悬浮聚合制备聚苯乙烯性能的研究+聚苯乙烯的现状 第3页
二、高抗冲聚苯乙烯:耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时,裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍,抗冲击性得到了提高。毕业论文
http://www.751com.cn2.1.5聚苯乙烯的应用范围
一、电器制品:聚苯乙烯兼有透明性和良好的绝缘性,可用于各种电器的配件、壳体及高频电容器等。
二、透明制品:聚苯乙烯具有优异的透明性,可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳、包装容器等。
三、日用品:聚苯乙烯的着色性和光泽性好,可广泛用于日用品的制造,如儿童玩具、家具把手、装饰板、笔杆、文具、梳子、牙刷等。
四、包装材料:包装材料主要用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品、陶瓷制品等的包装;保温隔热材料有隔墙板和屋顶夹芯板等。聚苯乙烯发泡制品的防震及保温性能好,可用作包装和保温隔热材料。
3 悬浮聚合的现状
3.1悬浮聚合概述
悬浮聚合是单体以小液滴状悬浮在水中的聚合方法。Hoffman and Delbruch在1909年首次引入了悬浮聚合法这一概念。在这个悬浮聚合中,引发剂溶于单体相,而单体相则是分散于分散介质,通常是水中。在这里,单体液滴构成分散相,水构成连续相。处于分散相的单体(液滴)与最终由其形成的聚合物与分散介质(连续相)的溶解性通常很低。单体相(或分散相)的体积分数通常在0.1-0.5。聚合反应可以在低体积分数下施行,但是也要经济上划算,太低的体积分数会导致产率太低。高体积分数下,连续相太少,就不足以填充分散的液滴之间的空间。这样,由于单体液滴没有得到充分的分离,最终我们也得不到颗粒状的聚合产物。正常状态下,液滴彼此间因为分散相的存在充分而彼此孤立,聚合就在每个独立的液滴内部进行,并且在大多数情况下属自由基聚合。悬浮聚合通常需要加入少量分散剂,以阻止在聚合过程中粘度不断增大的小液滴彼此粘合在一起,使圆形颗粒状分散聚合体稳定存在。最初乳化的液滴以及由此而成的聚合物颗粒两者的尺寸分布就取决于液滴的分裂与液滴的融合这两种状态之间的平衡。而这种平衡反过来受控于搅拌桨的类型,速度,以及所用的稳定剂的种类与浓度。本文来自辣~文~论^文'网
悬浮聚合实质上是借助于较强的搅拌和悬浮剂的作用,将单体分散在与单体不相溶的介质中,单体以小液滴的形式进行本体聚合,在每个小液滴内,单体的聚合过程与本体聚合相似。由于单体在体系中在强力搅拌和悬浮剂的双重作用下被 分散成细小的液滴,因此悬浮聚合又有其独特之处,即散热面积大,故防止了在本体聚合中不易散热的问题。另一特点是由于采用分散剂,应对最后产物分离、清洗,才能得到纯度较高的颗粒状聚合物。
3.1.1悬浮聚合的成粒机理及过程
悬浮聚合能顺利进行的关键是使单体能均匀分散于水相中并始终保持其稳定的分散状态,直全完成聚合反应[1]。悬浮聚合的单体液滴分散过程如下图3-1。
图3-1悬浮单体液滴分散-聚并模型图
苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯等乙烯基单体在水中的溶解度很小,只有万分之几到百分之几,可以看作是不溶于水。单体与水未经混合,将分成两层。在搅拌剪切力作用下,单体液层将分散成液滴,大液滴受力还会继续分散成小液滴,如图3-1的搅拌阶段和大液滴因表面张力分散的过程。单体—水间的界面张力愈小,愈易分散,形成的液滴也愈小。过小的液滴会聚并形成大液滴。液—液分散和液滴的聚并构成动态平衡,最终达到一定的平均粒度。但聚合釜内各处的搅拌强度不一,因此产物的粒度有一定的分布。
无分散剂时,搅拌停止后,液滴将聚并变大,最后仍与水分层,如图3-1的凝集过程。聚合到一定的转化率,如15%—30%,单体—聚合物体系发粘,两液滴碰撞时,将粘接在一起,搅拌反而促进粘结。保持悬浮珠滴稳定方法:(1)加入某种物质以形成珠滴的保护层(膜);(2)增大水相介质的粘度,使珠滴间发生凝聚时的阻力增加;(3)调整单体—水相界面间的界面张力,加强单体液滴文持自身原有形状的能力;(4)减少水和粘稠状珠滴的密度差,即使珠滴易于分散悬浮。其中最好的方法也是最直接的是加入分散剂,因此体系中需要加入分散剂,如下
图3-2 悬浮单体液滴加入分散剂后的分散模型图
图3-2,防止粘结。当转化率较高,如60%—70%时,液滴转变成弹性和刚性固体粒子,粘结性减弱,不再聚并。可见分散剂和搅拌是影响和控制粒度的两大重要因素。此外,水—单体比、温度、转化率也有一定影响。
3.1.2悬浮聚合的分散剂和分散作用毕业论文http://www.751com.cn
在悬浮聚合中加入分散剂能使聚合反应能渡过危险期,得到良好质量的产品,消除处于分散—聚集动态平衡状态中发粘液滴的聚集趋向,不仅能使单体分散得更均匀.而且能保护这些发粘的珠滴,防止因相互粘结而引起的凝聚结块。用于悬浮聚合的分散剂大致可以分成两类,作用机理也有差异。
(一)水溶性有机高分子物
属于这一类的有部分水解的聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的盐类、马来酸酐-苯乙烯共聚物等合成高分子,甲基纤文酸、羟丙基纤文等纤文素衍生物,
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