Радикальная полимеризация поверхностно-активных мономеров в водных эмульсиях и дисперсиях

• Автор: Орлов, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Методы получения безэмульгаторных латексов . .

1.2. Полимеризация поверхностноактивных мономеров в

водных дисперсиях .

1.3. Постановка задачи

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Исходные вещества

2.2. Синтез поверхностноактивных мономеров

2.3. Методики экспериментов .

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Коллоиднохимические характеристики поверхностноактивных мономеров
3.2. Радикальная полимеризация поверхностноактивных
мономеров в водных дисперсиях .
3.3. Эмульсионная полимеризация стирола в присутствии поверхностноактивных мономеров .
3.4. Эмульсионная полимеризация винилацетата и хлоропрена в присутствии поверхностноактивных мономеров .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ВЫВОДЫ НО
ЛИТЕРАТУРА


Так как образование ПМЧ завершается в сравнительно короткий период по сравнению с общим временем протекания полимеризации, то образующиеся латексы имеют очень узкое распределение частиц по размеру и могут быть использованы как модельные системы. Латексы, поверхность частиц которых, заряжена отрицательно, были получены при инициировании полимеризации персульфатом калия. Для получения монодисперных катионактивных латексов полимеризацию проводили в присутствии инициаторов, при распаде которых образуются положительно заряженные группы. При их распаде выделяется азот и образуются свободные радикалы, содержащие заряженные группы амидина, которые и обуславливают устойчивость образующихся латексов. Получение монодисперных полистирольных латексов в отсутствие эмульгатора описано также в работах7,8 . Получение стабильного концентрированного латекса в отсутствие эмульгатора возможно в случае полимеризации мономеров, более полярных, чем стирол. В работе ю исследовалась безэмульгаторная полимеризация метилакрилата, инициированная персульфатом аммония, как в присутствии, так и в отсутствии регулятора молекулярной массы. В обоих случаях процесс не сопровождался образованием коагулша, и были получены латексы ной концентрации. Однако, латекс, полученный в отсутствие регулятора Р 0, отличался гораздо меньшей стабильностью при хранении, чем латекс, полученный регулированной полимеризацией Р 0. Различную стабильность латексов авторыю объясняют различным относительным содержанием стабилизирующих оульфогрупп на поверхности латексных частиц. При безэмульгаторной полимеризации этилакрилата начальная скорость процесса уменьшается в несколько раз по сравнению с начальной скоростью при полимеризации в присутствии эмульгатора, а энергия активации увеличивается с ,6 до 4,0 кДжмоль. Скорость полимеризации этилакрилата в отсутствие эмульгатора имеет постоянное значение лишь в небольшой области конверсий мономера. Наблюдаемые различия связаны, по мнению авторов, с тем, что реакция полимеризации начинается в разных местах при наличии эмульгатора она уже на ранних стадиях протекает в полимерномономерных частицах в отсутствие эмульгатора реакция первоначально протекает в водном растворе, но по мере образования полимерной фазы и формирования частиц она перемещается в ПМЧ. Это перемещение сопровождается увеличением скорости процесса. Получение устойчивых концентрированных латексов в отсутствие эмульгатора может быть достигнуто введением в реакционную систему ионогенного сомономера или сомономера, более гидрофильного по сравнению с основным мономером . В работах Кригера и др. В результате полимеризации были получены монодисперсные латексы с концентрацией полимера масс. В дальнейшем скорость полимеризации возрастает, что авторы объясняют гельэффектом, и при достижении конверсии начинает снижаться. Частицы в начале процесса образуются с высокой скоростью, затем, начиная приблизительно с 6 конверсии, скорость их образования уменьшается и, начиная с 8 конверсии, число частиц не изменяется до окончания процесса. Электронномикроскопическое исследование показало, что в начале полимеризации частипы полидисперсны, но, начиная с 8 конверсии, они становятся однородными по размеру. Анализируя полученные результаты, авторы приходят к заключению, что в данном процессе низкая начальная скорость полимеризации соответствует образованию частиц в водной фазе. Коалесценция первичных частиц с образованием более стабильных частиц, в которых в дальнейшем протекает полимеризация. К аналогичному представлению о механизме первой стадии безэмульгаторной полимеризации в присутствии ионогенного сомономера пришли авторы работы , в которой исследовалась сополимеризация бутилметакрилата с диметиламиноэтилметакрилатом, нейтрализованном уксусной кислотой. В работе показано, что в начале процесса происходит быстрое расходование водорастворимого сомономера с образованием поверхностноактивных сополимерных радикалов, сопровождающееся резким снижением поверхностного натяжения полимеризационной системы.