分散聚合
《高分子材料学》名词解释
1.高分子材料：以高分子化合物为基材加入适当助剂,经过混炼的能够进行成型加工的材料。
2.高分子化合物：是指那些众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在1万以上的化合物3.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4.结构单元：重复单元中包括的更小的不能再分的结构单位。
5.聚合度：即聚合物大分子链所含结构单元数目的平均值。
6.分散性：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小不一的专业术语7.连锁聚合：活性中心引发单体并迅速连锁增长的聚合反应8.逐步聚合：无活性中心,单体官能团之间相互反应而使分子链逐步增长的聚合反应9.加聚反应：烯类单体经过加成而聚合起来的反应10.缩聚反应：单体经过多次缩合而聚成的大分子反应产物,并伴随小分子生成的反应。
11.热塑性聚合物：聚合物大分子之间以物理力聚而成,加热时可熔,并能溶于适当溶剂中的聚合物,受热时可塑化,冷却时可固化成型。
12.热固性聚合物：加热条件下发生了交联反应，形成了网状或体型结构，再加热时不能熔融塑化，也不能溶于溶剂，这类聚合物称为热固性聚合物。
13.聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应14.自由基聚合：用自由基作为活性中心引发,使链增长自由基不断增长的聚合反应15.诱导效应：有机分子引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度发生变化：从而使化学键发生极化的现象16.诱导分解：诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应：其结果是引发剂效率降低17.笼蔽效应：在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基,始终处于含大量溶剂分子的高粘度聚合物溶液的包围之中：一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低18.半衰期：在一定的温度下,引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间，用于衡量引发剂活性或反应速率的大小19.引发效率:引发聚合的这部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率20.自由基寿命:自由基从产生到引发单体聚合形成聚合物的这段时间。
乳液聚合出现团聚的原因
乳液聚合出现团聚的原因介绍乳液聚合是一种重要的化学反应过程，它常常用于合成高分子材料，如聚合物。
然而，有时候乳液在聚合过程中会出现团聚现象，导致合成不成功。
本文将探讨乳液聚合出现团聚的原因，并提出相应的解决方案。
团聚的原因1. 聚合物链的交织当乳液中的聚合物链相互交织时，会导致团聚的发生。
这可能是由于聚合物链的长度较长或浓度较高，随着聚合反应的进行，聚合物链之间相互穿插、交织形成团聚。
2. 不良的分散剂性能分散剂在乳液中起到分散聚合物链的作用，防止其团聚。
然而，如果分散剂的性能不理想，如表面活性剂固有的亲水性不高或分散剂的添加量不足，会导致分散剂无法有效分散聚合物链，从而出现团聚现象。
3. 混合过程中的不均匀性在乳液聚合的过程中，混合是一个非常重要的环节。
如果混合不均匀，会导致乳液中聚合物链分布不均匀，聚合物链之间距离过近，易发生团聚。
4. 成核机制的影响乳液聚合过程中的成核机制对团聚现象的出现也有一定影响。
如果成核机制不合理或存在问题，会导致聚合物链的生长速率不均匀，从而产生团聚。
解决方案1. 控制聚合物链的长度和浓度为了避免聚合物链的交织导致团聚，可以通过调控聚合物链的长度和浓度来解决。
可以采用合适的单体浓度，或者引入限定剂来控制聚合物链的长度，从而减少交织的可能性。
2. 选择适当的分散剂合适的分散剂可以有效分散聚合物链，防止其团聚。
在选择分散剂时，应考虑其表面活性剂的亲水性，选择亲水性较高的分散剂。
此外，要注意分散剂的添加量，确保其能够充分分散聚合物链。
3. 加强混合过程的均匀性混合过程中的均匀性对于乳液聚合的成功与否至关重要。
可以采用搅拌、喷淋等方法来增加混合的均匀性，确保聚合物链在乳液中分散均匀，减少团聚的可能性。
4. 优化成核机制合理的成核机制可以提高乳液聚合的效果，减少团聚现象。
通过调控成核物质的选择和添加量，控制成核的速率和位置，从而使聚合物链的生长更加均匀，减少团聚的发生。
结论乳液聚合出现团聚的原因可能包括聚合物链的交织、不良的分散剂性能、不均匀的混合过程以及成核机制的影响。
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）。
明胶的分散原理
明胶的分散原理明胶是一种天然聚合物，也是一种常用的分散剂。
它具有良好的分散性能，能够有效地将固体颗粒分散在溶液或胶体中。
明胶的分散原理主要涉及到其分子结构和物理化学性质。
首先，明胶分子是由多种氨基酸组成的蛋白质，具有较大的分子量和复杂的空间结构。
它具有天然的亲水基团（如羟基和氨基），能够与水分子形成氢键和静电作用力，使明胶在水中溶胀和水解。
这一特性使得明胶具有较高的溶解度和可溶性，更有利于分散。
其次，明胶分子具有较大的分子体积和可伸缩的链结构，使得其在溶液中呈现出高分子胶体的特性。
明胶溶液在溶剂作用下可以形成胶束结构，胶束表面具有较高的亲水性，而内部则是亲油性。
这种聚合物链的排列使得溶液中的固体颗粒能够通过弥散、吸附和包裹等方式分散在胶束中，从而形成稳定的分散体系。
此外，明胶还具有较好的黏附性和交联性。
明胶分散剂在溶液中的黏附性使得它能够吸附在固体颗粒的表面上，通过电荷相互作用力或物理吸附力使颗粒之间产生排斥力，避免团聚。
而交联性则通过明胶分子链之间的交联点或横向结合作用形成网状结构，增加颗粒在分散剂中的稳定性和均匀性。
另外，明胶分散剂还具有减小界面能的作用。
固体颗粒在溶液中的分散往往涉及颗粒与溶液之间的界面相互作用力。
明胶作为表面活性剂，可以降低固液或液液之间的界面能，形成分散体系的能力。
明胶分散剂能够在固体颗粒和溶液的界面上形成吸附层，减少颗粒之间的相互作用力，使颗粒能够自由分散在溶液中。
总之，明胶分散剂的分散原理主要涉及到其分子结构和物理化学性质。
明胶分子具有亲水性和亲油性，能够通过溶解、溶剂作用和胶束结构的形成将固体颗粒分散在溶液中。
同时，明胶还具有黏附性、交联性和减小界面能等特点，有助于提高分散体系的稳定性和均匀性。
以上就是关于明胶的分散原理的简要介绍，希望对你有所帮助。
梳形聚合物及其作为分散剂的用途
梳形聚合物及其作为分散剂的用途梳形聚合物是一种特殊结构的高分子材料，其分子链上有许多侧链，使其形状类似于一把梳子。
这种独特的结构赋予了梳形聚合物许多独特的性质和广泛的应用领域。
在化工行业中，梳形聚合物被广泛应用作为分散剂，具有以下几个方面的用途。
首先，梳形聚合物作为分散剂可以在液体中分散固体颗粒，使其均匀分布并保持稳定状态。
这是因为梳形聚合物的侧链能够与固体颗粒表面发生相互作用，形成稳定的胶束结构，防止固体颗粒沉积或聚集在一起。
因此，梳形聚合物可以广泛应用于颜料、填料、粉末冶金等领域，提高产品的质量和性能。
其次，梳形聚合物作为分散剂还可以在液体中分散液滴，使其细小并保持良好的分散状态。
这是因为梳形聚合物的侧链能够在液滴表面形成一层吸附层，减小液滴间的表面张力，使液滴更容易分散并保持分散状态。
因此，梳形聚合物可以广泛应用于液体乳剂、涂料、染料溶液等领域，提高产品的稳定性和可操作性。
此外，梳形聚合物作为分散剂还可以在悬浮液中分散气泡，使其保持均匀分布并防止聚集。
这是因为梳形聚合物的侧链能够在气泡表面形成一层吸附层，并形成稳定的胶束结构，防止气泡的聚集和团块形成。
因此，梳形聚合物可以广泛应用于泡沫塑料、泡沫混凝土等领域，提高产品的质量和稳定性。
综上所述，梳形聚合物作为分散剂具有广泛的应用领域和多种功能。
在化工生产过程中，选择适合的梳形聚合物作为分散剂，可以有效地提高产品的质量和性能，在工业生产中发挥重要的指导意义。
六章悬浮聚合
聚合中期可细分为聚合反应中前期与聚合反应的中后期。
聚合反应中前期
在聚合反应的中前期，单体聚合的链增长速率较慢，生成 的聚合物因能溶于自身单体仍使反应液滴保持均相。随聚 合物增多，透明液滴的粘度增大。
此阶段液滴内放热量增多，粘度上升较快，液滴间粘结的 倾向增大，所以自转化率20％以后进入液滴聚集结块的危 险期，同时液滴的体积也开始减小。
第六章 悬浮聚合
6．1 概述
悬浮聚合是通过强烈的机械搅拌作用使不溶于水的单 体或多种单体的混合物成为液滴状分散于一种悬浮介 质中进行聚合反应的方法。 悬浮聚合自30年代工业化以来，已成为重要的聚合方法之一。
