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                     本體聚合溶液聚合懸浮聚合乳液聚合的特性及應用

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(fā)劑或光、熱、輻射作用下其自身進行聚合引發(fā)的聚合反應。有時也可加少量著色劑、增塑劑、分子量調節(jié)劑等。液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)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(fā)劑或光、熱作用下其自身進行聚合引發(fā)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(yōu)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(xù)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(yè)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(fā)劑溶于適當溶劑中,在溶液狀態(tài)下進行的聚合反應,溶液聚合(solutionpolymerization)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(fā)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(fā)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(fā)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(huán)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(yè)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(yōu)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(huán)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(huán)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中由油溶性引發(fā)劑引發(fā)而進行的聚合反應.懸浮聚合體系一般有單體、引發(fā)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(wěn)定體系，需借攪拌和分散劑維持穩(wěn)定。在攪拌剪切作用下，溶有引發(fā)劑的單體分散成小液滴，懸浮于水中引發(fā)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(wěn)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(yōu)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(emulsionpolymerization)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(huán)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(fā)劑引發(fā)而進行的聚合反應。特點優(yōu)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(huán)境污染;

(4)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

自由基，陰離子，陽離子的特征及機理？

乳液聚合產品的應用 

        橡膠    丁苯 丁腈 氯丁 etc

        塑料     PTFE  ABS  PVC糊 etc

    涂料  粘合劑   織物整理劑   紙張?zhí)幚韯?nbsp;   水泥添加劑 

◆ 乳液聚合技術的發(fā)展

    共聚 

    輻射乳液聚合

    定向乳液聚合

    釜式連續(xù)乳液聚合工藝 

目前聚全氟乙丙烯乳液的凝聚方法普遍存在以下兩方面問 題：

1)處理方式是間歇式，設備利用率低，不利于后續(xù)洗滌、干燥、造粒工藝的 連續(xù)化進行；

2)凝聚前需用去離子水對乳液進行稀釋，生產成本增加，工藝復雜。

因此，仍需要開發(fā)一種聚合物乳液的凝聚(破乳)方法，它能連續(xù)進行，從 而提高凝聚效率，降低產品的成本。

管線式乳化機是一種用于工業(yè)生產中產品的乳化設備。它能高效、快速、均 勻地將一個相或多個相(液體、固體、氣體)進入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液 體)的過程。而在通常情況下各個相是互不相溶的。當外部能量輸入時，兩種物料 重組成為均一相。由于轉子高速旋轉所產生的高切線速度和高頻機械效應帶來的 強勁動能，使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠 壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液(固/液)，乳液(液體 /液體)和泡沫(氣體/液體)。從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應成熟工藝 和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散乳化，經過高頻的循環(huán)往復， 最終得到穩(wěn)定的高品質產品。