Массовая полимеризация
Объемную полимеризацию или массовую полимеризацию осуществляют путем добавления растворимого радикального инициатора к чистому мономеру в жидком состоянии. Инициатор должен раствориться в мономере. Реакция инициируется нагреванием или воздействием радиации. По мере протекания реакции смесь становится более вязкой. Реакция является экзотермической, и образуется широкий диапазон молекулярных масс.
Массовая полимеризация проводится в отсутствие какого-либо растворителя или диспергатора и, таким образом, является наиболее простой с точки зрения рецептуры. Он используется для большинства полимеров ступенчатого роста и многих типов полимеров с цепным ростом. В случае реакций роста цепи, которые обычно являются экзотермическими, выделяющееся тепло может привести к тому, что реакция станет слишком энергичной и ее будет трудно контролировать, если не будет использовано эффективное охлаждение.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Массовая полимеризация имеет ряд преимуществ перед другими методами: [1]
- Система проста и требует теплоизоляции .
- Полученный полимер является чистым .
- Большие отливки можно готовить напрямую.
- Распределение молекулярной массы можно легко изменить.
- Полученный продукт имеет высокую оптическую прозрачность.
Недостатки: [1]
- Теплопередача и перемешивание затрудняются по мере увеличения вязкости реакционной массы.
- Проблема теплопередачи усугубляется сильно экзотермической природой свободнорадикальной полимеризации.
- Полимеризация получается с широким молекулярно-массовым распределением из-за высокой вязкости и отсутствия хорошей теплопередачи.
- получают очень высокие молекулярные массы.
- Эффект геля.
Для уменьшения недостатков объемной полимеризации процесс можно проводить в растворе. Это известно как полимеризация в растворе . [2]
Классификация
[ редактировать ]Существует два основных типа объемной полимеризации: [3]
Спокойная объемная полимеризация
[ редактировать ]При этом типе объемной полимеризации перемешивание отсутствует. Его часто используют для синтеза сшитых и термореактивных полимеров. Из-за спящего характера системы эффект Троммсдорфа в значительной степени присутствует , что, в свою очередь, приводит к более длинным цепям и более прочному материалу. К основным недостаткам этого типа полимеризации относятся захваченные пузырьки (или пустоты) из-за выкипания мономера и невозможность конвертировать все мономеры.
Массовая полимеризация с перемешиванием
[ редактировать ]При этом типе полимеризации происходит непрерывное перемешивание мономера. используются очень специфические конструкции реакторов В зависимости от вязкости полимера . В некоторых случаях готовый расплав полимера перекачивают из реактора с помощью шестеренного насоса или приложения умеренного внешнего давления. Она отличается от полимеризации в растворе тем, что мономер сам выступает в роли растворителя.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Абдулла Юсеф, Абдал-Рахман. (2019). Растворная и объемная полимеризация. 10.13140/РГ.2.2.16472.96001/2.
- ^ Дэниел У. Витте, Прогнозирование массового переноса систем растворитель / полимер в реакторах-смесителях большого объема при конечных концентрациях растворителя, 2009 г.
- ^ Родригес, Кристофер. Принципы полимерных систем . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4822-2379-8 .