聚合物引发剂
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热凝和自凝树脂聚合反应常用的引发剂
热凝和自凝树脂作为塑料制造过程中的重要环节,在此环节中,决定技术质量的关键因素是引发剂的选择和使用。
热凝和自凝树脂聚合反应所使用的引发剂,称为热凝剂或凝固剂,涉及到多种物质。
以下是热凝和自凝树脂聚合反应常用的引发剂:
1、有机过氧化物:这类引发剂常用的有奎兰二过氧化物和过氧化乙烯。
它们的作用原理是将热凝或自凝树脂的分子链聚合起来,从而形成热凝或自凝树脂的原料聚合物。
2、偶氮:偶氮是一类含氮的碱性物质,它可以加速热凝剂和自凝树脂聚合反应,使反应物经过速度更快程度的凝固。
一般常用的有二乙基偶氮和四甲基偶氮。
3、催化剂:催化剂是一类促进反应的物质,它可以把热凝剂和自凝树脂聚合反应的动能降低至反应的活化能,从而加快聚合反应的步骤和时间。
常用的催化剂有苯甲醛、甲苯磺酸镁等。
4、热凝催化剂:热凝催化剂是一类特殊催化剂,它可以通过降低热凝或自凝树脂聚合反应的活化能,缩短反应时间,提高热凝或自凝树脂的热凝性能。
常用的热凝催化剂有石墨酸钠和烟酸等。
以上是热凝和自凝树脂聚合反应常用的引发剂,它们在改善热凝和自凝树脂聚合反应的整体性能方面起着非常重要的作用。
然而,在使用的过程中要注意,还必须根据要求进行精确的比例配比,以保证产品的性能和质量。
热凝和自凝树脂的性能和质量的实现,聚合反应的引发剂选择至
关重要。
正确选择和使用合适的引发剂,能够使聚合反应获得速度,可以尽快地完成聚合反应,从而获得高质量的热凝和自凝树脂。
为此,必须根据各种特性和条件,科学合理地选择和使用热凝和自凝树脂聚合反应常用的引发剂,以保证其可靠性和质量。
无机有机聚合引发剂无机、有机和聚合引发剂是化学领域中常用的术语,它们在不同的化学过程中起着重要的作用。
本文将分别介绍无机、有机和聚合引发剂的概念、特点以及应用领域。
一、无机引发剂无机引发剂是指在化学反应中起到引发或促进反应的化合物。
常见的无机引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等。
无机引发剂通常具有以下特点:1. 高效性:无机引发剂能够在相对较低的温度下引发反应,提高反应速率,从而节省能源和时间。
2. 高稳定性:无机引发剂在储存和运输过程中相对稳定,不易分解或失活。
3. 可控性:无机引发剂的引发速率可以通过控制温度、浓度和配比等条件来调节。
无机引发剂广泛应用于化学合成、聚合反应、氧化反应等领域。
例如,过硫酸铵常用于聚合物的制备过程中,可以引发单体的聚合反应,合成各种具有特定功能的聚合物材料。
二、有机引发剂有机引发剂是指由有机化合物组成的引发剂。
常见的有机引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁酮等。
有机引发剂具有以下特点:1. 温和性:有机引发剂通常在较低的温度下引发反应,有利于保护反应物的活性基团。
2. 可选择性:不同的有机引发剂对不同的反应具有不同的选择性,可以控制反应的方向和产物的结构。
3. 方便性:有机引发剂易于储存和使用,操作相对简单。
有机引发剂广泛应用于有机合成、聚合反应、氧化反应等领域。
例如,过氧化苯甲酰常用于有机合成反应中,可以引发自由基反应或氧化反应,合成具有特定结构和功能的有机化合物。
三、聚合引发剂聚合引发剂是一类特殊的化合物,它们能够引发或促进聚合反应的进行。
聚合引发剂通常分为热引发剂和光引发剂两种类型。
1. 热引发剂:热引发剂在加热或高温条件下分解产生自由基,进而引发聚合反应。
常见的热引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯等。
2. 光引发剂:光引发剂在紫外光照射下产生活性物种,如自由基或离子,从而引发聚合反应。
常见的光引发剂有苯乙烯基三苯胺、二甲基亚砜等。
聚合引发剂在聚合反应中起到重要的引发作用,能够控制聚合物的分子量、分子量分布和结构等。
引发剂用途应用引发剂是一种广泛应用于各个领域的物质,它具有引发反应的能力,可以在化学、医药、农业等方面发挥重要作用。
以下将从这几个领域的应用角度出发,探讨引发剂的用途和应用。
一、化学领域在化学领域中,引发剂被广泛应用于聚合物的制备和加工过程中。
例如,聚合物材料的合成往往需要通过引发剂来引发聚合反应,从而实现聚合物的形成。
常见的引发剂有过氧化物、有机过氧化物和烷基过氧化物等。
这些引发剂能够通过自由基反应引发聚合反应,从而促进聚合物的形成和增长。
二、医药领域在医药领域中,引发剂被用于药物合成和药物释放系统的设计中。
引发剂可以在药物合成过程中引发特定的化学反应,从而合成出目标化合物。
此外,引发剂还可以被用于药物释放系统中,通过控制引发剂的释放速率来实现药物的缓释,从而提高药物的疗效和减少副作用。
三、农业领域在农业领域中,引发剂被广泛应用于农药的制备和植物生长调控中。
农药的制备过程中往往需要使用引发剂来引发特定的反应,从而合成出具有杀虫、杀菌等作用的农药。
此外,引发剂还可以被用于植物生长调控中,通过控制引发剂的浓度和释放速率来调控植物的生长和发育,从而提高农作物的产量和品质。
四、其他领域除了以上几个领域,引发剂还有许多其他的应用。
例如,在火箭发动机燃烧过程中,引发剂可以用于引发燃烧反应,从而提供推进力;在火灾自动报警系统中,引发剂可以用于引发火灾报警装置的响应;在涂料和油漆中,引发剂可以用于引发固化反应,从而实现涂料和油漆的快速干燥等。
引发剂作为一种广泛应用于各个领域的物质,具有引发反应的能力,可以在化学、医药、农业等方面发挥重要作用。
它在化学领域中用于聚合物的制备和加工过程;在医药领域中用于药物合成和药物释放系统的设计;在农业领域中用于农药的制备和植物生长调控等。
此外,引发剂还有诸多其他领域的应用,如火箭发动机、火灾报警系统、涂料和油漆等。
通过引发剂的应用,我们能够在各个领域中实现更多的创新和进步,为人们的生活和工作带来更多的便利和发展机会。
高分子聚合反应中引发剂的选择与设计引发剂是高分子聚合反应中起到引发聚合的作用的物质。
在高分子聚合反应中,引发剂的选择和设计对于聚合反应的效率和产物性质有着重要的影响。
本文将探讨高分子聚合反应中引发剂的选择与设计的相关因素。
一、引发剂的选择选择合适的引发剂是高分子聚合反应中的关键一步。
引发剂的选择要考虑以下几个因素:1. 反应类型:根据聚合反应的类型,选择相应的引发剂。
例如,自由基聚合反应常用的引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾等;阴离子聚合反应常用的引发剂有氯化苄基三甲基铵等。
2. 反应温度:反应温度是选择引发剂的重要因素之一。
不同的引发剂在不同的温度下有不同的活性。
因此,需要根据反应温度选择合适的引发剂。
3. 反应速度:引发剂的反应速度直接影响聚合反应的速率。
一般来说,引发剂的活性越高,反应速度越快。
因此,在需要快速聚合的情况下,选择具有高活性的引发剂是必要的。
4. 引发剂的稳定性:引发剂的稳定性对于聚合反应的持续性和产物性质有着重要的影响。
稳定性较好的引发剂能够保持较长时间的活性,从而实现长时间的聚合反应。