特点 悬浮聚合工艺过程简单，聚合热易于排除，操作控制方便，聚合 物易于分离、洗涤、干燥，产品也较纯净，且可直接用于成型加 工。特别适于大规模的工业生产。
(4)减少水和粘稠状珠滴的密度差，即使珠滴易于分散悬浮。
1．水溶性高分子化合物的稳定作用
(1)被吸附和聚集在单体液滴表面并形成液膜保护层 (2)提高了水相的粘度和形成所谓“界面粘度”
• 悬浮剂主要是一些溶于水的高分子物质 和一些难溶于水的微粉末无机化合物。
• 能起后两者作用的又称为辅助悬浮剂或 助分散剂。
成方法不 • 同，所含杂质也不—样。 • 常见的杂质有甲醇、乙酯醇等低级醇类、低级醚类、
酮类、甲醛、乙醛、乙炔、乙烯基乙炔、乙苯、α—羟 基异丁酸甲酯等，当含量大于0.01％以上时就有明显的 影响。
• 3．还原性杂质
• 反应设备上的铜制件被腐蚀带人的铜和铜的化合物， 含量大于百万分之儿就能使聚合诱导期延长，聚合物 分子量下降，并使产品着色和光稳定性降低。
几种主要单体转化率达100％时的体积收缩率(25℃)如下：
悬浮聚合- 完整版
明胶：紧密型 分散剂的种类
颗粒形态取决于
PVA：疏松型 大，有利于形 成疏松型
水与单体的配比
3 分散剂和分散作用 （1） 水溶性高分子物质: 聚乙烯醇、苯乙烯—马来酸酐共聚 物、聚（甲基）丙烯酸盐、明胶等。 A 吸附在表面, 形成很薄的保护膜； B 降低表面张力和界面张力, 使液滴变小。 （2） 精细分布的非水溶解性的无机粉末: CaCO3、MgCO3， 起机械隔离作用。 原位生成: Na2CO3+MgSO4 MgCO3+Na2SO4
基本组分单体引发剂分散剂水溶性高分子物质聚乙烯醇聚丙烯酸钠smaa共聚物明胶纤维素类淀粉碳酸盐硫酸盐滑石粉高岭土是一类能将油溶性单体分散在水中形成稳定悬浮液的物吸附在液滴表面形成一层保护膜吸附在液滴表面起机械隔离作用不溶于水的无机物颗粒大小与形态悬浮聚合得到的是粒状树脂粒径在001粒径在1mm左右称为珠状聚合粒径在001mm左右称为粉状悬浮聚合粒状树脂的颗粒形态不同颗粒形态是指聚合物粒子的外观形状和内部结构状况紧密型
吸附在液 滴表面， 形成一层 保护膜
不溶于水的无机物
吸附在液滴 表面，起机 械隔离作用
颗粒大小与形态 悬浮聚合得到的是粒状树脂，粒径在0.01 ~ 5 mm 范 围 粒径在1 mm左右，称为珠状聚合 粒径在0.01 mm左右，称为粉状悬浮聚合 粒状树脂的颗粒形态不同 颗粒形态是指聚合物粒子的外观形状和内部结构状况 紧密型：不利于增塑剂的吸收，如PVC 颗粒形态 疏松型：有利于增塑剂的吸收，便于加工
悬浮聚合
翟梓合 李沿熹 韩小旭 丰毅 于广
1 一般介绍
5.3 悬浮聚合
悬浮聚合 是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚 合，这是自由基聚合一种特有的聚合方法。
超声波引发苯乙烯分散聚合反应制备Ag／PS复合粒子
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｈ ｎｔ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｅＡ ＰＳ ｃ ｍｐ ｓｔ ａｔ ｌｓ ａｅｐ ｅ ａｅ ｎ ｈ ｒｃｅｉｅ ｃ ｏｄｎ ｏｔ ｅｆ ｌ ｏ ｏ ｉ ｐ ｒｉ ｅ ｒ ｒｐ ｒｄ ａ ｄ ｃ ａａ ｔｒ ｄ ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｏ ｅ ｃ ｚ
ｉｇ，ａ ｔ ’ ｉ ｎ ｎ ｎ ｔ ｔｏ ． ｎ ｌ ｎ ｃ ｉａ ｏ ，ａ ｄ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ Ｆｉａ ｌ ＼ｔ ｉ ｙ．ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉｓ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏ ｈ ｉｐ ｒ ｉ ｎ ｐ ｌｍｅ ｉ ｔ ｎ ａ ｅ ｉ ｖ ｓ ｉａ ｅ ， ｈ ｙ ａ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｆ ｔ ｅ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｏ ｙ ｒｚ ｉ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ ｃ ａｏ ｇ
