乳液聚合原理 如何学习编译原理?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-01-31 23:13 标签： 乳液聚合
乳液聚合工艺学_3a_乳液聚合原理2_百度文库
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【聚合物乳液合成原理性能及应用】化学工业出版社
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乳液聚合原理：阶段I(乳胶粒生成阶段)
&&&&阶段l乳液聚合系统的物理模型示意于图1中。图1阶段l乳液聚合系统示意图“一○”乳化剂,“●”单体,“Ⅰ”引发剂,“R”自由基当水溶性引发剂加入到系统中以后,在反应温度下引发剂在水相中开始分解出自由基。在聚合反应进行以前,常常要经过一个不发生聚合反应的诱导期。在这期问,所生成的自Fh基被系统中的氧气或其他阻聚剂捕获,而不引发聚合。诱导期的长短取决于系统中驵聚剂的含量,将单体及各种添加剂经过提纯以后虽可以缩短诱导期,但却很难避免诱导期。诱导期过后,过程进入一个反应加速期,即阶段I。因为乳胶粒的生成主要发生在这一阶段,故也称乳胶粒生成阶段。在阶段I,引发剂分解出的自由基可扩散到胶束中,也可扩散到单体珠滴中。扩散进单体珠滴中的自由基,就在其中进行引发聚含,其机理就象悬浮聚合一样,只不过因为单体珠滴的数目太少,大约每一百万个胶束才有一个单体珠滴。所以自由基向胶束扩徽的机会妥比向单体璩滴扩散的机会多得多,故在一般情况下绝大部分自由基进入臃柬。当一个自由基扩散进入一个增溶胶束中以詹,,就在其中发聚合,生成大分子链,予是胶束就变成被单体溶胀的聚合物颗粒,即乳胶粒。这个过程就称为胶束的成核过程。聚合反应主要发生在乳胶粒中。随着聚合反应的进行,乳胶粒中的单体逐渐被消耗,水相中呈自由分子状态的单体分子不断扩散进乳胶粒中进行补充,而水相中被溶解的单体又来自单体的“仓库”――单体珠滴。就这样,单体分子源源不断地由这个“仓库”通过水相扩散到乳胶粒中,以满足乳胶粒中进行聚合反应的需要。微观上讲,在这一阶段中,单体在乳胶粒、水相和单体珠滴之间建立起来了动态平衡。由于在乳胶粒中进行的聚合反应不断消耗单体,所以平衡不断沿单体珠滴一水相一乳胶粒方向移动。一个自由基在一个乳胶粒中引发单体以后,所形成的活性单体就在这个乳胶粒中进行链增长。但是这个增长过程并不会永恒地进行下去。当第二个自由基扩散进这个乳胶粒中以后,就会和乳胶粒中原来的那个自由基链发生碰撞而进行双基终止。使这个乳胶粒成为不含自由基的乳胶粒,称为“死乳胶粒”。而含有自由基且正在进行链增长的乳胶粒叫作“活乳胶粒”。若向死乳胶粒中再扩散进去一个自由基,就在这个乳胶粒中又一次进行引发聚合,重新开始一个新的链增长过程,直至下一个自由基进入为止。在整个乳液聚合过程中,此两类乳胶粒――死乳胶粒和活乳胶粒――不断相互转化,而使乳胶粒逐渐长大,转化率不断提高。上面提到,自由基是在水相中生成的,我们知道在水相中又有少量呈真溶液状态的自由单体分子。可以想象,当生成的自由基和水相中的单体相遇时,同样也可以进行引发聚合。但是一方面由于在水相中单体的浓度极低,另一方面由于聚合物在水中的溶解度随分子量的增加急剧地降低,所以自由基链还没有来得及增长到比较大的分子量就被沉淀出来。沉淀出来的低聚物从周围吸收某些乳化剂分子,以使其稳定地悬浮在水相中。它还能从水相中吸收单体分子和自由基,并进行引发聚合,生成了一个新的乳胶粒。这就是生成乳胶粒的低聚物机理。一般来讲,如果单体在水中溶解度很小,如苯乙烯,那么按低聚物机理生成的乳胶粒数可以忽略不计,但是如果单体在水中有一定溶解度时,如醋酸乙烯酯、氯乙烯等,按照低聚物机理生成的乳胶粒数就会有明显的增加,应加以考虑。在阶段I,乳化剂有四个去处,即胶束乳化剂、以单分子的形式溶解在水中的乳化剂、吸附在单体珠滴表面上的乳化剂以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂。它们之间也建立起动态平衡。单体、乳化剂及自由基三者在单体珠滴、乳胶粒、胶束和水相之间的平衡可用图2表示：随着成核过程的进行,生成越来越多的新的乳胶粒。同时随着已成核的乳胶粒尺寸不断长大,乳胶粒的表面积逐渐增大。这样,越来越多的乳化剂从水相吸附在乳胶粒表面上,使溶解在水相中的乳化剂不断减少,这就破坏了溶解在水相中的乳化剂与尚未成核的胶柬之间的平衡,使平衡向胶柬一水相一乳胶粒方向移动。因而使胶束乳化剂量逐渐减少,部分胶束被破坏,再加上成核过程本身也要消耗胶束,致使胶束数目越来越少,以至最后胶束消失。从诱导期结束到胶束耗尽这一期间就为阶段I。乳化剂用量越大时,阶段I就越长。图2在阶段I单体、乳化剂及自由基的平衡
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