二、引发剂的设计除了选择合适的引发剂外,还可以通过设计引发剂的结构和性质来实现更好的聚合反应效果。
以下是一些常见的引发剂设计策略:1. 引发剂的活性调控:通过调整引发剂的结构和化学性质,可以实现对引发剂活性的调控。
例如,引发剂的取代基、官能团等可以影响其活性。
通过合理设计引发剂的结构,可以实现对聚合反应速率和产物性质的调控。
2. 引发剂的可控性:引发剂的可控性是指引发剂在聚合反应过程中的控制能力。
例如,可控自由基聚合反应中,通过引发剂的设计,可以实现聚合反应的起始和终止控制,从而得到具有特定分子量和分子量分布的聚合物。
3. 引发剂的多功能性:引发剂的多功能性是指引发剂具有多种功能的能力。
通过引发剂的设计,可以实现多功能引发剂的合成,从而在聚合反应中实现多种功能的引发剂作用,如引发剂的自修复性、自组装性等。
聚合物多元醇合成过程中聚合引发剂的选择聚合物多元醇是一类重要的高分子材料,广泛应用于聚氨酯、聚酯等领域。
在聚合物多元醇的合成过程中,聚合引发剂的选择对于产物的性能有着重要的影响。
本文将从聚合引发剂的种类、选择原则以及影响因素等方面进行探讨。
一、聚合引发剂的种类聚合引发剂主要可分为自由基引发剂和阴离子引发剂两大类。
1. 自由基引发剂:自由基引发剂是一类能够产生自由基的化合物,常见的有过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二异丙苯(DiBP)等。
这类引发剂在聚合过程中,通过自由基引发聚合反应,使聚合物的分子链逐渐增长。
2. 阴离子引发剂:阴离子引发剂是一类能够产生阴离子的化合物,常见的有氧化钠(NaOH)、氯化铁(FeCl3)等。
这类引发剂在聚合过程中,通过阴离子引发聚合反应,使聚合物的分子链逐渐增长。
二、聚合引发剂的选择原则选择合适的聚合引发剂是确保聚合物多元醇合成过程顺利进行的关键。
在选择聚合引发剂时,需要考虑以下几个原则:1. 可控性:聚合引发剂应具有良好的可控性,能够在适当的条件下引发聚合反应,使聚合物的分子量分布窄,分子量均一。
2. 活性:聚合引发剂应具有较高的活性,能够有效地引发聚合反应,使聚合速率适中,避免剧烈反应导致产物质量下降。
3. 安全性:聚合引发剂应具有较低的毒性和腐蚀性,以保证操作的安全性。
4. 可溶性:聚合引发剂应具有良好的溶解性,以便在聚合反应中均匀地分散在反应体系中,实现高效的引发反应。
三、影响聚合引发剂选择的因素在选择聚合引发剂时,还需要考虑以下因素:1. 聚合物种类:不同种类的聚合物多元醇对聚合引发剂的选择有所差异。
例如,对于聚氨酯的合成,常使用BPO作为自由基引发剂。
2. 聚合条件:聚合引发剂的选择还需考虑聚合的反应条件,如温度、pH值等。
不同的反应条件可能对引发剂的活性和稳定性有不同的要求。
3. 产物要求:聚合引发剂的选择还需考虑产物的要求,如分子量分布、稳定性等。
不同的产物要求可能需要不同的引发剂。
单体聚合的引发剂
单体聚合的引发剂是一类容易受热分解成自由基的化合物,用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应,也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。
常见的单体聚合引发剂包括以下几类:
1. 偶氮类引发剂:如偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等,它们在常温下较稳定,但在加热条件下可分解产生自由基,引发单体聚合。
2. 过氧化物引发剂:如过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮等,它们在加热条件下可分解产生自由基,引发单体聚合。
