高分子化学名词解释精品(五)---聚合方法(精)
高分子化学第五章 聚合实施方法
溶剂对聚合的影响：
溶剂对聚合活性有很大影响，因为溶剂难以做到完全惰 性，对引发剂有诱导分解作用，对自由基有链转移反应。 溶剂对引发剂分解速率依如下顺序递增: 芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类。 向溶剂链转移的结果使分子量降低。 向溶剂分子链转移: 水为零, 苯较小, 卤代烃较大。 溶剂对聚合物的溶解性能与凝胶效应有关： 良溶剂，为均相聚合，[M]不高时，可消除凝胶效应
第五章 聚合方法
1、聚合方法和体系分类
2、本体聚合
3、溶液聚合 4、悬浮聚合 5、乳液聚合
聚合方法概述
本体聚合
自由基聚合方法
溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 溶液聚合
离子和配位聚合方法
本体聚合
熔融缩聚
逐步聚合方法
溶液缩聚
界面缩聚
固相缩聚
一、聚合方法和体系分类 （一）按单体在介质中的分散状态分类
而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出10－20℃ 。 整个聚合体系始终处于熔融状态的聚合反应；由于这类 反应常是固体单体的官能团的缩聚，故常称熔融缩聚。 这种聚合除有时加入少量催化剂外，一般均不加任何溶 剂，所以实质上它也是本体聚合。
界面缩聚— 两种单体分别溶于互不相溶的介质中，随后
把两种单体溶液倒在一起，后，即成纺丝液。
例二. 醋酸乙烯酯溶液聚合
以甲醇为溶剂, AIBN为引发剂, 65℃聚合, 转化率60%，过高
会引起链转移，导致支链。 聚醋酸乙烯酯的Tg = 28℃，有较好的粘结性。 在酸性或碱性条件下醇解可得到聚乙烯醇。用作合成纤维时， 聚合度1700，醇解度98%～100%（1799）；用作分散剂和织物助剂 时，聚合度1700，醇解度88%左右（1788）。
高分子化学第五章+聚合方法
非均相体系（heterogeneous polymerization） ）
— 单体或聚合物不溶于介质，反应体系存在两相或多相， 单体或聚合物不溶于介质，反应体系存在两相或多相， 悬浮聚合和乳液聚合。 如悬浮聚合和乳液聚合。 如：沉淀聚合（precipitation polymerization）聚合物从单 沉淀聚合（ ） 体或溶剂中沉析出来。 体或溶剂中沉析出来。
悬浮聚合(Suspension Polymerization) ：— 借助机械搅 拌和悬浮剂的作用， 拌和悬浮剂的作用，使油溶性单体以小液滴 （一般 一般0.05~2mm）悬浮在水介质中，形成稳定 ）悬浮在水介质中， 的悬浮体进行的聚合。 的悬浮体进行的聚合。 乳液聚合(Emulsion Polymerization)：— 借助机械搅拌 ： 和乳化剂的作用， 和乳化剂的作用，使单体分散在水或非水介质 中形成稳定的乳液（粒子直径0.05~0.2um）而 中形成稳定的乳液（粒子直径 ） 聚合的反应。 聚合的反应。
（五）其它聚合反应 熔融缩聚— 聚合温度不仅高于参与聚合的单体的熔点， 聚合温度不仅高于参与聚合的单体的熔点，
而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出10－ ℃ 而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出 －20℃ 。 整个聚合体系始终处于熔融状态的聚合反应；由于这类 整个聚合体系始终处于熔融状态的聚合反应； 反应常是固体单体的官能团的缩聚，故常称熔融缩聚。 反应常是固体单体的官能团的缩聚，故常称熔融缩聚。 这种聚合除有时加入少量催化剂外， 这种聚合除有时加入少量催化剂外，一般均不加任何溶 剂，所以实质上它也是本体聚合。 所以实质上它也是本体聚合。
（四）从聚合过程的控制分类 间歇法 半连续法 连续法
