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苯丙乳液聚合分為幾個(gè)階段?
回答:
苯丙乳液聚合分為三個(gè)階段:
苯丙乳液聚合的機(jī)理HarKins首先做了定性的描述了。他認(rèn)為,當(dāng)乳化劑溶于水時(shí),若其濃度超過(guò)臨界膠束濃度時(shí),則乳化劑分子聚焦在一起形成乳化劑膠束。在乳化劑溶液中加入難溶于水的單體并進(jìn)行攪拌時(shí),單體大部分分散成液滴,部分單體則增溶于乳化劑膠束中。當(dāng)水溶性的引發(fā)劑加入后,引發(fā)劑在水中生成自由基并擴(kuò)散到膠束中去,并在那里引發(fā)聚合反應(yīng)。 HarKins將理想苯丙乳液聚合機(jī)理分為三個(gè)階段:
第一階段: 乳膠粒生成期
從誘導(dǎo)期結(jié)束到膠束耗盡這一期間為聚合第一階段。在此階段中,由于水相中引發(fā)劑分解出的自由基不斷的擴(kuò)散到膠束中,并在那里引發(fā)聚合反應(yīng),生成單體、聚合物粒子,既乳膠粒,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,新乳膠粒不斷產(chǎn)生,使聚合反應(yīng)進(jìn)行一個(gè)加速期。另一方面,隨著放映的進(jìn)行,乳膠粒的體積漸漸的增大,其表面積也隨之增加,這樣越來(lái)越多的乳化劑分子從水相被吸附到乳劑粒表面上,因而破壞了乳化劑與膠束間的平衡。膠束中的乳化劑分子不斷補(bǔ)充入水相,直到轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度后,水相中的乳化劑濃度下降到臨界膠束濃度以下,膠束即告消失。此時(shí),不再有新的乳膠粒生成,聚合體系中的乳膠粒不再變化,至此反應(yīng)轉(zhuǎn)入第二階段。
第二階段:反應(yīng)恒速期
從膠束消失到單體液滴消失這一期間為第二階段。此階段由于膠束的消失,體系中不再有新的乳膠粒生成,總的乳膠粒數(shù)目保持不變。且隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行,單體液滴中的單體不斷擴(kuò)散入乳膠粒中,使粒子中的單體濃度不變,所以此階段聚合速率保持不變,直至單體液滴消失,聚合速率下降,反應(yīng)轉(zhuǎn)入第三階段。
第三階段:降速期
從單體液滴消失至聚合反應(yīng)結(jié)束為第三階段。此階段由于單體液滴的消失,不再有單體經(jīng)水相擴(kuò)散進(jìn)入乳膠粒,故乳膠粒中進(jìn)行的聚合反應(yīng)只能靠消耗粒子中貯存的單體來(lái)維持,使聚合速率不斷下降,直至乳膠粒中的單體耗盡,聚合反應(yīng)也就停止
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