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有機氟合成方式之乳液聚合的原理解析

2024-08-22科學

1、什麽叫乳液聚合

乳液聚合 就是反應單體在水介質中,在乳化劑作用下,按照膠束機理被均勻分散成孤立乳膠粒,並透過自由基加成聚合形成高聚物的一種 反應方式

此體系由 水、單體、乳化劑和引發劑 等所共同組成,乳液聚合以水為反應體系因而反應穩定易於控制,反應速率較高,且成本低廉便於工業化大生產,此外乳液狀產物利於在工業化大生產中對紡織品、皮革等材料進行整理。

由於整個反應始終在水環境下進行,體系中生成的反應熱容易被水所吸收,並且體系本身粘度較小,這就有效避免了因局部溫度過高所引起的爆聚,而與之相比其他聚合方式則較容易產生爆聚現象。體系中乳膠粒相互分散,利於提高反應的聚合速率和轉化率。

2、乳液聚合的步驟和原理

乳液聚合 可基本分為三個部份,分別為成核階段或者稱為增速階段(IntervalI)、膠粒數恒定階段或恒速階段(Interval II)和降速階段(Interval III)。

成核階段: 此時體系中生成膠束較多,分解的引發劑生成自由基大量進入膠增溶束內部引發反應,隨著單體的不斷消耗,單體珠滴中的單體逐漸擴散進乳膠粒,乳膠粒不斷增大,又因乳膠粒的增大膠束中的乳化劑被乳膠粒吸附使膠束量不斷減少,最終消耗殆盡。

增速階段 :乳膠粒逐漸長大,而進入其內部份解後的自由基促使反應不斷進行,且隨著溶於水的乳化劑被乳膠粒逐漸吸收,乳化劑在水中的濃度逐漸低於臨界膠束濃度,膠粒中單體的不斷消耗致使單體珠滴不斷對其進行補充,促進反應速率逐漸升高。

降速階段: 在此階段中,隨著反應的進行乳膠粒內引發劑自由基碰撞機率上升,聚合物濃度不斷增大,體系粘度逐漸升高,單體經不斷消耗所剩無幾,反應逐漸走向尾聲。

也有研究者將其分為四個階段是把成核階段前的部份認為是分散階段,在此階段部份單體在乳化劑作用下形成單體珠滴,而其余大部份則擴散進膠束中形成增溶膠束。