间歇聚合（ 间歇聚合（batch polymerization） ） 单体物料一次加入反应器，反应结束后一次出料。 单体物料一次加入反应器，反应结束后一次出料。 连续聚合（ 连续聚合（continuous polymerization） ） 单体等物料不断进料、连续出料的聚合。 单体等物料不断进料、连续出料的聚合。可以是单釜或多釜 串联。 串联。 半连续聚合（ 半连续聚合（semi-continuous polymerization) 单体分批或连续加入反应器，其他组分一次加入。 单体分批或连续加入反应器，其他组分一次加入。 少量引发剂可能分多次加入，不必称做半连续聚合。 少量引发剂可能分多次加入，不必称做半连续聚合。
高分子化学第5章
• 主要有聚乙烯醇等合成高分子，及纤维素衍生物、明胶等
–(2)不溶于水的无机粉末
• 主要有碳酸镁、滑石粉、高岭土等
水溶性有机高分子
• 高分子分散剂的作用机理主要是：
–吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起着保 护胶体的作用；
–介质的粘度增加，有碍于两液滴的粘合；
–明胶、部分醇解的聚乙烯醇等的水溶液，还 使表面张力和界面张力降低，使液滴变小。
第五章 聚合方法
5.1 引言
聚合反应工程考虑的三个层次：
• 聚合机理和动力学（mechanism and kinetics)
–连锁：自由基、阴、阳离子、配位 –逐步：缩聚、聚加成、开环等
• 聚合过程（polymerization process）
–实施方法：本体、溶液、悬浮、乳液 –相态变化：分散性质、是否沉淀、是否存在界面等
• 丙烯腈连续溶液聚合 ； • 醋酸乙烯酯溶液聚合；
• 丙烯酸酯类溶液聚合。
例1. 聚丙烯腈(PAN)连续溶液聚合
• 连续均相溶液聚合：以51-52%的硫氰化钠(NaSCN)水 溶液为溶剂，AIBN为引发剂，pH5±0.2，温度75~85 ˚C，转化率70～75%。进料单体浓度17%，出料聚合 物浓度13%，脱除单体后直接用于纺制腈纶纤维。 • 连续沉淀聚合：以水为溶剂，过硫酸盐类氧化还原引 发体系，温度40～50 ˚C，转化率80%。聚合产物从反应 体系中沉淀出来，经洗涤、分离、干燥后重新配制成纺 丝溶液用于腈纶纺丝。
–沉淀聚合机理与均相聚合有些不同，主要反 映在凝胶效应上，影响因素和生产控制也有 差异。
• 液相聚合； • 气相聚合； • 固相聚合。
从工程角度考虑（需重视操作方式）
高分子化学聚合方法
高分子化学聚合方法1.高分子化学聚合方法是通过将单体分子连接起来形成高分子链的过程。
在高分子化学中，聚合是一种重要的方法，用于合成具有特定性质和功能的高分子材料。
本文将介绍几种常见的高分子化学聚合方法。
2. 自由基聚合自由基聚合是一种常见的聚合方法，其中自由基起到连接单体以形成高分子链的作用。
这种聚合方法通常需要一个引发剂来生成自由基。
引发剂的种类非常多，常见的有过氧化物、硫醇和光敏引发剂等。
自由基聚合的优点是反应条件温和、反应速率较快，适用于多种单体。
3. 阳离子聚合阳离子聚合是另一种常用的聚合方法，其中阳离子起到连接单体的作用。
这种聚合方法需要在反应体系中加入一个酸性催化剂，以形成阳离子。
阳离子聚合通常适用于带有活泼亲电基团的单体，如环氧树脂和乳液聚合物。
4. 阴离子聚合阴离子聚合是一种通过阴离子的连接作用来形成高分子链的聚合方法。
这种聚合方法通常需要在反应体系中加入碱性催化剂，以形成阴离子。
阴离子聚合适用于带有活泼亲核基团的单体，如丙烯酸和乙烯基醚。
5. 双键聚合双键聚合是一种通过双键的共轭作用来形成高分子链的聚合方法。
这种聚合方法适用于具有共轭结构的单体，如聚合物太阳能电池和有机发光二极管。
6. 离子共聚合离子共聚合是一种将阳离子和阴离子进行聚合的方法。
这种聚合方法可以用于合成具有特殊性质的高分子材料，如离子交换树脂和水凝胶。
7. 环氧树脂聚合环氧树脂聚合是一种通过环氧基团的开环反应形成高分子链的聚合方法。
环氧树脂聚合常用于涂料、黏合剂和复合材料的制备中。
8. 聚合反应控制在高分子化学聚合方法中，精确控制反应的条件和参数对于获得理想的高分子材料至关重要。
常见的聚合反应控制方法包括温度控制、引发剂用量控制和反应时间控制等。
9. 应用领域高分子化学聚合方法在许多领域都有广泛的应用。
例如，它们可以用于合成高分子材料，如塑料、纤维和弹性体等。