3. 氧化还原引发剂:如过硫酸铵-亚硫酸钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠等,它们利用氧化还原反应产生的自由基引发单体聚合。
4. 紫外光引发剂:如樟脑醌等,它们在紫外光的照射下可分解产生自由基,引发单体聚合。
5. 自由基型引发剂:如叔丁基过氧化氢、2,2'-偶氮二异丁酸二甲酯等,它们在加热或光照条件下可分解产生自由基,引发单体聚合。
在实际应用中,应根据单体聚合的要求和条件选择合适的引发剂,以保证聚合反应的顺利进行并获得所需性能的聚合物。
自由基聚合引发剂百科名片偶氮二异丁腈的结构式自由基引发剂,简称引发剂。
指一类容易受热分解成自由基(即初级自由基)的化合物,可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应,也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。
自由基聚合是研究最早、工业化应用最广泛的聚合反应。
与其他聚合历程相比,自由基聚合具有单体来源广泛、工艺简单、价格低廉、产品丰富的特点,因而一直受到人们的重视。
自由基聚合的不足在于对聚合物相对分子质量、分子质量分布、序列结构、立体结构的控制不如其他聚合历程理想。
目录自由基聚合引发剂分类偶氮化合物引发剂简介过氧化物引发剂简介自由基复合引发剂体系简介自由基聚合引发剂研究进展偶氮化合物引发剂分类过氧化物引发剂简介自由基复合引发剂体系简介自由基引发剂的研究进展自由基聚合引发剂的分类有多种方法。
根据引发剂的分子结构,它们可分为偶氮、过氧和氧化还原。
根据其溶解度可分为水溶性引发剂(如无机过硫酸盐、过氧化氢、水溶性偶氮引发剂等)和油溶性有机引发剂(可溶于单体或有机溶剂)。
根据引发剂的分解方式可分为热分解型和氧化还原分解型。
或根据引发剂的使用温度范围,可分为:① 高温(100℃以上),如过氧化烷基、过氧化烷基、过氧化酯等;② 中温(40~100℃),如偶氮二异丁腈、过氧化二酰基、过硫酸盐等;③ 较低温度(0~40℃),如氧化还原引发体系。
因此,应根据聚合反应的温度要求选择引发剂。
如果在中温范围内使用高温引发剂进行聚合,则分解速率过低,聚合时间延长;如果引入介质温度发剂用于高温范围聚合,则分解速率过快,引发剂过早消耗,在低聚合转化率阶段就停止反应。
编辑此段偶氮化合物类引发剂介绍偶氮化合物是分子结构中含有偶氮基(n=n)并与两个烷基(R,R')相连的化合物。
通式为R-N=N-R',在光和热的作用下分解,释放氮,同时产生自由基。
因此,它是一种重要的聚合引发剂和发泡剂。
许多偶氮化合物也是一些染料的中间体。
聚合反应功能试剂聚合反应功能试剂是化学实验中常用的一类试剂,它们具有聚合反应的特殊功能。
聚合反应是指将多个单体分子通过化学反应连接起来形成高分子化合物的过程。
聚合反应功能试剂可以作为催化剂、引发剂或交联剂,促进聚合反应的进行。
本文将介绍几种常见的聚合反应功能试剂及其在实验中的应用。
我们来介绍一种常见的聚合反应功能试剂——引发剂。
引发剂可以引发自由基聚合反应或阴离子聚合反应。
自由基聚合反应是指通过自由基引发剂产生自由基,进而引发单体的聚合反应。
常用的自由基引发剂包括过氧化物和有机过氧化物。
过氧化物如过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化乙酸(PAA)等,有机过氧化物如二甲基过氧化物(DMPO)、叔丁基过氧化物(TBPO)等。