超 声波 引发 苯 乙烯分散 聚合 反应制备 Ａ Ｐ ｓ复合 粒子 ／ 张 凯等
超声 波 引发苯 乙烯 分散 聚合 反应 制备 Ａ ／ Ｓ复合粒 子 ｇＰ
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分散聚合的概述
• 与悬浮聚合相像，但所用悬浮剂（如聚乙烯醇）
的浓度较高，且采用水溶性引发剂（如过氧化 氢），颗粒范围在0.5-10微米之间。将难溶于水的 单体放入水中并进行剧烈搅拌形成液滴而分散， 聚合反应发生在液滴的表面上，称为分散聚合。 所用引发剂和分散剂是水溶性的，如明胶、甲基 纤维素；聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸钠等。生成的 聚合物固体粒子直径在0.01mm以下。主要用于生 产聚乙酸乙烯酯的“乳胶液”，也可直接用作胶 粘剂、涂料和纤维、织物、纸张的处理剂等
(5)聚合物颗粒球形性好，粒径大，粒度分布窄。
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分散聚合成核与稳定机理
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分散聚合示意
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常用分散聚合产品
• 聚合氯化铝
一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多 价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无 机高分子水处理药剂）的特点主要是由压力式雾化器的工 作原理所决定的。
A下特点： (1)因含量大，可高达50％以上；
(2)用其制成的产品耐水性、光泽性、透明性及力 学性能好，性能接近溶剂型产品，优于水乳型产品；
(3)粘度小，无拉丝性，干燥快，不会使基材变形 和生锈，可在低温下使用，故其施工性能良好；
(4)可选用毒性低和危险性小的分散介质，可减少 污染和公害；
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多 数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨 擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和 两性型四种类型。
A
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参考文献
• Wu W B, WangML, Sun YM, et al. Mater Lett, 2008,
26:156~160.
• 曹同玉,刘庆普,胡金生.聚合物乳夜合成原理性能及应用.第
二版.北京:化学工业出版社,2007, 472.
• Kobayashi K, Senna M. J Appl Polym Sci, 1992,46:27~36.
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分散聚合的原理和应用
A
1
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2
分散聚合
• 定义 • 概述 • 特点 • 聚合示意图 • 常见分散聚合产品
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分散聚合（dispersion polymerization）
• 分散聚合是于70年代初由英国ICI公司的研究者首先提出的
一种聚合方法，最初主要用于开发非水分散涂料、粘合剂、 表面处理剂等。严格来讲，分散聚合是一种特殊类型的沉 淀聚合。单体、稳定剂和引发剂都溶解在介质中，反应开 始前为均相体系，生成的聚合物不溶解在介质中，聚合物 链达到临界链长后，从介质中沉析出来。和一般沉淀聚合 的区别是沉析出来的聚合物不是形成粉末状或块状的聚合 物，而是聚结成小颗粒，借助于稳定剂悬浮在介质中，形 成类似于聚合物乳液的稳定分散体系。通过分散聚合方法 可以一步得到粒径为0.5～10μｍ的单分散聚合物微球，制 得的单分散聚合物微球可以作为功能性高分子材料，在标 准计量、分析化学、生物工程等领域有着广阔的应用前景