химический каталог




ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, способ проведения полимеризации мономера в дисперсионной среде (обычно в воде), приводящий к образованию полимерной суспензии со средними размерами частиц 50-150 нм.
Обычно ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. протекает по радикальному механизму. Полимеризацию инициируют водо- или маслорастворимые инициаторы (например, K2S2O8, Н2О2, органическое пероксиды), а также окислит.-восстановит. системы.
Для стабилизации эмульсий мономеров и полимерных суспензий используют эмульгаторы: анионактивные (алкилсульфонат Na, соли жирных кислот и. др.) и неионогенные ПАВ (оксиэтилир. кислоты, полипропиленгликоли и др.), а также ПАВ смешанного типа (сульфир. оксиэтилир. нонилфенолы).
Эмульсии мономеров получают путем механические перемешивания мономера и водной фазы. Эмульгатор растворим в воде или мономере либо его получают на границе раздела фаз. Дисперсный состав эмульсии мономера зависит от способа ее получения, природы эмульгатора и мономера. Эмульсии мономера могут состоять из капель с диаметрами от 50 до 5000 нм и мицелл эмульгатора. Микрокапли мономера с диаметрами 50-300 нм образуются при квазиспонтанном микроэмульгировании мономера на границе раздела фаз. Соотношение между числом микрокапель мономера и мицелл эмульгатора зависит от способа приготовления эмульсии.
ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. состоит из двух основных стадий - образование полимерно-мономерных частиц (ПМЧ) и полимеризация мономеров в ПМЧ. Образование ПМЧ может происходить из мицелл эмульгатора, микрокапель мономера, а также по механизму гомогенной нуклеации (из агрегатов макромолекул или макрорадикалов, достигших определенной степени полимеризации). Возможность одновременного формирования ПМЧ по разным механизмам приводит к получению полимерных суспензий с широким распределением частиц по размерам.
Осн. факторами, определяющими скорость Э. п. и мол.-массовые характеристики образовавшегося полимера, является число ПМЧ и их распределение по размерам. Меняя условия получения эмульсионной системы, а следовательно и ее состав, можно регулировать механизм образования ПМЧ и получать полимерные суспензии с заданным диаметром частиц и распределением их по размерам. В тех случаях, когда удается обеспечить формирование ПМЧ преимущественно из микрокапель мономера, распределение частиц по размерам в полимерной суспензии становится узким.
ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. протекает в большом кол-ве ПМЧ (1014-1015 в 1 мл) и каждая частица содержит не более одного свободный радикала.
Для описания кинетическая закономерностей Э. п. широкое распространение получила теория Смита-Эварта, в основу которой положены представления о том, что ПМЧ образуются только из мицелл эмульгатора, а полимеризация протекает в их объеме. Вследствие сложного характера гетерогенного процесса эта количественное теория ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. постоянно уточняется и совершенствуется.
В промышлености ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. проводят по периодической или непрерывной" схеме. Продукт ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п.- латекс или выделенный из него полимер. Достоинства ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п.: легкость отвода теплоты, простота технол. оформления, возможность получения высокомол. полимеров (при больших скоростях процесса) и высококонцентрир. латексов. Использование воды как дисперсионной среды уменьшает пожароопасность процесса. Недостатки: необходимость отмывания полимера от эмульгатора, наличие дополнительной стадии выделения полимера из латекса.
Подобно ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. осуществляется суспензионная полимеризация (СП) - способ проведения радикальной полимеризации мономеров в дисперсионной среде, приводящий к образованию полимерной суспензии со средними размерами частиц 150 нм - сотни мкм. ПМЧ в этом случае образуются непосредственно из капель мономера, диспергированного обычно в воде и стабилизированного водорастворимыми органическое полимерами (желатином, поливиниловым спиртом, крахмалом, метоксипропилцеллюлозой, сополимерами стирола с малеиновым ангидридом) или неорганическое соединение (соли и оксиды металлов и др.), которые, как правило, характеризуются меньшей поверхностной активностью, чем эмульгаторы, применяемые при ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п., и их концентрация примерно на порядок ниже.
Размеры частиц образующейся полимерной суспензии (гранулы) определяются размерами капель мономера в исходной эмульсии, которые, в свою очередь, зависят от условий перемешивания, значения межфазного натяжения, определяемого природой стабилизатора и мономера, и эффективностью инициирования.
СП состоит из двух основных стадий - образование ПМЧ и полимеризация мономера в их объеме.
Инициируют СП органическое пероксиды, растворенные в мономере, или K2S2O8, растворенный в воде.
Низкая концентрация стабилизатора и его невысокая поверхностная активность - причина невысокой устойчивости ПМЧ, их коалесценции на начальной стадии полимеризации, образования полимерной суспензии с широким распределением частиц по размерам и иногда с частицами несферич. формы. Коалесценция ПМЧ на начальной стадии процесса обусловливает отличие в распределении по размерам частиц конечной суспензии и капель мономера в исходной эмульсии.
Повышение концентрации стабилизатора увеличивает устойчивость ПМЧ, но приводит к протеканию СП в ПМЧ, образованных в водной фазе из клубков молекул стабилизатора, что расширяет распределение частиц суспензии по размерам и ухудшает свойства полимера.
Полимерные суспензии с узким распределением частиц по размерам и различные их диаметром получают путем проведения СП в присут. полимерных ПАВ или ПАВ, нерастворимых в водной фазе. В качестве ПАВ применяют карбокситриметилсилоксиполидиметилсилоксаны, олигогликольмалеинатбензоаты, поливинилпирролидон, поли-N-виниламиды и др. Эти стабилизаторы образуют на поверхности ПМЧ прочный адсорбционный слой благодаря формированию структурно-механические барьера, препятствующего их коалесценции. Полимерные суспензии спец. назначения (монодисперсные, пористые, окрашенные и др.) с размерами частиц более 10 мкм получают двухстадийной СП в присутствии добавок (олигомеров различные природы, нерастворимых в воде органическое соединений). Недостаток СП - необходимость отмывания полимера от стабилизатора.
Методами ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ п. и СП получают нестереорегулярные полидиеновые и диен-стирольные каучуки и др. полимеры, например полиметилметакрилат, полистирол, поливинилхлорид, поливинилацетат.

Литература: Эмульсионная полимеризация и ее применение в промышленности, М., 1976; Нansen F. К., Ugelstad J., в кн: Emulsion polymerisation, N. Y.-[a. о.], 1982, p. 51-92.

И. А. Грицкова.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Акция сайта - кликни получи скидку в KNS по промокоду "Галактика" - Allied Telesis AT-FS970M 24C-50 - поставщик товаров для дома и бизнеса.
климат сервис сплит системы зерноград
на какой сковороде лучше жарить картошку литой алюминий
наклейки на бутылки футбольные

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(31.03.2017)