懸浮聚合法是將不溶於水、溶有引發劑的單體，利用強烈的機械攪拌以小液滴形式，分散在溶有分散劑的液相介質中，完成聚合反應的一種方法。懸浮共聚法可用於合成功能性微米級單分散交聯聚苯乙烯微球，耐鹽快吸水性樹脂等物質。
基本介紹
- 中文名：懸浮共聚法
- 外文名：suspension copolymerization
- 領域：化工合成
- 特點：聚合反應
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簡介
懸浮共聚法是1986 年由日本大琢保治等人提出，用於製作梯度折射率球透鏡。是指把折射率高的單體預聚成溶膠，倒入加有穩定劑的熱水中，攪拌並懸浮聚合成預聚球，再加入折射率低的單體向預聚球擴散，進行擴散共聚而製成梯度球透鏡。此法可一次製得數量很大的光滑的球透鏡。但球的尺寸很小，不易控制球徑和梯度分布，球徑的分布呈多散性。
有學者利用懸浮共聚法處理石墨，其優點是：（1）懸浮共聚合法通常是在液相中聚合完成的，顆粒呈球形，可以控制樹脂均勻地塗覆在石墨顆粒表面；（2）懸浮共聚合法改性的石墨粉，粒子大小可用分散劑的用量、攪拌速度、聚合時間和溶液的濃度來控制。
相關研究
懸浮共聚法合成單分散交聯聚苯乙烯微球
功能性微米級單分散交聯聚苯乙烯微球因具有比表面積大、凝聚性好、表面反應能力強和易回收等特性，使其套用涉及到色譜學、細胞測量學、顯微學、組織分離技術、癌症醫治和DNA技術等眾多交叉領域，套用前景非常誘人，是近年來合成聚合物粒子的一個新熱點。在傳統合成微球的方法中，乳液聚合法只能製備粒徑小於0.5μm的微球；懸浮聚合法雖可製備粒徑在100～ 1000μm的微球，但微球粒徑分布呈多分散性。
20世紀70年代發展起來的分散聚合法可製備粒徑在1～100μm的單分散微球，但分散聚合法需使用大量的有機溶劑（如乙醇）和穩定劑（聚乙烯吡咯烷酮等），這樣不僅影響聚合物的純度，且給後處理帶來困難。有學者以葡萄糖水溶液為分散介質、丙烯酸（AA）為功能單體，加入穩定劑聚乙烯醇（PVA），用懸浮共聚法合成了含羧基的功能性微米級單分散交聯聚苯乙烯微球（簡稱聚苯乙烯微球）；考察了葡萄糖、主單體苯乙烯（St）、功能單體AA、穩定劑PVA、交聯劑二乙烯苯（DVB）、引發劑偶氮二異丁腈（AIBN）含量對聚苯乙烯微球的粒徑及其分布的影響。
（1）葡萄糖含量對聚苯乙烯微球粒徑及其分布的影響
葡萄糖含量越高，聚苯乙烯微球的粒徑越小，分散係數越大（即單分散性越差）。這是因為葡萄糖為多羥基化合物，與PVA共同組成反應體系中的穩定劑，使St液滴在聚合過程中充分穩定而不發生團聚。因此，葡萄糖既為分散介質，又為助穩定劑。
（2）St含量對聚苯乙烯微球粒徑及其分布的影響
隨St含量的增加，粒徑增大,分散係數減小；當St含量過高時，二次成核、多次成核的幾率隨St含量的增加而增加，相當於延長了懸浮聚合成核期，使成核的數目增加，最終導致粒徑變小，分散係數增大。
（3）AA含量對聚苯乙烯微球粒徑及其分布的影響
隨AA含量的增加，聚苯乙烯微球粒徑和分散係數均增大。這是因為，AA為水溶性單體，AA的參與使低聚物鏈的水溶性增加，成核期變長，初級核變大，最終導致粒徑增大。同時，因為粒徑變大，顆粒總表面積減小，吸附低聚物鏈的能力下降，這些低聚物鏈藉助穩定劑形成新的次級粒子，二次成核的幾率增加，導致最終分散係數增大。
（4）PVA含量對聚苯乙烯微球粒徑及其分布的影響
隨PVA含量的增加，粒徑增大，分散係數減小。當PVA含量達到一定值時，粒徑反而減小，且分散性變差。這主要是由於PVA分散在St液滴周圍，阻止St液滴團聚，起到穩定St液滴的作用，有利於聚合反應的進行，導致粒徑增大；但PVA含量太高時，使單體不易流動，在聚合時出現粒徑分散性加大的現象，且PVA與聚苯乙烯微球表面產生的吸附作用也增強，導致微球形狀變差，聚苯乙烯微球表面雜質含量增加。
反相懸浮共聚法合成耐鹽快吸水性樹脂
高吸水樹脂是近年來發展迅速的功能高分子材料之一，廣泛用於農林園藝、醫藥衛生、日用化工、油水分離、建築建材、污泥固化等領域。迄今已開發出來的高吸水樹脂有澱粉類、纖維素類、合成樹脂類。合成樹脂類性能穩定，生成工藝簡單，成本低，是當前市場上占絕對優勢的品種，但存在一些弱點，最突出的是陰離子型吸水樹脂吸鹽水率低、吸水速率慢,非離子型吸水率低。吸水樹脂幾乎都是在有離子水溶液中使用，所以提高吸水樹脂的吸鹽水率更具實際意義。提高吸水樹脂吸鹽水率和吸水速率的方法很多，如吸水樹脂與離子交換樹脂共混、與無機凝膠複合等.本文採用不同親水性單體反相懸浮共聚法，提高樹脂的浸潤滲透性和抗鹽離子能力。共聚物兼具離子型和非離子型吸水樹脂性能，呈酸性，有望在酸性環境中使用。
