Для підвищення стереорегулярності полімеру полімеризацію проводять при температурі від – 5 до – 15° С. У цьому випадку у воду додають метиловий спирт або етиленгліколь.
Основні закономірності емульсійної полімеризації полягають у наступному:
1) На початку відбувається зростання швидкості реакції, потім вона стає постійною (і досить високою) до конверсії приблизно 65-75%, після чого починає зменшуватися. При цьому до конверсії 65-75% концентрація мономера, на відміну від полімеризації в масі, не впливає на швидкість полімеризації, що залежить від концентрації емульгатора.
2) Поверхневий натяг системи в процесі полімеризації змінюється: спочатку (на ділянці зростання швидкості полімеризації) не змінюється, що свідчить об наявність у системі міцел емульгатора, потім зростає при концентрації емульгаторау водній фазі нижче ККМ і до кінця поступово зменшується.
3) Молекулярна маса полімеру, що утвориться, досить висока і її значення практично не залежить від швидкості полімеризації.
4) Розмір часток латексу, що утвориться, значно менше краплі мономера у вихідній емульсії.
Приведені закономірності показують, що емульсійна полімеризація протікає по особливому механізму.
1.2.1 Методи емульсійної полімеризації акрилових мономерів
Були досліджені одностадійний і напівбезперервний методи полімеризації бутилметакрилату й сополімеризації метилакрилату (МА), метилметакрилату (ММА) і бутилакрилату (БА) з акриловою кислотою (АК) і метакриловою кислотою (МАК). При цьому зіставлялися три наступні методи полімеризації:
– одностадійний, або партіоний, при якому всі реагуючі компоненти вводяться в реактор одночасно на початку процесу;
– напівбезперервний, при якому мономер у міру його витрати дозується в розчин емульгатора й ініціатора;
– напівбезперервний, при якому мономер і розчин емульгатора в певнім співвідношенні поступово дозується у водяний розчин ініціатора.
Показано, що кінетика полімеризації, молекулярна маса полімеру, механізм формування часток, стійкість і фізико-хімічні властивості акрилатних латексів розрізняються залежно від методу введення реагуючих компонентів, тобто від їхнього співвідношення в реакційній системі.
При сополімеризації по першому методу процес відбувається з високою швидкістю й часто супроводжується утворенням коагулюма, а при сополімеризації по другому методу швидкість значно нижче й коагуляції в процесі синтезу не спостерігається.
Средньов'язкістна молекулярна маса полімеру в кілька разів більше при полімеризації по першому методу, ніж по другому. Цей факт, а також розходження у швидкості процесу вказують на те, що концентрація мономера в місцях полімеризації в першому випадку значно нижче, ніж у другому. Характерно, що в процесі полімеризації по першому методу молекулярна маса зберігається постійною, тоді як при полімеризації по другому методу спостерігається деяке збільшення її до кінця процесу.
Число часток в обох випадках залишається постійним, про їхній розподіл можна судити по електронним мікро фотографіях. При полімеризації по другому методу утворюються частки більшого розміру, ніж при полімеризації по другому методу, коли поряд з основною фракцією часток звичайного розміру (170нм) утвориться багато дуже дрібних часток, особливо на початкових стадіях процесу. Очевидно, у міру протікання процесу поступово відбувається флокуляція цих часток з великими.
Із зіставлення швидкості полімеризації із сумарною поверхнею й об'ємом часток, що утворяться, автори приходять до висновку, що при першому методі полімеризація протікає головним чином в об'ємі часток, а при другому - на їхній поверхні. Це може бути пов'язане з тим, що при другому методі частки на всіх стадіях містять дуже мало мономера, що, адсорбуючись їхньою поверхнею, полімеризується, не проникаючи в об'єм часток через дифузійні ускладнення. При першому методі дифузія мономера в об'єм більше можлива, тому що частки являють собою розчин полімеру в мономері із самих початкових стадій процесу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.