这些引发剂在实验中常用于引发聚合物的合成,如聚丙烯、聚苯乙烯等。
除了引发剂,催化剂也是实验室中常用的聚合反应功能试剂。
催化剂可以加速聚合反应的进行,提高反应速率和产物收率。
常见的催化剂有金属催化剂和有机催化剂。
金属催化剂如钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)等,常用于催化乙烯和丙烯类单体的聚合反应。
有机催化剂如有机胺、有机酸等,常用于催化酯类和醚类单体的聚合反应。
催化剂的选择取决于反应体系和所需产物的性质。
交联剂也是聚合反应功能试剂中的一类。
交联剂可以用于将线性聚合物连接成空间网状结构,提高聚合物的物理性能和化学稳定性。
常用的交联剂有双官能团化合物和交联剂引发剂。
双官能团化合物如二醇、二胺等,可以与聚合物中的端基反应形成交联结构。
交联剂引发剂如二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)等,可以通过引发剂引发聚合反应,形成交联结构。
交联剂的选择要考虑聚合物的性质和所需的交联程度。
除了上述几种常见的聚合反应功能试剂,还有一些特殊功能的试剂在聚合反应中发挥着重要作用。
例如,稳定剂可以提高聚合反应的稳定性,防止副反应的发生。
抑制剂可以抑制聚合反应的进行,控制聚合速率和产物分子量分布。
增容剂可以改变聚合反应的体积和粘度,调节反应条件。
纯丙烯酸酯在聚合反应中常用的引发剂有哪些聚合反应是一种非常广泛应用的化学反应,其原理是将单体通过一系列的化学反应和步骤,转变为聚合物。
随着科技的发展,越来越多的高分子材料被广泛应用于工业、医疗、航空航天等领域。
其中,纯丙烯酸酯是一种常见的单体,其在聚合反应中也得到了广泛应用。
本文将介绍纯丙烯酸酯在聚合反应中常用的引发剂。
引发剂是聚合反应中不可或缺的一部分,它们能够触发单体的反应,促进聚合反应的进行。
关于引发剂的选择和使用,需要考虑许多因素,如反应条件、反应速率、副产物等。
以下是纯丙烯酸酯在聚合反应中常用的引发剂:1. 自由基引发剂自由基引发剂是聚合反应中最常用的一种引发剂。
其原理是通过引发自由基的形成,使单体中的双键开启自由基链式聚合反应。
自由基引发剂通常具有较高的活性,可在常温下引发聚合反应。
常用的自由基引发剂包括过氧化苯甲酰、二异丙基过氧化物等。
在纯丙烯酸酯的聚合反应中,这些自由基引发剂的应用较为广泛。
不过需要注意的是,这些自由基引发剂通常具有副反应产物,可能导致聚合物的不纯度和失活。
因此,在使用自由基引发剂时,需要按照一定的比例和条件进行加入。
2. 热引发剂热引发剂是一种通过加热形成的引发剂。
其原理是通过高温下激发单体中的自由基反应,从而促进聚合反应的进行。
相比于自由基引发剂,热引发剂的应用范围较窄,仅适用于一些高温和固态条件下的聚合反应。
在纯丙烯酸酯的聚合反应中,常用的热引发剂包括二异丙苯酚和过氯化苯甲酰等。
这些引发剂通常需要在高温下进行加热,从而引发单体中的自由基反应。
3. 其他引发剂除了自由基引发剂和热引发剂外,还有一些其他的引发剂也被应用于纯丙烯酸酯的聚合反应中。
例如,硝酸盐引发剂、碘代引发剂和酚类引发剂等,它们在一些特殊条件下可以起到促进聚合反应的作用。
需要注意的是,不同类型的引发剂在应用稳定性和副反应产物等方面也存在一定差异。
因此,在选择和使用引发剂时,需要结合实际情况进行综合考虑。
本体聚合应选择什么引发剂
在化学工程领域中,本体聚合是一种重要的反应过程,用于合成高分子化合物。
在进行本体聚合反应时,选择合适的引发剂对于控制反应速率、提高产率和控制聚合程度非常关键。
那么在选择本体聚合反应的引发剂时,有哪些因素需要考虑呢?
