乳液聚合體系中有哪些作用?
生產(chǎn)聚合物的實(shí)施方法有面種,即本體聚合,溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合。所謂本體聚合是單體本身或單體本身再加入少量引發(fā)劑(或催化劑)的聚合,溶液聚合則是在單體、引發(fā)劑溶于某種溶劑所構(gòu)成的溶液中而進(jìn)行的聚合懸浮聚合是在懸浮于水中的單體珠滴中的聚合,體系主要由單體、水、溶于單體的引發(fā)劑及分傲介質(zhì)四種基本組分組成,乳液聚合則是由單體和水在乳化劑作用下配制成的乳液中進(jìn)行的聚合,體系主要由單體、水、乳化劑及溶于水的引發(fā)劑四種基本組分組成。
在目前的工業(yè)生產(chǎn)中,乳液聚合幾乎都是自由基加成聚合,所用的單體幾乎都是烯屬烴及其衍生物,所用的介質(zhì)大多是水,故有人認(rèn)為乳液聚合實(shí)際上是指在水乳液中進(jìn)行烯類單體自由基加成聚合的方法生產(chǎn)高聚物的一種技術(shù)而言。
很顯然這種說法并沒有反映出乳液聚合過程的內(nèi)部機(jī)理,應(yīng)加以修正。首先在乳液聚合體系中,乳化劑以四種形式存在以單分子的形式存在于水中,形成真溶液,以膠束的形式存在于溶液中,被吸附在單體珠滴表面上,使單體珠滴穩(wěn)定地懸浮在介質(zhì)中;吸附在乳膠粒表面上,使聚合物乳液體系穩(wěn)定。其次,乳膠粒是由膠柬形成的,叫作乳膠粒形成的膠束機(jī)理。
乳液聚合的聚合反應(yīng)實(shí)際發(fā)生在乳膠粒中。因?yàn)樵谌槟z粒表面上吸附了一層乳化劑分子,使其表面帶上某種電荷,靜電斥力使乳膠粒不能發(fā)生相互碰撞而合并現(xiàn)一起,這樣就形成了一個(gè)穩(wěn)定的體系。
無數(shù)個(gè)彼此孤立的乳膠粒穩(wěn)定地分散在介質(zhì)中,在每個(gè)乳膠粒中都進(jìn)行著聚合反應(yīng),都相當(dāng)予一個(gè)進(jìn)行間斷引發(fā)本體聚合的小反應(yīng)器。而單體珠滴僅僅作為貯存單體的倉庫,單體源源不斷地由單體珠滴通過水楣擴(kuò)散到乳膠粒中,以補(bǔ)充聚合反應(yīng)對(duì)單體的消耗。根據(jù)這一機(jī)理故又有人提出;乳液聚合是指在水乳液中按照肢束機(jī)理形成彼此孤立的乳膠粒中,進(jìn)行烯類單體啟由基加成聚合生產(chǎn)高聚物的一種技術(shù)而言。
隨著乳液聚合理論及乳液聚合技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)乳液聚合過程的認(rèn)識(shí)日趨深化,逐步了解到在乳液體系中不僅可以進(jìn)行烯類單體的自由基型聚合反應(yīng),而且可以進(jìn)行離子型聚合反應(yīng),既可用水作介質(zhì),也可用其他溶劑作介質(zhì);盡管聚合反應(yīng)主要發(fā)生在肢束和乳膠粒中,但是人們又發(fā)現(xiàn)在單體珠滴中也會(huì)發(fā)生少量的聚合;通常認(rèn)為乳膠粒形成是按膠束機(jī)理進(jìn)行的,但人們對(duì)于在臨界膠束濃度(CMC)以下的乳液聚合體系,即無膠束體系的研究發(fā)現(xiàn),在膠束不存在的情況下,仍然可以形成乳膠粒,聚合反應(yīng)仍.然可以進(jìn)行,所以人們又提出了生成乳膠粒的低聚物(Oligmer)機(jī)理。
一般認(rèn)為,當(dāng)有膠束存在時(shí),乳膠粒形成主要是按膠束機(jī)理進(jìn)行,而無膠束存在時(shí)則按低聚物機(jī)理來進(jìn)行。根據(jù)這一情況。對(duì)乳液聚合可給予一個(gè)較為完善的定義如下:乳液聚合是在用水或其他液體作介質(zhì)的乳液中,按膠束機(jī)理或低聚物機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒,在其中進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法。
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