溶液聚合

单体、引发剂(或催化剂)溶于适当溶剂中进行的聚合方法。如果聚合物溶于溶剂成均相,是典型的溶液聚合;不溶于溶剂成异相,称沉淀聚合。

溶液聚合的优点是体系粘度低,传热快,聚合热还可以靠冷凝溶剂带走,所以温度容易控制。缺点是收率较低,聚合度不高,回收溶剂既费时间又增加成本,还造成环境污染。上述缺点限制了溶液聚合的使用,所以工业上只有当其他聚合方法有困难时使用,或者聚合物溶液可直接使用的场合才采用此法。

已经工业化的溶液聚合有:乙酸乙烯酯在甲醇中聚合,再醇解制聚乙烯醇;丙烯腈在二甲基甲酰胺或浓硫氰酸钠溶液中聚合制聚丙烯腈纺丝液;丙烯酸酯在芳烃等溶剂中聚合制涂料或粘合剂,以及乙烯、丙烯在汽油中聚合等。

此法制得的聚合物的分子量低,主要是由于链自由基向溶剂分子发生链转移。如以P·代表链自由基,AB代表溶剂分子,链转移反应可表示为:

公式 符号

转移部分B一般是氢原子,也可以是其他原子或基团,Ktrs称溶剂链转移速率常数,它与链增长反应速率常数kp之比称溶剂链转移常数,用Cs表示,即Cs=Ktrs/Kp。某单体在某溶剂中的Cs大,表示这种单体在这种溶剂中易进行链转移反应。表列出苯乙烯、乙酸乙烯酯在常用有机溶剂中的链转移常数。

图

由于离子型聚合和配位聚合的催化剂能与水反应,不能采用悬浮聚合乳液聚合,而主要采用溶液聚合,如低压聚乙烯、聚丙烯在加氢汽油中,顺丁橡胶在芳烃(或烷烃)中,乙丙橡胶、异戊二烯橡胶在抽余油中,丁基橡胶在氯仿中都用溶液聚合法制备。

参考文章