Новая химия » Исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием диоксида титана » Эмульсионная полимеризация

Эмульсионная полимеризация

Страница 1

Радикальная полимеризация непредельных соединений в зависимости от способа проведения подразделяется на полимеризацию в массе, растворе, суспензионную и эмульсионную. Эмульсионная полимеризация получила наибольшее распространение для получения устойчивых дисперсий полимеров. Она выделяется ярко выраженными особенностями механизма, благодаря чему для нее характерны большие скорости и степени полимеризации [1].

Эмульсионная полимеризация протекает в сложной многокомпонентной системе, в которой одновременно имеют место несколько физических и химических процессов. Это диспергирование мономера, перераспределение эмульгатора между мономерной и водной фазами согласно растворимости, распад инициатора на радикалы, микроэмульгирование мономера, инициирование полимеризации.

Все эти процессы влияют на механизм образования полимерно-мономерных частиц (ПМЧ), их диаметр, распределение частиц по размерам (РЧР) и на молекулярную массу (ММ) и молекулярно-массовое распределение (ММР).

Реакционная система в эмульсионной полимеризации представляет собой 30-60%-ую эмульсию мономера в воде, стабилизированную поверхностно-активным веществом (ПАВ). В эмульсионной полимеризации обычно используются анионно-активные ПАВ, содержащие в качестве полярной группы анион органической или неорганической кислоты, в качестве неполярной - достаточно длинный углеводородный радикал, например С17H35COO-. Молекулы ПАВ уже при очень небольших концентрациях, порядка 1 %, образуют ассоциаты, называемые мицеллами. Концентрации ПАВ, используемые в эмульсионной полимеризации (до 5%), как правило, превышают критические концентрации мицеллообразования (ККМ). Поэтому реакционная система в эмульсионной полимеризации содержит два типа частиц: капли размером 103- 104 нм и мицеллы размером 5-10 нм [1].

Для проведения эмульсионной (латексной) полимеризации мономер предварительно диспергируется в жидкости, практически не растворяющей ни мономер, ни полимер, обычно в воде, и в виде эмульсии подвергается полимеризации. Конечный продукт реакции представляет собой коллоидный раствор полимера, легко коагулируемый обычными методами. Подобные коллоидные растворы благодаря известному сходству с латексом натурального каучука получили название синтетических латексов. Для облегчения эмульгирования мономера и повышения агрегатной устойчивости синтезированных латексов в систему вводятся специальные эмульгаторы (соли высших жирных кислот, мыла, соли органических сульфокислот, синтетические моющие средства или другие поверхностно-активные вещества), действие которых заключается в понижении поверхностного натяжения на границе фаз мономер - вода [2].

В отсутствие эмульгатора дисперсия капель мономера в воде, полученная перемешиванием, сразу же после остановки мешалки снова разделяется на два слоя; вследствие высокого натяжения на границе двух фаз, стремящегося уменьшить поверхность раздела, капли сливаются в сплошную массу (коалесценция). Эмульгатор, адсорбируясь на поверхности капель, образует прочный защитный слой и препятствует их коалесценции. При этом углеводородная цепь молекул ПАВ, обладающая гидрофобным характером, обращена к мономерной фазе, а гидрофильная солеподобная группа - к воде. Устойчивость такого слоя ПАВ обусловлена двойственным характером молекул мыла, тем, что они обладают сродством как к диспергированным частицам мономера, так и к дисперсионной фазе [2].

Скорость полимеризации в эмульсии значительно выше, чем в гомогенных системах, и молекулярная масса полимера больше. Исходя из уравнения

можно ожидать, что увеличение скорости полимеризации приведет к соответствующему снижению степени полимеризации. Однако, как показали экспериментальные данные, это уравнение неприменимо к латексной полимеризации, так как один и тот же фактор (изменение условий инициирования, рН среды, природа эмульгатора, его концентрация и т.д.) может по-разному влиять на скорость и степень полимеризации [2]. Например, при эмульсионной полимеризации стирола в присутствии гидроперекиси третичного бутила добавление восстановителя (железистосинеродистого калия) вызывает ускорение полимеризации в 50 раз, т.е. на 5000%, в то время как средняя молекулярная масса снижается всего на 20 % и остается очень высокой. А.И. Юрженко и Н.С. Цветков, изучая аналогичный процесс в присутствии водорастворимых инициаторов, установили, что степень полимеризации в отличие от ее скорости мало зависит от природы эмульгатора.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Еще по теме:

Реакции алкинов с участием тройной связи
Гидрирование ацетиленов, как и алкенов, чаще всего проводят в условиях гетерогенного катализа: Несмотря на то, что первая стадия гидрирования протекает более экзотермично, остановить на ней реакцию затруднительно. Однако созданы особые катализаторы, которые позволяют из алкинов получать алкены. Как ...

Гавриил Гавриилович Густавсон (1842 —1908)
Несколько особняком в истории органической химии стоит монументальная фигура выдающегося русского химика-органика Г. Г. Густавсона. Среднее образование он получил в 3-й Петербургской гимназии. В 1865г. Он окончил естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета с ...

Циклизация
2. Алкилирование В процессе висбрекинга в значительной степени протекает деалкилирование всех фракций тяжелого остатка, что в основном определяет выход легких продуктов. Конверсии подвергаются преимущественно газойлевые фракции, особенно наиболее тяжелые. Висбрекинг легких газойлевых фракций, как н ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru