微波聚合

微波作為一種能源具有加熱速度快、受熱體系溫度均勻和熱效率高等優點，對許多化學反應有特殊促進作用。微波化學近年來己經發展成為化學領域的新興學科之一。

基本介紹

• 中文名：微波聚合
• 外文名：Microwave polymerization

微波聚合簡介

微波作為一種能源具有加熱速度快、受熱體系溫度均勻和熱效率高等優點，對許多化學反應有特殊促進作用。微波化學近年來己經發展成為化學領域的新興學科之一。

微波聚合優點

微波對許多化學反應都有特殊的促進作用，與常規加熱化學反應相比，微波化學反應的優點為：（1）微波化學反應速度快，可以提高到常規方式的10-10000倍；（2）微波化學反應可以實現分子水平上的攪拌，反應產率高，副反應少。而且由於不同物質受微波輻照後的回響不相同，可以使反應有高的選擇性；（3）微波可以直接作用於物質，在很多有機反應中不需要使用作為傳熱介質的溶劑，這樣可以減少和消除有害溶劑的使用。微波加熱清潔、方便，對環境無污染，屬於綠色化學的範疇；（4）微波加熱可以精確地控制和使用，有利於實現自動化操作；（5）微波加熱在一定的技術規範和標準下是非常安全的。

目前微波已經套用於各類高分子聚合反應(如開環聚合反應、縮聚反應、加聚反應和接枝共聚反應)，以及高分子反應(如高分子分解/降解反應高分子交聯固化反應)等。本章擬對微波聚合反應和微波高分子反應進行綜述。

微波聚合類型

一、微波開環聚合

開環聚合是合成高分子量聚合物的一種重要方法，也是製備可生物降解聚酯、聚碳酸酯等的一種常用方法。微波在開環聚合中的套用主要集中在ε-己內酯，ε-己內醯胺，丙交酯以及碳酸酯的開環聚合反應。雖然這個領域的研究不多，但是微波己經顯示了其獨特的作用。

張超等報導了異辛酸亞錫催化的丙交酯和三亞甲基碳酸酯微波開環聚合反應。研究了微波功率、微波輻照時間、丙交酯投料量和異辛酸亞錫用量等因素對開環聚合反應的影響。結果表明，微波對丙交酯的開環聚合反應有明顯的促進作用。在微波輻照下丙交酯能順利開環生成聚乳酸，丙交酯微波開環聚合反應宜在較低的微波功率條件下進行，聚合反應時間僅需5-15分鐘，而得到的聚乳酸的分子量卻可達到200000左右。

二、微波縮聚反應

縮聚反應是將具有兩個或者兩個以上反應功能基的低分子化合物，通過多次縮合生成高聚物，並伴隨有小分子物生成的反應稱為縮聚反應。縮聚反應是由許多階段性的重複反應而生成高聚物的過程，每一階段都能得到較穩定的化合物。這類反應的特點是:

1.聚合物鏈增長主要靠功能基之間的反應來實現。

2.聚合物分子鏈增長的速率緩慢，聚合物分子量隨時間增加而增長，聚合時間有時需幾小時甚至幾天。

3.反應體系中單體的功能基都有相近的反應活性，體系主要由正在增長的鏈組成。

4.反應體系中單體很快轉化為低聚物，轉化率和時間無關。

對於常規加熱縮聚反應，面臨的主要問題是反應時間過長，而且很難在較短時間內得到高分子量的聚合物。微波加熱縮聚反應正好能彌補上述缺點，比常規加熱縮聚具有較大的優勢，現已用於聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚和聚胺基酸等的合成。

三、微波加聚反應

微波用於加聚反應的研究有很多，主要用於苯乙烯(PS)、甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羥乙酯的均聚和共聚反應等方面。根據聚合方法的不同可以分為本體聚合、溶液聚合和乳液聚合。微波加聚反套用來進行含雙鍵的單體的聚合反應，可以在本體、溶液和乳液三種情況下進行，反應速率比傳統的方法提高了很多，並且能合成分散度更均勻的高分子微球。