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阳离子聚合教学PPT

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阳离子聚合教学PPT_第1页
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1乳化剂:大部分形成胶 束, 少量溶解于水中 单体:大部分成液滴,部分增 溶于胶束内,极少量单体溶解 于水中直径约10,000A表面吸附着乳化剂,液滴数约为1010~ 1012.(直径40~50A, 胶束数目为1017~ 1018)聚合前单体和乳化剂状态增溶胶束单体液滴是提供 单体的仓库 乳液聚合机理2乳化剂单体引发剂少量在水相中大部分在水中大部分形成胶束小部分增溶胶束内部分吸附于单体液滴大部分在单体液滴内3大量引发 剂,有初 级自由基 ,但单体 极少引发剂是水 溶性,难以 进入油性单 体单体 液滴体积大 比表面小是油溶性单体和水溶性引发剂 相遇的场所;胶束内[M]很高,比表面大, 提供了自由基易 扩散进入引发聚合的条件1.聚合场所水相中?单体液滴?胶 束?胶束是进行聚合的主要场所 4乳胶粒:胶束内的单体进行聚合反应后的胶束成核:形成乳胶粒的过程,称为成核水相中产生自由基,自由基由水相扩散进入胶束,在 胶束中引发增长,形成聚合物乳胶粒的过程大多为油溶性单体水相中产生的自由基引发溶于水中的单体进行增长,形 成短链自由基后,在水相中沉淀出来,沉淀粒子从水相 和单体液滴上吸附了乳化剂分子而稳定,接着又扩散入 单体,形成和胶束成核过程同样的乳胶粒子,这一过程 叫均相成核。

2.成核机理Ø胶束成核(micellar nucleation)Ø均相成核(homogeneous nucleation)5根据乳胶粒的数目和单体液滴(monomer droplet)是否存在,分为三个阶段3.聚合过程第一阶段—成核期: 乳胶粒生成期,从开始引发到胶束消失为止C=2~15%单体液滴水相乳胶粒液滴、胶束、乳胶粒三种粒子, 乳胶粒数增加,单体液滴数不变,但 体积不断缩小 聚合速率不断增加单体的传送:6第二阶段-恒速期:自胶束消失开始,到单体液滴消失为 止C=20~50%第三阶段-降速期:单体液滴消失后,直到单体完全转化乳胶粒和单体液滴两种粒子乳胶粒数恒定,乳胶粒内单体浓度[M]恒定聚合速率恒定乳胶粒内单体浓度[M]下降聚合速率下降只有乳胶粒一种粒子7第Ⅰ阶段:单体液滴,乳胶束及 乳胶粒子;第Ⅱ阶段:胶束消失,含乳胶粒 及单体液滴;第Ⅲ阶段:单体液滴消失, 乳胶粒体积不 断增大乳液聚合阶段示意图●—单体分子, ○—乳化剂分子, ~~聚合物8聚合速率(Rate of Polymerization)——恒速阶段Ø 当第一个自由基进入胶束时,发生引发、增长,形成乳胶粒Ø 第二个自由基进入后,链终止。

乳胶粒内的平均自由基数 :1/2[M]:乳胶粒子中单体浓度mol/dm3乳液聚合动力学9当 =1/2时:[M·]:1升的乳胶粒中的自由基浓度; N:恒速率阶段乳胶粒浓度,单位 :个/cm3;通过(103/NA)将其单位化为 mol/L NA:阿佛加德罗常数;乳液聚合速率与N、[M]的一 次方成正比,与引发速率无 关 10对于一个乳胶粒,引发速率ri和增长速率rp分别为:平均聚合度:为聚合物的链增长速率除以初级自由基进入乳 胶粒的速率ρ:自由基生成速率或体系中总的引发速率,个/me.s聚合度(Degree of Polymerization)乳液聚合的平均聚合度 与N,[M]一次方成正比 ,与引发速率成反比11乳液聚合的进展(development of emulsion polymerization ) Ø 反相乳液聚合(inverse emulsion polymerization);油相为连续相,单体是水溶性,即W/O(油包水)Ø 核壳乳液聚合(core-shell emulsion polymerization);指由两种或者两种以上单体通过乳液聚合而获得的聚合物-聚合物复 合物或接枝物粒子,粒子的内部和外部分别富集不同的成分,显示出特殊 的双层或者多层结构,从而核与壳分别具有不同的功能 。

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