首先,引发剂的种类对于本体聚合反应的选择至关重要。
常用的引发剂包括热引发剂、光引发剂和还原引发剂等。
热引发剂可以通过加热的方式启动聚合反应,适用于高温条件下的反应;光引发剂则是通过光照的方式引发反应,适用于光化学反应;而还原引发剂则是通过提供还原剂参与反应来启动聚合过程。
在选择引发剂时,需要根据具体的反应条件和聚合物的要求来综合考虑。
其次,引发剂的活性和选择性也是选择的关键因素之一。
引发剂的活性直接影响到反应的速率和产率,活性越高,则反应速率越快,产率也相对较高。
另外,引发剂的选择性也很重要,选择性好的引发剂可以降低副反应的发生,提高聚合产物的纯度和均一性。
此外,引发剂的稳定性和安全性也需要考虑。
稳定性好的引发剂可以长期储存而不易分解,使得生产过程更加稳定可控;安全性是指引发剂在使用过程中不会产生危险的副反应或者对环境造成危害,选择安全性好的引发剂可以减少生产过程中的风险。
综上所述,选择合适的引发剂对于本体聚合反应的成功实施至关重要。
在选择引发剂时,需要考虑引发剂的种类、活性、选择性、稳定性和安全性等因素,综合考虑各方面的因素,选择最适合的引发剂才能实现高效、高产率的本体聚合反应。
1。
烯烃聚合引发剂:促进聚合反应的关键
烯烃聚合引发剂是一种能够促进烯烃聚合反应的关键性物质,通
常是一些较为活泼的有机化合物,如过氧化氢、过氧化苯甲酰、双(苯
甲酰)过氧化物等。
这些引发剂在聚合反应中所起的作用是引发自由基
聚合,使反应速度大大增加,同时能够控制反应的起始、结束等重要
参数,从而影响聚合产物的分子量、结构等性质。
烯烃聚合引发剂的选取和使用对于聚合反应的成功与否至关重要。
一方面,引发剂的选择需要根据聚合物种类、反应条件、产物要求等
多方面因素综合考虑,以确保反应的高效性、高产性和高质量。
另一
方面,使用时需要注意引发剂的加入方式、用量、反应时间等参数,
以精确控制反应的过程和结果,避免过度引发、残留引发剂等问题的
发生。
在工业生产和科学研究中,烯烃聚合引发剂的应用越来越广泛,
已经成为重要的催化剂之一。
然而,随着环境保护的意识和要求的提高,对于引发剂的选择和使用也日益严格。
多种环保和安全问题,如
引发剂的危险性评估、残留的处理、废物和废水的处理等,均需要进
行认真的研究和解决。
因此,未来烯烃聚合引发剂的开发和使用还需
要在多方面进行改进和创新,以适应不断变化的科学、工业和环境需求。
聚合物引发剂、选择及影响因素
引发剂是乳液聚合的重要组分之一,其种类和用量等影响产品的性能质量。
常用的引发剂有自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、阴离子聚合引发剂和配位聚合引发剂。
乳液聚合中常用的为自由基聚合引发剂,它可分为不同种类。
1乳液聚合引发剂的种类
1. 1偶氮类引发剂
偶氮类引发剂是指分子中含有偶氮基的一类化合物,有偶氮二异丁睛引发剂和偶氮二异庚睛引发剂。
偶氮二异丁睛是常用的引发剂,一般在45 9C-- 65℃使用,热分解只产生一种自由基,该引发剂分解为一级反应,比较稳定。
一般在低于80℃条件下使用较好,因为超过80℃就会激烈分解。
偶氮类化合物作引发剂与过氧化物相比有很多优点,它氧化能力小,在50℃一80℃能以适宜的速度分解,其分解速度受溶剂影响较小,无诱导分解,碰撞时也不会爆炸,产品易提纯,价格便宜。
1. 2有机过氧类引发剂
有机过氧化物分子中存在过氧弱键,可理解为过氧化氢的衍生物。
其中一个氢原子被取代的称氢过氧化物,两个氢被取代的称过氧化物。
该类引发剂按结构与性能特点常分成以下几类。
1. 2. 1氢过氧化物引发剂
常见的有异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢两种,过氧化氢是过氧化物的母体。
过氧化物分解后,形成两个氢自由基。
该类过氧化物活化能都很高,可用于高温体系中,一般很少单独使用,可与还原剂配合使用构成氧化一还原引发体系,用于室温或低温聚合体系,该类引发剂可按不同方式分解。