此外，高分子化学聚合方法还可以用于制备功能性高分子材料，如药物递送系统、聚合物光学材料和生物医学材料等。
高分子化学复习简答题(五)--聚合方法(精)
高分子化学复习简答题（五）---聚合方法学校名称：江阴职业技术学院院系名称：化学纺织工程系时间：2017年3月10日1、比较自由基聚合的四种聚合方法。
实施方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方主要成分单体、引发剂单体引发剂、溶剂单体、引发剂、分散剂、水单体、引发剂、乳化剂、水聚合场所单体内溶剂内液滴（单体）内胶束内聚合机理自由基聚合一般机理，聚合速度上升聚合度下降容易向溶剂转移，聚合速率和聚合度都较低类似本体聚合能同时提高聚合速率和聚合度生产特征设备简单，易制备板材和型材，一般间歇法生产，热不容易导出传热容易，可连续生产。
产物为溶液状。
传热容易。
间歇法生产，后续工艺复杂传热容易。
可连续生产。
产物为乳液状，制备成固体后续工艺复杂产物特性聚合物纯净。
分子量分布较宽。
分子量较小，分布较宽。
聚合物溶液可直接使用较纯净，留有少量分散剂留有乳化剂和其他助剂，纯净度较差2、悬浮聚合的配方至少有哪几个组分?单靠搅拌能不能得到聚合物颗粒？加入悬浮稳定剂的目的和作用是什么?常用的悬浮稳定剂有哪几种?影响聚合产物粒径大小因素有哪些?悬浮聚合的主要缺点是什么?答：①悬浮聚合的配方一般至少有四个组分，即单体，引发剂，水和悬浮稳定剂。
②搅拌的剪切力可使油状单体在水中分散成小液滴。
当液滴分散到一定程度后，剧烈搅拌反而有利于细小液滴的并和（成大液滴），特别是当聚合反应发生后，由于液滴中含有一定量的聚合物，此时搅拌增大了这些液滴的碰撞粘结概率，最后导致聚合物结块，所以单靠搅拌不能得到稳定的悬浮体系，因而体系中必须③加入悬浮剂，以降低表面张力，使分散的小液滴表面形成一层保护膜，防止彼此并和和相互粘结，从而使聚合在稳定的悬浮体系中的液滴中进行。
如果只加悬浮剂，而不进行搅拌，则单体就不会自动分散成小液滴；同样不能形成稳定的悬浮体系。
④可作悬浮剂的物质有：水溶性聚合物如聚乙烯醇，明胶和苯乙烯－马来酸酐共聚物等；水不溶性无机物如磷酸钙，碳酸镁，碳酸钡和硫酸钡等。
高分子化学第五章_聚合方法
1
聚合物生产实施的方法，称为聚合方法。
气相聚合
在单体沸点以上聚合
单体形态
固相聚合
在单体熔点以下聚合
聚合物—单体不溶
沉淀聚合 均相聚合
聚合物—单体互溶
非均相聚合
溶解性
聚合物—单体部分互溶
2
本体聚合
悬浮聚合
物料起始状态
乳液聚合
溶液聚合
5.1 引言
自由基聚合有四种基本的实施方法。 • 本体聚合: 不加任何其它介质, 仅是单体在引发剂（甚至不 加）、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。 • 溶液聚合: 单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
溶剂对聚合度的溶解性能与凝胶效应有关 良溶剂，为均相聚合，[M]不高时，可消除凝胶效应 沉淀剂，凝胶效应显著，Rp 劣溶剂，介于两者之间
20
4、应用实例
多用于自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合等。
表4
单体
溶液聚合工业生产实例
溶剂 硫氰化钠 水溶液 水 甲醇 聚合机理 自由基聚合 自由基聚合 自由基聚合 产物特点与用途 纺丝液 配制纺丝液 制备聚乙烯醇、 维尼纶的原料
聚合物—单体—溶剂体系 均相聚合 乙烯高压聚合、苯乙烯、丙 烯酸酯 苯乙烯—苯、丙烯酸—水、 丙烯腈—二甲基甲酰胺 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯 苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯 沉淀聚合 氯乙烯、丙烯腈、丙 烯酰胺 氯乙烯—甲醇、丙烯 酸—己烷、丙烯腈— 水 氯乙烯 氯乙烯
均相体系
非均相体系
6
如何选择聚合方法： 根据产品性能的要求与经济效益，选用一种或几种方
