悬浮聚合制备聚苯乙烯性能的研究+聚苯乙烯的现状 第4页
明胶、藻酸钠等天然高分子。目前多复合使用。这类物质的聚合机理有2个分别
图3-3 在单体液滴表面形成保护膜
图3-4 增大单体液滴运动的内阻力的模型图
如图3-3所示，吸附在表面, 形成很薄的保护膜；和如图3-4所示，降低表面张力和界面张力, 使液滴变小，增加单体运动的内阻力。
（二）精细分布的非水溶解性的无机粉末
如碳酸镁、碳酸钙、磷酸钙、滑石粉等。这类分散剂的作用机理[1]如下图3-5所示，是细粉吸附在液滴表面，起着机械隔离的作用。粉末的尺寸愈细，分散在水相中的密度就愈大，液滴的尺寸也就愈小。
分散剂种类的选择和用量的确定随聚合物种类和颗粒要求而定。除颗粒大小和形状外，尚需考虑树脂的透明性和成膜性能等。例如聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯要求透明，以选用无机分散剂为宜，因为聚合结束后可以用稀硫酸洗去。制备聚氯乙烯时，可选用保护能力和表面张力适当的有机高分子作分散剂。除了上述主分散剂外，有时还添加少量表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚醚型表面活性剂等。
图3-5 无机粉末分散保护作用本文来自辣~文~论^文'网
3.1.3悬浮聚合的成粒过程
悬浮聚合的成核成粒分为两种：均相成核和非均相成核。
(一)均相成核成粒
苯乙烯均聚体系、甲基丙烯酸甲酯均聚体系都是典型的珠状悬浮聚合，因聚合物能溶于单体，具有均相聚合的特征[1]。如图3-6其成粒过程基本上分为三个阶段：
图3-7 均相成核成粒过程图
(1)聚合反应初期：单体在搅拌下分散成直径一般为0．5—5μm的均相液滴，在分散剂的保护下， 于适当的温度时引发剂分解为自由基，单体分子开始链引发。(2)聚合反应中期：聚合中期可细分为聚合反应中前期与聚合反应的中后期。在聚合反应的中前期，单体聚合的链增长速率较慢，生成的聚合物因能溶于自身单体仍使反应液滴保持均相。随聚合物增多，透明液滴的粘度增大。此阶段液滴内放热量增多，粘度上升较快，液滴间粘结的倾向增大，所以自转化率20％以后进入液滴聚集结块的危险期，同时液滴的体积也开始减小。转化率达50％以上时，聚合物的增多使液滴变得更粘稠，聚合反应速率和放热量达到最大，此时若散热不良．液滴内会有微小气泡生成.转化率在70％以后，反应速度开始下降，单体浓度开始减小，液滴内大分子链愈来愈多，大分子链活动愈受到限制，粘性逐渐减少而弹性相对增加。(3)聚合反应后期：当转化率达80％时，单体显著减少，聚合物大分子链因体积收缩被紧紧粘结在一起，残余单体在这些纠缠得很紧密的大分子链间进行反应并形成新的聚合物分子链，使聚合物粒子内大分子链问愈来愈充实，弹性逐渐消失，聚合物颗粒变得比较坚硬。这时液滴粘结聚集的危险期渡过，可提高聚合温度促使残余单体反应。这些残余单体分子就只能在其相邻区域形成新的大分子．使聚台物分子链间完全被新生成的大分子链所填充，若干大分子链相互纠结，无规和无间隙的粘聚在一起组成统一的相态，完全固化后最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子。
（二）非均相成核成粒
聚合物不溶于自身单体中的典型例子是聚氯乙烯。不论是亚颗粒还是颗粒，无论是紧密还是疏松树脂，在单个液滴内亚微观成粒阶段都相同、微观阶段也相似。这两层次的成粒过程如图3-8所示：
图3-8 非均相成核成粒图
4 实验部分毕业论文
http://www.751com.cn4.1实验药品与器材
4.1.1实验药品
苯乙烯（ST）：分析纯，分子量104.15，天津市大茂化学试剂厂
聚乙烯醇（PVA）：分析纯，天津市大茂化学试剂厂
过氧化苯甲酰（BPO）：化学纯，分子量242.23，天津市大茂化学试剂厂
丙酮：分析纯，广东省汕头市西陇化工厂
液体石蜡：化学纯，天津市大茂化学试剂厂
十二烷：分析纯，天津市大茂化学试剂厂
4.1.2实验器材
水浴锅：常州澳华数显恒温水浴锅
机械搅拌器：金坛富华搅拌电机
真空干燥机：上海恒科DZF-6050型真空干燥机
DSC：岛津DSC-60型差式扫描量热仪
TGA：岛津TGA-50型热重分析仪
4.2实验过程
本次实验我们以经典的实验室制聚苯乙烯的方法，先按下表4-1配方尝试制备
表4-1 制备聚苯乙烯配方本文来自辣~文~论^文'网
试剂 性状 用量毕业论文
http://www.751com.cn单体 苯乙烯 透明液体 20g
分散剂 聚乙烯醇 白色絮状固体 0.5g
引发剂 过氧化苯甲酰 白色固体 0.25g
介质 去离子水 透明液体 120ml
出悬浮聚合的小球状聚苯乙烯颗粒，并在此基础上，以正常制备条件合成的聚苯乙烯为对照，分别设计出在体系中加入十二烷、改变催化剂用量、加入不同量的有机物丙酮和改变搅拌的速率四组对照实验，研究聚苯乙烯的合成过程中的影响因素。
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