1.2.2过氧化二酰类
二酰基过氧化物分解时,一般按两步进行,首先分解成酰氧白由基,若单独存在则引发反应,若不单独存在则进一步分解,生成稳定的碳自由基。
苯甲酰(BPO)是常见的过氧化引发剂,分子中0-0键的电子云密度大而相互排斥,容易断裂,一般在60- 80℃分解。
它第一步均裂成苯甲酰自由基,第二步分解成苯自由基,并放出CO2,但分解不
完全。
二酰基过氧化物引发剂活性较高,活性与其结构关系很大。
芳酰类比较稳定,酯酰类活性较大,其a一H越少活性越大,不对称二酰过氧化物的活性更高,一般不单独使用。
1.2.3其它过氧类
包括过氧化二烷类和过氧化二碳酸酯类等。
过氧化二烷类有过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁基,活性比氢过氧化物高,属低偏中活性引发剂。
过氧化二碳酸酯类过氧化物是一类高活性过氧化物,稳定性差,该类过氧化物的特点是烃基结构对其活性影响较小,并存在溶剂效应。
1. 3氧化一还原引发剂
氧化一还原组分是由组成它的氧化剂和还原剂之间发生氧化还原反应而产生能引发的自由基,这类引发剂称为氧化一还原体系。
该类引发剂特点是活化能较低,可在低温下引发聚合,而有较快的聚合速率。
这类引发剂包括水溶性引发剂和油溶性引发剂。
1. 3. 1水溶性引发剂
这类引发剂体系的氧化剂有过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物等,还原剂有硫酸亚铁,亚硫酸钠等无机物和醇、胺、草酸和葡萄糖过氧化氢等有机化合物。
过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物与亚铁盐组成氧化一还原体系后,活化能减小,可在较低的温度下引发聚合。
高锰酸钾或草酸不能单独做引发剂,但两者混合后可作为引发剂。
1.3.2油溶性氧化一还原引发剂
这类引发剂的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰基等,用做还原剂的有叔胺、环烷酸盐、硫醇及有机金属化合物等,其中过氧化苯甲酰是常用的引发剂。
近年来出现了一些锌、硼、铝等有机化合物与氧配合组成的低氧化一还原引发体系,另外还有过渡金属碳基
化合物和鳌合物用作引发剂。
2乳液聚合引发剂的选择
乳液聚合引发剂选择是很复杂的,需要从多方面考虑。
选择引发剂时可从以下几个方面考虑。
2. 1溶解性
溶解性是选择引发剂的一个很重要条件,引发剂要求与聚合物有较好的相溶性。
在乳液聚合中,应选择过硫酸盐类水溶性较好的引发剂。
当乳液聚合需要用氧化还原引发剂时,氧化剂可以是水溶性的也可以是油溶性的,但还原剂一般是水溶性的。
对于溶于水的单体宜选用水溶性引发剂。
2. 2根据聚合温度选择复合引发剂
根据聚合温度选择活性或半衰期的引发剂,使自由基形成速率和聚合速率适中。
引发剂分解活化能过高或半衰期过长,则分解速率过低,将使聚合时间延长;但活化能过低,半衰期过短,则引发过快,难于控温,有可能引起爆聚,将使聚合时间延长或引发剂过早分解结束,在转化率很低时就停止聚合。
所以一般应选择半衰期与聚合时间同数量级或相当的引发剂。
通常选择复合引发剂可使反应在较均匀的速度下进行。
2. 3根据pH值选择引发剂
在乳液聚合中采用氧化还原引发剂时应根据反应介质的PH值来选择合适的引发剂二因为pH值能影响氧化还原的电位,从而影响氧化还原的速率。
有些氧化还原引发剂只有在一定的pH值范围内才能起引发剂的作用,超过这一范围就无引发作用。
另外,引发剂应与聚合物体系的其它组分无副作用。
3引发剂对乳液聚合的影响
3. 1引发剂种类影响
乳液聚合引发剂一般多为水溶性氧化还原引发剂,它们的引发效率和半衰期都不一样。
不同引发剂对乳液聚合有不同的影响。
