乳液聚合的特點(diǎn)及應(yīng)用

1、乳液聚合的特點(diǎn)及應(yīng)用和其它聚合反應(yīng)的實(shí)施方法本體聚合、溶液聚合和懸浮聚合相比較，乳液聚合法有如下的重要特點(diǎn): 1 .易散熱眾所用知，烯類單體聚合反應(yīng)的傳熱特點(diǎn)是熱負(fù)荷大，其聚合熱約為60 一 100KJ/MOL1；在聚合過(guò)程中放熱不均衡，高峰期要比平均放熱速率高23倍；傳熱條件差.對(duì)本體聚合來(lái)說(shuō)，反應(yīng)后期體系粘度可達(dá)幾十萬(wàn)mpa.s.傳熱系數(shù)大大降低；為了控制聚合反應(yīng)速率與聚合物分于量及其分布，聚合過(guò)程常常對(duì)反應(yīng)溫度有著非?？量痰囊蟆榱私鉀Q散熱問(wèn)題，即使采用高效攪拌和換熱裝置，也很難將所產(chǎn)牛的聚合熱及時(shí)排除，所以聚合過(guò)程的 散熱問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，常常因?yàn)樯釂?wèn)題得不到合理解決而使實(shí)驗(yàn)室研

2、究成果不能投人工業(yè)生產(chǎn)而轉(zhuǎn) 化為生產(chǎn)力。散熱問(wèn)題也嚴(yán)重地影響著安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量，因?yàn)樯岵缓枚诰酆象w系中造成局部過(guò)熱， 輕則使相對(duì)分子質(zhì)量分布變寬，還會(huì)引起支化、交聯(lián)和碳化，使產(chǎn)品質(zhì)量變壞，重則會(huì)引起爆發(fā)性聚合， 使產(chǎn)品報(bào)廢，甚至發(fā)生事故。與本體聚合不同，乳液聚合體系的連續(xù)相是水，聚合反應(yīng)發(fā)生在分散于水相中的乳膠粒內(nèi)部，盡管乳膠粒 內(nèi)粘度很高，但整個(gè)反應(yīng)體系的粘度并不高，基本上接近于連續(xù)相水的粘度，并且在聚合過(guò)程中體系粘度 也不會(huì)發(fā)生大幅度的變化，因?yàn)橥倔w聚合相比，乳液聚合體系易散熱，不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱，更不易發(fā)生 爆聚。乳液聚合不僅比本體聚合容易散熱，而且也比溶液聚合和懸浮聚合更容易散熱

3、，許多閱澈熱問(wèn)題得不到解 決而上升不到大生產(chǎn)的聚合過(guò)程，常?？梢院苋菀椎赜萌橐壕酆戏ㄟM(jìn)行生產(chǎn)。既可制得高分子量的聚合物，又有高的聚合反應(yīng)速率本體聚合、溶液聚合與懸浮聚合遵循共向的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，即在引發(fā)劑濃度一定時(shí)，要想提高聚合反應(yīng)速率， 就要提高反應(yīng)溫度，而反市溫度的提高會(huì)加速引發(fā)劑的分解，使自由基濃度增大，從而導(dǎo)致了鏈終止速率 的增大，使聚合物平均相對(duì)分子量減小；反過(guò)來(lái)，要想提高聚合物平均相對(duì)分子量，就必須降低反應(yīng)溫度， 這義會(huì)造成聚合反應(yīng)速率的降低。就是說(shuō)，要想提高聚合物平均相對(duì)分子量，就必須降低聚合反應(yīng)速率； 而要想提高反應(yīng)速率，就必須犧牲相對(duì)分子量的提高，即兩者是矛盾的。而乳液聚合可以把

4、兩者統(tǒng)一起來(lái)， 即乳液聚合既可以具有高的聚合反應(yīng)速率，又可以得到高分子量的聚合物。這是因?yàn)槿橐壕酆鲜亲裱推?它聚合方法不同的動(dòng)力學(xué)規(guī)律而進(jìn)行的。乳液聚合中的自由基終止速率要比本體聚合中的低，在反應(yīng)溫度和引發(fā)劑濃度不變的前提下，終止反應(yīng)速 率低必會(huì)導(dǎo)致自由基濃度提高，故乳液聚合體系中的自由基濃度要比本體聚合體系中的大，因而乳液聚合 要比本體聚合反應(yīng)速率高。采用乳液聚合方法既可以提高聚合反應(yīng)速率，又可以制得高分子量的聚合物，高的反應(yīng)速率會(huì)使生產(chǎn)成本 降低，而高分子量則是生產(chǎn)高彈性合成橡膠和其他許多產(chǎn)品所必需的。這正是和其它聚合方法相比乳液聚 合法的獨(dú)到之處。以水代替溶劑是發(fā)展的方向由乳液聚合法制

