象。水溶液聚合是用水作溶剂,对环境保护十分有利。
缺点:单体被溶剂稀释,聚合速率慢,产物分子量较低;消耗溶剂,溶剂的回收处理,设备利用率低,导致成本增加;溶剂的使用导致环境污染问题。
三、悬浮聚合
优点:体系粘度低,聚合热容易导出,散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易;产品相对分子质量及分布比较稳定,聚合速率及相对分子质量比溶液聚合要高一些,杂质含量比乳液聚合低;后处理比溶液聚合和乳液聚合简单,生产成本较低,三废较少;粒料树脂可直接用于加工。
缺点:存在自动加速作用;必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能(如外观,老化性能等);聚合产物颗粒会包藏少量单体,不易彻底清除,影响聚合物性能。
四、本体聚合
优点:产品纯净,可直接进行浇铸成型;生产设备利用率高,操作简单,不需要复杂的分离、提纯操作。投资较少,反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本低.
缺点:热效应相对较大,自动加速效应造成产品有气泡,变色,严重时则温度失控,引起爆聚,使产品达标难度加大。由于体系粘度随聚合不断增加,混合和传热困难,有时还会出现聚合速率自动加速现象,如果控制不当,将引起爆聚;产物分子量分布宽,未反应的单体难以除尽,制品机械性能变差等。
扩展资料:
乳液聚合最早由德国开发。第二次世界大战期间,美国用此技术生产丁苯橡胶,以后又相继生产了丁腈橡胶和氯丁橡胶、聚丙烯酸酯乳漆、聚醋酸乙烯酯胶乳(俗称白胶)和聚氯乙烯等。
与悬浮聚合不同,乳液体系比较稳定,工业上有间歇式、半间歇式和连续式生产,用管道输送或贮存时不搅拌也不会分层。生产中还可用“种子聚合”(即含活性链的胶乳)、补加单体或调节剂的方法控制聚合速度、分子量和胶粒的粒径。也可直接生产高浓度的胶乳。
悬浮聚合目前大都为自由基聚合,但在工业上应用很广。如聚氯乙烯的生产75%采用悬浮聚合过程,聚合釜也渐趋大型化;聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产;其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。
聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行,间歇操作。大型釜除依靠夹套传热外,还配有内冷管或(和)釜顶冷凝器,并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高,搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。
参考资料来源:百度百科-乳液聚合
百度百科-溶液聚合
百度百科-悬浮聚合
百度百科-本体聚合
1、乳液聚合:获得固体聚合物时须经破乳、洗涤、脱水、干燥等工序,纯化困难,生产成本较悬浮聚合高。优点是聚合反应速度快,分子量高等。缺点是如果干燥需破乳,工艺较难控制。
2、溶液聚合:单体溶解在适当溶剂中以及自由基的共同引发作用下的聚合方法。缺点是稀释聚合速率慢消耗溶剂环境污染。优点是聚合体系的粘度比本体聚合低,混合和散热比较容。
3、悬浮聚合:用水作为连续相,聚合反应热易除去。优点是操作安全,反应体系粘度较低。缺点是不宜制成干燥粉状或粒状树脂悬浮聚合。
4、 本体聚合特点:产品纯净,后处理简单。优点是生产能力大,易于连续化。缺点是反应热不易排除。
扩展资料:
注意事项:
1、分散剂的选择要恰当:直接关系到单体分散悬浮的程度是否合适。对不同单体,不同反应应有针对性的选择悬浮剂。
2、搅拌速度:单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成小液滴,液滴大小主要和搅拌速率有关。
3、还应注意水相阻聚剂,常用的有亚甲基蓝、硫代硫酸钠等,加入些磷酸钙粉末可使悬浮体系更稳定。
参考资料来源:百度百科-乳液聚合
参考资料来源:百度百科-溶液聚合
参考资料来源:百度百科-悬浮聚合
参考资料来源:百度百科-本体聚合
乳液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:产品中留有部分乳化剂和其他助剂,纯度不高
溶液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:不宜制成干燥粉状或粒状树脂
悬浮聚合 优点:散热容易,间歇生产,产物比较纯净 缺点:需要加分离、洗涤、干燥等程序,较为复杂
本体聚合 优点:聚合物纯净,宜生产透明浅色制品;设备相对简单 缺点:不易散热,聚合时易发生爆聚
参考见: 潘祖仁,《高分子化学》(第四版),化学工业出版社
乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合、溶液聚合,哪种聚合方法的纯度最高?~
乳液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:产品中留有部分乳化剂和其他助剂,纯度不高
溶液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:不宜制成干燥粉状或粒状树脂
悬浮聚合 优点:散热容易,间歇生产,产物比较纯净 缺点:需要加分离、洗涤、干燥等程序,较为复杂
本体聚合 优点:聚合物纯净,宜生产透明浅色制品;设备相对简单 缺点:不易散热,聚合时易发生爆聚
本体聚合:
本体聚合(bulk polymerization;mass polymerization )是单体(或原料低分子物)
在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。:概念;单体(或原料低分子物)
在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚
合反应。英文名称bulk polymerization;mass polymerization ,是制造聚合物的主要方法之一。
特点:
产品纯净,电性能好,可直接进行浇铸成型;生产设备利用率高,操作简单,不需要复杂的分离、提纯
操作。
优点:生产工艺简单,流程短,使用生产设备少,投资较少;反应器有效反应容积大,生产
能力大,易于连续化,生产成本低.缺点:热效应相对较大,自动加速效应造成产品有气泡,变色,严
重时则温度失控,引起爆聚,使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加,混合和传热困难;
在自由基聚合情况下,有时还会出现聚合速率自动加速现象,如果控制不当,将引起爆聚;产物分子量
分布宽,未反应的单体难以除尽,制品机械性能变差等。
应用
应用于制造透明性好的材料,以及介
电性好的电器;
由于混合和传热困难,工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛,离子
聚合由于多数催化剂易被水破坏,故常采用本体聚合和溶液聚合。
溶液聚合:
将单体和引发剂溶于适当溶剂中
,
在溶液状态下进行的聚合反应
,
溶液聚合
(solution
polymerization)
是高分子合成过程中一种重要的合成方法。
定义
溶液聚合为单体、引发剂(催化剂)
溶于适当溶剂中进行聚合的过程。溶剂一般为有机溶剂
,
也可以是水
,
视单体、引发剂(或催化剂)和生成
聚合物的性质而定。如果形成的聚合物溶于溶剂,则聚合反应为均相反应,这是典型的溶液聚合;如果形
成的聚合物不溶于溶剂,则聚合反应为非均相反应,称为沉淀聚合,或称为淤浆聚合。
特点
聚合体系
的粘度比本体聚合低,混合和散热比较容易,生产操作和温度都易于控制,还可利用溶剂的蒸发以排除
聚合热。若为自由基聚合,单体浓度低时可不出现自动加速效应,从而避免爆聚并使聚合反应器设计简
化。缺点是对于自由基聚合往往收率较低,聚合度也比其他方法小,使用和回收大量昂贵、可燃、甚至
有毒的溶剂,不仅增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力,还会造成环境污染。如要制得固体聚合物,
还要配置分离设备,增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。所以在工业上只有采用其他聚合方法有困难或直接使用聚合物溶液时,才采用溶液聚合。
优点: 聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;可以溶液方式直接成品;反应后物料易输送;
低分子物易除去;能消除自动加速现象。水溶液聚合是用水作溶剂,对环境保护十分有利。
缺点:
单体被溶剂稀释,聚合速率慢,产物分子量较低;消耗溶剂,溶剂的回收处理,设备利用率低导致成本增加;溶剂的使用导致环境污染问题
悬浮聚合:定义;通过强力搅拌并在分散剂的作用下,把单体分散成无数的小液珠悬浮于水,由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应,悬浮聚合体系
悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水,分散剂四个基本
组分组成。悬浮聚合体系是热力学不稳定体系,需借搅拌和分散剂维持稳定。在搅拌剪切作用下,溶有引发剂的单体分散成小液滴,悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下,被粉碎分散成小液滴,它是不稳定的,随着反应的进行,分散的液滴又可能凝结成块,为防止粘结,体系中必须加入分散剂。悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在
0.05~0.2mm。其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
本段特点
优点:
(1)
聚合热易扩散,聚合反应温度易控制,聚合产物分子量分布窄;
(2)聚合产物为固体珠状颗粒,易分离干燥
缺点
(1)存在自动加速作用;
(2)必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能(如外观,老化性能等);
(3)
聚合产物颗粒会包藏少量单体,不易彻底清除,影响聚合物性能
. 乳液聚合:
乳液聚合
(emulsion
polymerization)
是高分子合成过程中常用的一种合成方法,因为它以水作
溶剂,对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,
由引发剂引发而进行的聚合反应。
特点
优点
(1)
聚合反应速度快,分子量高;
2
聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;
(3)
聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物;
(4)
用水作介质,生产安全及减少环境污染;
(5)
可直接以乳液形式使用可同时实现高聚合速率和高
分子量。在自由基本体聚合过程中,提高聚合速率的因素往往会导致产物分子量下降。此外,乳液体系的
粘度低,易于传热和混合,生产容易控制,所得胶乳可直接使用,残余单体容易除去。缺点是聚合物含有
乳化剂等杂质影响制品性能;为得到固体聚合物,还要经过凝聚、分离、洗涤等工序;反应器的生产能力也比本体聚合时低。
缺点:
如果干燥需破乳,工艺较难控制
溶液聚合指的是反应体系呈分子分散系(即溶液态),单体溶解在溶剂中。
乳液聚合,指的是反应体系呈乳液状态(分为O/W型和W/O型),单体通常处在分散液滴中。
本体聚合,指的是不加溶剂,直接在单体相中聚合。
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