如过氧酸盐一硫醇引发剂中硫醇的加人对苯乙烯一丁二烯乳液聚合反应有显著的促进作用,微量的硫醇可以大大加速聚合反应过程。
过硫酸盐一亚硫酸盐氧化还原引发体系在工业上用于丙烯睛等单体的乳液聚合。
该引发剂体系氧化还原反应将生成硫酸根离子自由基和亚硫酸根离子自由基,当自由基副反应大于自由基的生成反应时,则硫酸根离子自由基占主导地位,反之亚硫酸根离子引发剂占主导地位。
有人研究发现引发剂能影响粒子表面极性,改变聚合物/水相界面引力,从而影响聚合物粒子形态。
SharonLee等用两步法合成了RMMA/ PS核壳乳胶,从热力学角度讲,在亲水/疏水聚合物中是很难形成核壳结构的。
在两阶段乳液聚合中,若第一阶段生成的聚合物比第二阶段聚合物亲水性更强,则很难形成核一壳结构。
如果对体系中的相迁移加以限制,则仍可得到核一壳结构。
聚合反应速率将会影响到单体分配,共聚物组成和相对分子质量决定共聚物产量。
有人认为所用引发剂种类可能直接影响共聚物组成。
MASAYUSHI等用过硫酸钾一硫代硫酸钠一硫酸铜为引发剂,进行丙烯酸乙酷和甲基丙烯酸甲酯的合成研究时,发现不添加Cu2+仅用通常的氧化还原引发剂,得不到粒径小于80nm的乳液,但添加微量的Cu2+时,粒径显著变小,在乳化剂为3%(质量分数)以上时,得到粒径80nm以下的微粒子乳液,且粒径随引发剂浓度的增大而增大。
如果采用过硫酸盐硫酸亚铁氧化还原体系将第二阶段的聚合温度降低至室温,保持适当的引发速率,可得到PMMA/ PS核一壳结构。
3. 2引发剂用量的影响
引发剂的用量不仅影响反应速率和分子量,对粒度分布也有很大影响。
Chen& Lee认为,引发剂浓度对乳液聚合体系影响较大. Aslnazova等:研究了不同引发剂,发现具有表面活性作用的引发剂引发效率高,且粒子成核机理主要是胶束机理,粒子长大过程发生在胶粒中,而且粒子稳定性好,导致聚合反应持续时间长,分子量高. 引发剂用量不同对乳液聚合有不同的影响。
引发剂用量过低,则单体的转化率就低;用量增大,引发剂浓度增加,初期形成自
由基数目增多,粒子碰撞几率增多,导致粒径变大,转化率增大但增大到一定的时候,用量再增大,转化率变化不大,当引发剂用量过大时,容易使乳液聚合过程的稳定性降低,主要是因为过量的引发剂和乳化剂起到了电解质的作用,另一方面,随引发剂用量增加,聚合物的分子量迅速下降,因此我们可通过引发剂的用量来调节分子量。
引发剂浓度增大时,自由基增长速率增大,会造成反应物体系中瞬时颗粒过于集中,从而引起集聚,稳定性变差,终止速率亦增大,故使聚合物的平均分子量降低。
引发剂用量过低会造成分子量变大,体系粘度增高。
一般来讲,适宜的引发剂量为单体总量的0.1%一0.8%(质量分数)。
管蓉等研究发现当引发剂用量为0. 2%一0. 4%时,制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小,并且乳液的稳定性好。
3. 3引发剂加入方式的影响
对于相同的引发剂,加料方式不同,其结果也不一样。
以过硫酸铵为引发剂,比较其加人方式对单体转化率的影响,结果表明:引发剂分两次加人可以得到较高的转化率。
在一次加入时由于引发剂消耗,反应后期单体不能够完全反应,转化率低;引发剂加人到预乳化液时,单体反应比较完全,因此转化率高;在第二种方法的基础上再补加一次引发剂,使未反应的剩余单体进行反应,转化率进一步提高。
3. 4其它影响因素
另外,引发剂分解的速率随温度升高而增加,一般情况下半衰期随温度升高而变短,因此温度控制对乳液聚合很重要。
在酸性条件下,引发剂的热分解速率随着离子强度的增大而减小。
如APS在水中热分解时会产生少量HS04-,该离子进一步电离成H+和SO2-4离子,因而随着聚合反应的进行,体系pH值降低,pH值的改变又会影响到乳化剂的乳化效果和引发剂的引发效率,从而对胶粒大小及分布产生影响。
4结语
引发剂对乳液聚合的影响是复杂的,其作用也是很大的。
在实际过程中应考虑乳液聚合引发剂的影响,根据不同的乳液聚合选择不同的引发剂。