5、成的聚合物乳液是聚合物以乳膠粒的形式在水中的分散體，介質(zhì)水不燃、不爆、無(wú)毒、無(wú) 味，不污染環(huán)境，生產(chǎn)安全，對(duì)人體無(wú)傷害，大大改善聚合車間、后處理車間及其后應(yīng)用過(guò)程中的勞動(dòng)條 件。水便宜、易得，可顯若降低成本，而且避免了采用溶液聚合法溶劑回收的麻煩。隨著世界各因環(huán)境保 護(hù)法的相繼出臺(tái)和強(qiáng)化，對(duì)易造成環(huán)境污染的有機(jī)溶劑的用量嚴(yán)加控制，以水代替溶劑來(lái)制造各種聚合物 的乳液聚合法倍受青睞，故具有強(qiáng)大的生命力，成為今后發(fā)展的方向。4 .生產(chǎn)靈活性大和其他聚合方法相比，乳液聚合法生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，操作方便，靈活性大；既可采用間歇法，又可采 用半連續(xù)法和連續(xù)法進(jìn)行生產(chǎn)；生產(chǎn)彈性大，產(chǎn)量可大可小，既有年產(chǎn)幾

6、十萬(wàn)噸合成橡膠、合成材脂的大 型生產(chǎn)裝置，又可生產(chǎn)各種各樣的少量特殊用途的精細(xì)聚合物產(chǎn)品；溶于水中的、微溶于水中的和不溶于 水中的單體均可用乳液聚合法制備聚合物；既可進(jìn)行單一單體的均聚，又可進(jìn)行兩種或多種單體的共聚反 應(yīng)，同時(shí)還可制備接枝聚合物、定向聚合物、互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物、核殼結(jié)構(gòu)及異相結(jié)構(gòu)聚合物等具有各 種特異性能的聚合物。5 .聚合物乳液可直接利用在某些情況下，乳液聚合完成以后，需通過(guò)后處理將聚合物乳液凝聚成塊狀、顆粒狀或粉末狀聚合物，然 后送去加工成型，制成各種用品。但在很多情況下所制造的聚合物乳液本身就是產(chǎn)品，直接在建筑、紡織、 造紙、工業(yè)涂裝、皮革等行業(yè)作為涂料、粘合劑和其他工作

7、物質(zhì)，已成為不可缺少的材料。低溫乳液聚合丁苯橡膠(E-SBR)簡(jiǎn)述發(fā)展簡(jiǎn)介丁苯橡膠(styrene butadiene rubber)是最早工業(yè)化的合成橡膠。1933年德國(guó)采用乙快合成路線 首先研制出乳液聚合丁苯橡膠，并于1937年開始工業(yè)化生產(chǎn)。1942年美國(guó)以石油為原料生 產(chǎn)丁苯橡膠。1949年原蘇聯(lián)也開始生產(chǎn)。這些都在高溫下(50C)的共聚物，稱為高溫丁苯橡 膠。50年代初，出現(xiàn)了性能優(yōu)異的低溫(58C)丁苯橡膠。目前，低溫乳聚丁苯橡膠約占整個(gè)丁 苯橡膠的80%。1951年開始生產(chǎn)充油丁苯橡膠。以后又出現(xiàn)了丁苯橡膠炭黑母煉膠、充油 丁苯橡膠炭黑母煉膠、高苯乙烯丁苯橡膠、羥基丁苯橡膠和液體

8、丁苯橡膠等。60年代中期， 溶液聚合丁苯橡膠(SSBR)開始問(wèn)世。目前，丁苯橡膠(包括膠乳)的產(chǎn)量約占整個(gè)合成橡膠生產(chǎn)量的55%，是合成橡膠中產(chǎn)量和消 耗量最大的膠種。最通用的品種有：SBR1500、SBR1502、SBR1712、SBR1778。分子結(jié)構(gòu)式SBR的性能丁苯橡膠是一種不飽和的烴類高聚物，溶解度參數(shù)約為在光、熱、氧和臭 氧作用下將發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，但其被氧化的作用比天然橡膠緩慢，即使在較高溫度下老化 反應(yīng)的速度也較緩慢。光對(duì)橡膠的老化作用不明顯，但耐臭氧性比天然橡膠差。脆性溫度約 為零下450C，低溫性能稍差。優(yōu)點(diǎn)膠料不易焦燒和過(guò)硫，硫化平坦性好。耐磨性、耐熱性、耐油性和耐老化性能等均比天然橡膠好。高溫耐磨性好，適用于乘用 胎。加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不易過(guò)煉，可塑度均勻。硫化膠硬度變化 小。提高分子量可達(dá)到高填充。充油丁苯橡膠的加工性能好。很容易與其它不飽和通用橡膠并用，尤其是與天然橡膠和順丁橡膠并用，經(jīng)配方調(diào)整可 以克服丁苯橡膠的缺點(diǎn)。并用1、與天然橡膠并用與天然橡膠并用可改善丁苯橡膠的自粘性，提高撕裂強(qiáng)度、彈性及拉伸強(qiáng)度等。混煉方法:#塑煉天然橡膠，使兩者粘度相近再摻合，有利于配合劑的分散，減少膠料的焦燒。2、與順丁橡膠并用可以提高硫化膠的彈性和耐磨性能。順丁橡膠比例增大時(shí)，低溫性能尤