氯乙烯的悬浮聚合,常需不断搅拌并加入悬浮剂。试分析它们对悬浮液稳定性的贡献,曾用过的悬浮分散剂有哪几种?他们的作用机理有何不同?如何防止聚合物粘壁?如何观测聚合反应的进程的终点?
氯乙烯的悬浮聚合,常需不断搅拌并加入悬浮剂。试分析它们对悬浮液稳定性的贡献,曾用过的悬浮分散剂有哪几种?他们的作用机理有何不同?如何防止聚合物粘壁?如何观测聚合反应的进程的终点?
正确答案: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合(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几率,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,防止彼此并合和相互粘结,从而使聚合在稳定的悬浮液中的液滴进行。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。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,水不溶性无机物如碳酸镁、碳酸钡和硫酸钡等。它们的作用都是使液滴表面形成保护层,防止液滴的并合或粘结。但二者的作用机理不同。水溶性聚合物如聚乙烯醇的水溶液,可降低液滴的表面张力,有利于单体分散成小液滴,并能吸附在液滴表面形成保护层。同时,又能增加介质的粘度,阻碍液滴的碰撞粘结;明胶的作用类似,但使用时必须把介质的pH控制在等电点以下,以防止明胶析出;不溶于水的无机盐如碳酸镁的作用,则是吸附在小液滴的表面起玻璃隔离,阻止其相互粘结。聚合物粘壁(或称挂胶)是影响生产效率、费时费力的实际问题。实验过的防治粘壁的措施有:采用刮壁式桨叶、特制镜面釜壁和釜壁上涂某种染料涂层。由于氯乙烯的悬浮聚合实在氯乙烯沸点以上的温度下,于密闭反应器中进行,所以观察反应釜内的压力降就可以判断聚合反应的进程和终点。