关于悬浮聚合介绍

[拼音]：xuanfu juhe

[外文]：suspension polymerization

将单体强烈搅拌分散成细小的液滴，悬浮在水介质中，并使溶于液滴中的引发剂受热分解，产生自由基以引发单体的聚合方法。每一液滴就相当于本体聚合的一个小单元，因此，悬浮聚合的机理与本体聚合相同。悬浮聚合的优点是散热好，反应平稳。与本体聚合相比，得到的聚合物的分子量分布比较均匀。此外，分散剂附着在聚合物小颗粒的表面，容易洗去，所以产品纯度比乳液聚合高。缺点是聚合过程中聚合物在釜壁和搅拌器上粘结，必须定期开盖清理聚合釜，所以不能连续生产。工业上采用悬浮聚合生产的聚合物主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯等。

一般由单体、水、引发剂、分散剂组成。单体不溶或微溶于水，与水的重量比为1.1～2.0。引发剂溶于单体，用量为单体重量的0.02％～0.5％。分散剂溶于水，用量为单体重量的0.05％～0.15％。

分散剂的作用是防止液滴在聚合过程中发生粘结。当聚合转化率达到15％～40％时，液滴呈粘稠状，容易粘结成块，就必须用分散剂加以保护。分散剂主要分两类：

（1）不溶于水的无机盐粉末，如高岭土，石灰石和钙、镁、钡的碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐等，这类粉末附着在液滴表面，起到机械隔离和防止粘结的作用；

（2）溶于水的有机高分子，如明胶、蛋白质、淀粉、藻酸盐等天然胶体，部分水解的聚乙烯醇，甲基纤维素、羟丙基纤维素等纤维素衍生物以及顺丁烯二酸酐与苯乙烯或乙酸乙烯酯的共聚物的盐类等。后一类分散剂吸附在液滴表面，形成溶剂化层，起保护胶体的作用。

搅拌对悬浮聚合物的粒径起决定性作用，搅拌速率越快，粒径越小。单体在水中被搅拌时，形成不稳定的分散液，在一定搅拌形式和转速下，液滴经过连续不断地破裂、分散、集结和合并的过程，达到最小的平均粒径。由于聚合釜内各点受力的强度不一，各处形成的粒径也不相同，因此有一定的粒度分布。一般，悬浮聚合生成的聚合物的粒径在50微米到1毫米之间，如果采用大量有机分散剂及水溶性引发剂 (如 H2O2)进行悬浮聚合，可得到粒径为0.5～10微米的聚合物，其大小介于典型悬浮聚合和乳液聚合之间，称为分散聚合。减少分散剂用量并控制搅拌速率，应用悬浮聚合可制备粒径大于1毫米的聚合物颗粒，称珠状聚合。

聚氯乙烯是应用悬浮聚合生产的最重要的聚合物品种，分散剂通常采用明胶、聚乙烯醇或纤维素衍生物，引发剂一般用偶氮和过氧化合物。苯乙烯（内加20％二乙烯基苯）悬浮聚合的产品主要用于制备离子交换树脂，分散剂一般用聚乙烯醇，引发剂用过氧化物。甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的产品主要用于制备注射成型用的模塑粉及齿科材料用的牙托粉，分散剂可采用无机盐粉末（如碳酸镁）或有机分散剂（如聚甲基丙烯酸钠）。