PMMA为非晶体聚合物，Tg=105 ℃，机械性能、耐 光耐候性均十分优异，透光性达90%以上，俗称“有机 玻璃”。广泛用作航空玻璃、光导纤维、标牌、指示灯 罩、仪表牌、牙托粉等。
文档高分子化学名词解释
第一章绪论1.单体：能够形成高分子化合物中结构单元的小分子化合物。
2.高分子：由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物，也称聚合物或高聚物。
3.结构单元：高分子中多次重复的并且可以表明合成所用单体种类的化学结构。
4.重复单元：在聚合物的大分子链上重复出现的，组成相同的最小基本单元。
5.单体单元：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。
6.聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示。
以结构单元数为基准即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以Xn表示。
7.碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
8.杂链聚合物：聚合物大分子的主链中除了含有碳原子外，还含有氧，氮等杂原子。
9.元素有机聚合物：聚合物的大分子主链中没有碳原子存在，又要由硅，硼，铝和氧，氮，硫，磷等原子组成。
10.无机高分子：主链与侧链均无碳原子的高分子。
第二章缩聚和逐步聚合1.均缩聚：由一种单体进行的缩聚反应。
2.混缩聚：由两种均不能独自缩聚的单体进行的缩聚反应。
3.共缩聚：在均缩聚中加入第二单体或混缩聚中加入第三，第四种单体进行的缩聚反应。
4.官能度：一分子中能参与的官能团数称为官能度。
5.平均官能度：指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团数目。
6.过量分率：线型缩聚中某一单体过量的摩尔分率。
7.反应程度：参加反应的官能团数占起始官能团数的分率。
8.凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度Pc。
9.熔融缩聚：指反应温度高于单体和缩聚物的熔点，反应体系处于熔融状态下进行的反应。
10.溶液缩聚：单体加适当催化剂在溶剂中呈溶液状态下进行的缩聚叫做溶液缩聚。
11.界面缩聚：两单体分别溶解于两互不溶的溶剂中，反应在两相界面上进行的缩聚反应，具有明显的表面反应的特性。
第三章自由基聚合1.活性种：打开单体的π键，使链引发和增长的物质，活性种可以是自由基，阴离子或阳离子。
高分子化学第05章 聚合方法
聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体，因此本体聚合过程中发生 聚合物的沉淀。本体聚合分为预聚合和聚合两段：
9
预聚合：小部分单体和少量高活性引发剂（过氧化乙酰 基磺酰）加入釜内，在50℃ ~70℃下预聚至7%~11%转化率， 形成疏松的颗粒骨架。
2
5.2 本体聚合
本体聚合（Bulk Polymerization）：是单体本身在不加溶 剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或直接由光热等作 用下引发的聚合反应。 优点：无杂质，产品纯度高，聚合设备简单。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易 局部过热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导 致暴聚。
39
乳化剂的作用主要有三点： 降低表面张力，使单体分散成细小的液滴 在液滴表面形成保护层，使乳液稳定 增溶作用：形成胶束，使单体增溶 乳化剂能形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度(简称CMC)， CMC越小，越易形成胶束，乳化能力越强。
40
亲水亲油平衡值(HLB)：衡量表面活性剂中亲水和亲油部分 对水溶性的贡献。其值越大亲水性越大。
