本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合的特性及应用

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。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

悬浮聚合：

定义;通过强力搅拌并在分散剂的作用下,把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应.悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水，分散剂四个基本组分组成。悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。在搅拌剪切作用下，溶有引发剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在

0.05～

0.2mm。其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。

本段特点;优点:

(1)聚合热易扩散,聚合反应温度易控制,聚合产物分子量分布窄;

(2)聚合产物为固体珠状颗粒,易分离,干燥.缺点

(1)存在自动加速作用;

(2)必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能(如外观,老化性能等);

(3)聚合产物颗粒会包藏少量单体,不易彻底清除,影响聚合物性能.

乳液聚合：

乳液聚合(emulsionpolymerization)是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。特点优点:

(1)聚合反应速度快，分子量高；

（2）聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;

(3)聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物;

(4)用水作介质，生产安全及减少环境污染;

(4)可直接以乳液形式使用可同时实现高聚合速率和高分子量。在自由基本体聚合过程中，提高聚合速率的因素往往会导致产物分子量下降。此外，乳液体系的粘度低，易于传热和混合，生产容易控制，所得胶乳可直接使用，残余单体容易除去。缺点是聚合物含有乳化剂等杂质影响制品性能;为得到固体聚合物,还要经过凝聚、分离、洗涤等工序；反应器的生产能力也比本体聚合时低。缺点:

如果干燥需破乳,工艺较难控制

自由基，阴离子，阳离子的特征及机理？

乳液聚合产品的应用 

        橡胶    丁苯 丁腈 氯丁 etc

        塑料     PTFE  ABS  PVC糊 etc

    涂料  粘合剂   织物整理剂   纸张处理剂    水泥添加剂 

◆ 乳液聚合技术的发展

    共聚 

    辐射乳液聚合

    定向乳液聚合

    釜式连续乳液聚合工艺 

目前聚全氟乙丙烯乳液的凝聚方法普遍存在以下两方面问 题：

1)处理方式是间歇式，设备利用率低，不利于后续洗涤、干燥、造粒工艺的 连续化进行；

2)凝聚前需用去离子水对乳液进行稀释，生产成本增加，工艺复杂。

因此，仍需要开发一种聚合物乳液的凝聚(破乳)方法，它能连续进行，从 而提高凝聚效率，降低产品的成本。

管线式乳化机是一种用于工业生产中产品的乳化设备。它能高效、快速、均 匀地将一个相或多个相(液体、固体、气体)进入到另一互不相溶的连续相(通常液 体)的过程。而在通常情况下各个相是互不相溶的。当外部能量输入时，两种物料 重组成为均一相。由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的 强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤 压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液(固/液)，乳液(液体 /液体)和泡沫(气体/液体)。从而使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺 和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频的循环往复， 最终得到稳定的高品质产品。