溶液聚合
- 格式:ppt
- 大小:208.00 KB
- 文档页数:9
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。
编辑本段组成单体+(油溶性)引发剂+溶剂,或单体+水溶性引发剂+水。
油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂,偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等,水溶性引发剂主要有过硫酸盐、氧化还原引发体系、偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50引发剂)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA-044引发剂)、偶氮二异丁咪唑啉(VA061引发剂)、偶氮二氰基戊酸引发剂等。
编辑本段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编辑本段溶剂选择溶剂应不能同单体、引发剂(或催化剂)直接反应,否则将导致聚合的失败。
溶液聚合概述溶液聚合是一种化学反应过程,通过将单体溶解在合适的溶剂中形成溶液,进而在适宜的条件下发生聚合反应,将单体分子连接成高分子化合物。
溶液聚合通常由引发剂在溶液中引发的自由基聚合反应来实现。
该方法可以用于合成各种聚合物,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
溶液聚合的过程溶液聚合通常包括以下几个步骤:1.单体溶解:将所需单体加入适宜的溶剂中,通过搅拌或加热等方式使单体充分溶解,形成初始的单体溶液。
2.引发剂添加:将引发剂加入单体溶液中,引发剂的选择通常根据所需合成聚合物的特性进行。
引发剂能够引发聚合反应,并控制聚合速率。
3.聚合反应:在适宜的温度下,通过热引发或光引发等方式,引发剂产生自由基,自由基与单体发生反应,连接成高分子链。
这个过程是一个自由基聚合反应,属于链式反应。
4.反应结束与处理:聚合反应进行到一定程度后,根据所需合成聚合物的要求,加入适当的终止剂或通过其他方式终止反应。
终止剂能够与聚合链发生反应,使聚合反应停止。
反应结束后,可以通过过滤、洗涤等步骤将聚合物分离出来。
5.聚合物的后处理:聚合物经过分离后,可能需要进行进一步的处理,例如干燥、粉碎、提纯等,以获得所需的最终产物。
溶液聚合的优势与其他聚合方法相比,溶液聚合具有以下一些优势:1.反应条件温和:溶液聚合通常在相对温和的条件下进行,无需高温高压等特殊条件,适用性较广。
2.反应过程可控性强:通过调节引发剂、单体浓度、反应温度等参数,可以对聚合反应进行有效控制,实现所需聚合物的合成。
3.可溶性高分子合成:溶液聚合能够合成可溶于溶剂中的高分子聚合物,并能够制备高分子溶液,便于后续加工和应用。
4.适用范围广:溶液聚合适用于合成各种类型的聚合物,如线性聚合物、交联聚合物、共聚物等,具有较高的适用性。
5.反应速度较快:相比其他聚合方法,溶液聚合的反应速度较快,可以较快地合成所需聚合物。
应用领域溶液聚合在许多领域都有广泛的应用,如:•化学工业:溶液聚合可用于合成树脂、涂料、胶水等化工产品,广泛应用于建筑、汽车、家居装饰等领域。
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,有时还会岀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。
sabic溶液聚合工艺
SABIC(沙特基础工业公司)是一家全球领先的化工公司,其溶液聚合工艺是指一种在溶液中进行聚合反应的工艺。
在此工艺中,单体溶解在适当的溶剂中,随后通过加入引发剂或者其他促进剂来引发聚合反应,最终形成聚合物。
这种工艺通常用于生产高分子量的聚合物,比如聚乙烯、聚丙烯等。
SABIC的溶液聚合工艺在生产过程中通常需要考虑多个方面。
首先,选择合适的溶剂对于聚合反应的进行至关重要。
溶剂的选择需要考虑到单体的溶解度、聚合物的分子量控制以及后续的溶剂回收等因素。
其次,引发剂的选择和控制也是影响工艺的重要因素,它直接影响到聚合反应的速率和聚合物的分子量分布。
此外,反应温度、压力、搅拌速度等操作条件也需要精确控制,以确保聚合反应能够高效进行并且得到理想的产物。
在SABIC的溶液聚合工艺中,还需要考虑到产品的后续处理和纯化工艺。
聚合物产物通常需要经过溶剂脱除、干燥、粉碎等工艺步骤,以获得最终的产品。
此外,对于一些特殊的聚合物,还可能需要进行进一步的纯化工艺,比如结晶、萃取等,以满足特定的产品要求。
总的来说,SABIC的溶液聚合工艺涉及到溶剂选择、引发剂控制、反应条件控制、产品后处理等多个方面,需要综合考虑工艺的
经济性、环保性以及产品质量,以确保生产出高质量的聚合物产品。
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(solutionpolymerization)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。
高分子化学实验实验名称:醋酸乙烯酯的溶液聚合班级: 2015级高分子材料与工程2班姓名:张涵、张望博学号: 1514171034 、1514171035目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验仪器及药品 (6)四、实验装置图 (6)五、注意事项 (7)六、实验步骤、现象及分析 (7)七、实验结果及分析 (10)八、思考题 (11)一、实验目的1.通过聚醋酸乙烯酯的制备,掌握溶液聚合的一般方法和基本实验技巧;2.掌握溶液聚合的特点,增强对溶液聚合的感性认识;3.通过实验了解聚醋酸乙烯酯的聚合特点。
二、实验原理溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应,生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合,聚合物不溶于溶剂而析出者,称异相溶液聚合或沉淀聚合。
与本体聚合相比,溶液聚合的优点是:有溶剂为传热介质,聚合强度容易控制;体系中聚合物浓度较低,能消除自动加速现象;聚合物分子量比较均—;不易进行链自由基向大分子转移而生成支化或交联的产物,反应后的物料也可直接使用。
但溶液聚合也有缺点;单体浓度小,聚合速率低,设备利用率低;单体浓度低和向溶剂链转移结果,致使聚合物分子量不高,聚合物中夹带微量溶剂;溶解回收麻烦而且多为易染、易爆的有毒物。
这些缺点使得溶液聚合在工业上应用不如悬浮聚合和乳液聚合多。
自从1955 年配位聚合问世以来,溶液聚合获得了广泛的应用。
本实验以偶氮二异丁腈为引发剂,甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合,属于自由基聚合反应。
聚醋酸乙烯酯适用于制造维尼纶纤维,分子量的控制是关键。
由于醋酸乙烯酯自由基活性较高,容易发生链转移,反应大部分在醋酸基的甲基处反应,形成链或交链产物。
除此之外,还向单体、溶剂等发生链转移反应。
所以在选择溶剂时,必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响,而选取适当的溶剂。
温度对聚合反应也是一个重要的因素。
随温度的升高,反应速度加快,分子量降低,同时引起链转移反应速度增加,所以必须选择适当的反应温度。
4.1 自由基溶液聚合过程4.1.1 溶液聚合及其分类溶液聚合是指单体、引发剂溶于适当溶剂中聚合为聚合物的过程。
依据溶剂对聚合物是否溶解,分为均相和非均相聚合两种:均相溶液聚合时,单体和聚合物均溶于溶剂,形成聚合物溶液。
例如,醋酸乙烯---- 甲醇;丙烯腈---- 浓硫氰化钠水溶液;丙烯腈---- DMF ;丙烯酰胺---- 水的溶液聚合属于均相溶液聚合。
非均相溶液(沉淀)聚合时,单体溶于溶剂,而聚合物不溶于溶剂。
例如,丙烯腈---- 水;丙烯酰胺---- 丙酮;苯乙烯-马来酸酐---- 甲苯的溶液聚合属于非均相溶液聚合。
表4-1-1溶液聚合单体、溶剂注:“+”为可溶解,“—”为不溶解4.1.2 溶液聚合的特点科学研究上,可选用Cs 较小的溶剂,控制低转化率,容易建立聚合速率、数均聚合度和单体浓度、引发剂浓度的定量关系,方便动力学研究。
生产工艺上,散热控温容易,可避免局部过热,体系粘度较低,可推迟自动加速现象出现,控制较低转化率可消除自动加速现象,接近匀速反应,分子量分布窄。
设备利用率低;增加溶剂分离与纯化的回收工艺;聚合速率慢;分子量不高。
工业上,溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合,如涂料、胶粘剂、浸渍液、合成纤维纺丝液等。
表4-1-2溶液聚合举例4.1.3 引发剂的选择与使用根据溶液聚合所用溶剂、反应条件和引发剂半衰期选择引发剂。
偶氮化合物引发剂的分解不受溶剂的影响,应用较广泛。
过氧化物的分解速度受极性溶剂的影响,而且分解产生的氧化物,可能进一步参加反应生成交联结构,因而可能产生凝胶,应谨慎使用。
引发剂的用量通常为单体量0.01—2%。
引发剂的加料方式采用半连续操作,便于控制聚合反应温度和速度。
4.1.4 溶剂的影响一、对引发剂分解速率的影响有机过氧类引发剂在某些溶剂中有诱导分解作用。
原理是首先引发剂自由基向溶剂链转移产生溶剂自由基,然后溶剂自由基可诱导有机过氧类引发剂的分解。
诱导分解的结果是引发效率降低,也就是部分自由基损失掉,同时导致引发剂的总反应速率增加,即引发剂半衰期降低。