32
乳液聚合的缺点 ①需要固体产品时，乳液需经凝聚、洗涤、脱水、干燥等工 序，成本较高 ②产品中留有乳化剂等杂质，难以完全除净，有损电性能等
33
乳液聚合应用
①聚合后分离成胶状或粉状固体产品
丁苯、丁腈、氯丁等合成橡胶；ABS、MBS等工程塑料和抗冲 改性剂；糊用聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯等特种塑料。
12
缺点： 单体浓度较低，聚合速率慢，设备生产能力较低； 单体浓度低和向溶剂链转移使聚合物的分子量降低； 使用有机溶剂时增加成本、污染环境; 溶剂分离回收费用高，除尽聚合物中残留溶剂困难。
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高分子化学名词解释精品（五）
----聚合方法
学校名称：江阴职业技术学院
院系名称：化学纺织工程系
时间：2017年1月10日
1、自由基聚合实施方法(Process of Radical Polymerization)：主要有本体聚合，溶液聚合，乳液聚合，悬浮聚合四种。
2、离子聚合实施方法(Process of Ionic Polymerization)：主要有溶液聚合，淤浆聚合。
3、逐步聚合实施方法(Process of Step-polymerization)：主要有熔融聚合，溶液聚合，界面聚合
4、本体聚合(Bulk Polymerization)：本体聚合是单体本身、加入少量引发剂（或不加）的聚合。
5、悬浮聚合(Suspension Polymerization)：悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
6、溶液聚合(Solution Polymerization)：是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。
7、乳液聚合(Emulsion Polymerization)：是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
8、分散剂(Dispersant)：分散剂大致可分为两类，（1）水溶性有机高分子物，作用机理主要是吸咐在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护人用，同时还使表面（或界面）张力降低，有利于液滴分散。
（2）不溶于水的无机粉末，作用机理是细粉吸咐在液滴表面，起着机械隔离的作用。
9、乳化剂(Emulsifier)：常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用有：（1）降低表面张力，使单体乳化成微小液滴，（2）在液滴表面形成保护层，防止凝聚，使乳液稳定，（3）更为重要的作用是超过某一临界浓度之后，乳化剂分子聚集成胶束，成为引发聚合的场所。
10、胶束(Micelle)：当乳化剂浓度超过临界浓度（CMC）以后，一部分乳化剂分子聚集在一起，乳化剂的疏水基团伸身胶束回部，亲水基伸向水层的一种状态。
11、亲水亲油平衡值（HLB）( Value of Hydrophile Lipophile Balance)：
该值用来衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献，该值的大小表表亲水性的大小。
12、胶束成核(Micellar Nucleation)：在经典的乳液聚合体系中，由于胶束的表面积大，更有利县城捕捉水相中的初级自由基和短链自由基，自由基进入胶束，引发其中单体聚合，形成活性种，这就是所谓的胶束成核。
13、均相成核(Homogeneous Necleation)：又称水相成核，当选用水溶性较大的单体，溶于水的单体被引发聚合成的短链自由基将含有较多的单体单元，并有相当的亲水性，水相中多条这样较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核，以此为核心，单体不断扩散入内，聚合成乳胶粒，这个过程即为均相成核。