分散聚合（作用）

分散聚合通常是指溶解在有機溶劑(或水)的單體，在穩定劑的存在下聚合成不溶性的聚合物而分散在連續相中。分散聚合體系通常由引發劑、單體、穩定劑(分散劑)和分散介質四種基本成分組成。有時為特殊需要，還要加入交聯劑、共聚單體、表面活性劑、無機鹽等組分。

基本介紹

• 中文名：分散聚合
• 外文名：dispersion polymerization
• 優點：聚合物粒徑均一、分布窄
• 缺點：懸浮劑用量大、成本高
• 工業產品：聚四氟乙烯、聚苯乙烯等

簡介

分散聚合可認為是一種特殊類型的沉澱聚合。在反應之前，單體、引發劑和穩定劑都溶於有機介質中，成為均相體系。聚合過程基本上可分為如下幾個階段：反應開始，引發劑引發單體聚合。當反應生成的齊聚物鏈長達到某一臨界值時，就獨自或相互聚結成核，並從介質中析出。這些核又相互聚結而形成聚合物粒子，與此同時也吸附穩定劑以及穩定劑與聚合物鏈所生成的聚合物，使其顆粒得以穩定。在顆粒成長階段聚合物粒子將繼續吸收介質中的單體與齊聚物，捕獲游離的核，並在顆粒內部聚合而使其粒徑逐漸增大，直至反應結束。在分散聚合中，從成核聚結到聚合物粒子形成，是反應體系由均相到非均相的轉變時期。此階段雖然持續時間很短，但卻決定了整個體系中所形成聚合物的顆粒數目。而這一數目在隨後的反應中應當保持不變，才能最終獲得粒度均勻的產品。合成聚合物顆粒大小介於典型的懸浮聚合（50微米～1毫米）與乳液聚合（0.05～0.2微米）之間的一種聚合方法，顆粒大小大致為0.5～10微米。分散聚合的溶液穩定性好，一般情況下不產生沉澱，其性質有點像膠乳。單體的分散是借較高濃度的分散劑和機械攪拌進行的。聚合完畢的分散體系有時直接用作粘合劑、塗料等。

發展歷程

分散聚合是20世紀70年代發展起來的一種特殊的聚合方法，當時由於乙烯基塗料和丙烯酸酯塗料成膜時，分散相濃度較低，故需多次塗布，為了克服這一缺點，英國ICI公司採用有機溶劑為介質，用含固量較高且穩定的膠態分散體系來取代傳統塗料。30多年來，分散聚合的發展極為迅速，其基礎理論和套用研究已具有一定的水平。早期的分散聚合大多是採用非極性溶劑為介質，嵌段聚合物或接枝共聚物作為穩定劑，偶氮類或過氧化物類油溶性引發劑引發St或MMA的分散均聚合體系。

特點

優點：

聚合物顆粒球形好、粒徑大、粒度分布窄、產品純度高、分子量高。

缺點：

懸浮劑用量大、引發劑局限於水溶性引發劑、穩定劑和分散介質的加入增加了生產成本和後處理工序。

常用分散聚合產品

聚合氯化鋁：一種無機高分子混凝劑，由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。

聚丙烯醯胺（PAM）:為水溶性高分子聚合物，不溶於大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩阻力，按離子特性可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。

套用

最典型的分散聚合的例子是乙酸乙烯酯在較多聚乙烯醇(5%)存在下用水溶性引發劑進行的聚合。如果用0.2%聚乙烯醇和過氧化苯甲醯作引發劑，則是典型的懸浮聚合。由於分散聚合漿液的顆粒極細，可沉積成連續薄膜，能用作膠粘劑、水性漆和塗料。苯乙烯的自由基分散聚合主要是在醇類、醇醚類、醇水類中進行，而陰離子分散聚合主要是在正己烷中進行，在不同的介質中，亦可採用不同的穩定劑等。

研究進展

對分散聚合體系中各組成的研究範圍大大拓展，各種新穎的單體、穩定劑、介質、引發劑和功能助劑日漸增多。而且國內外學者還開發出多種行之有效的分散聚合方法及相關技術，如種子聚合、開環聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、超臨界流體聚合、活性自由基聚合、酶引發聚合、輻射聚合等技術套用到分散聚合中。可以說分散聚合已在基礎研究、套用基礎研究，直至套用研究都取得了較為長足的發展。如對分散聚合機理的研究，已經發展了多種機理模型，包括有交聯劑存在的分散聚合機理。在套用方面，如用分散聚合法製備聚合物基PMMA/液晶微膠囊、各種具有強磁性的高分子複合微球、蛋白質固定化載體、光學離子選擇性感測器等。