Эмульсионная полимеризация

Сурфактанты, поверхностно-активные вещества

Ионогенные – додецилсульфат натрия, з-алкилбензолсульфонаты, триметилцетиламмоний хлорид.

Неионогенные – полиэтиленгликоли с алкильными концевыми группами.

Стадии эмульсионной полимеризации

При смешении мономера и водного раствора сурфактанта получаются:

1 большие капли мономера, окруженные молекулами сурфактанта (размер порядка мм)

2 мицеллы сурфактанта (размер порядка ангстремов)

3 мицеллы, с мономером внутри (размер порядка десятков, до 100 ангстрем)

Стадии процесса

1 стадия

Мономеры диффундируют в мицеллу с образованием мицеллярных капель. Диффузия радикала (из инициатора) вызывает полимеризацию внутри мицеллы с образованием полимерно-мономерных частиц. Стадия заканчивается при конверсии около 15%

2 стадия

Весь сурфактант израсходован, и новые мицеллы не образуются. Мономеры диффундируют в/из полимерно-мономерной частица, что приводит к установлению равновесной концентрации мономера внутри капли. Стадия заканчивается при конверсии около 40-60%. Важно, что количество частиц остается постоянным, т.к. весь сурфактант использован в процессе.

Модель Смита-Эварта (Smith-Ewart)

В определенное время в частице существует 1 или 0 радикалов, поскольку в случае диффузии второго радикала обрыв значительно преобладает над ростом. Радикал попадает в пололимерно-мономерную частиц один раз в 1-100 сек.

Из этого следует, что скорость роста в одной полимерно-мономерной частице

v ₂ = k₂[M]

а общая скорость роста

где N- число частиц, N_a- число Авогадро, n_R – среднее число радикалов в частице.

Остается вопрос о числе частиц N

Теория дает

l - константа, связанная с эффективность захвата радикала полимерно-мономерной частицей 0.35< l <0.53

с_а – концентрация сурфактанта

a_s – поверхность ионных групп сурфактанта

V₁ – скорость инициирования

v ₂ – скорость роста внутри частицы

Для степени полимеризации имеем

Таким образом, скорость роста и степень полимеризации тем выше, чем

- больше число мицелл-частиц-сурфактанта

- чем меньше скорость инициирования

- больше равновесная концентрация мономера.

Обратная эмульсия

Полимеризация водорастворимых мономеров.

Псевдоживая радикальная полимеризация

Живая полимеризация - процесс, при котором активные центры растущих цепей устойчивы неопределенно длительное время

Псевдоживая полимереизация – процесс, при котором активные центры растущих цепей часть времени (большую) являются неактивными, а часть (меньшую) активными, причем это наблюдается неопределенно длительное время.

Разделяют псевдоживую ковалентную радикальную полимеризацию (Stable free radical polymerization) и псевдоживую полимеризаию с переносом атома (atom transfer radical polymerization)

Принцип псевдоживой полимеризации

Дата добавления: 2015-08-18