Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


—успензионна€ полимеризаци€




—успензионна€ (микроблочна€, гранульна€) полимеризаци€ €вл€етс€ наиболее распространенным способом получени€ полимеров. Ѕлагодар€ малому характеристическому линейному размеру реакционной зоны (капл€ мономера) она позвол€ет очень точно регулировать важнейший дл€ цепной полимеризации фактор, а именно - температуру.  роме того, данный вид полимеризации отличаетс€ простотой отделени€ полимера (фильтрование) и получени€ товарной формы (сушка гранул). Ќевелико также и загр€зне≠ние полимера примен€ющимис€ вспомогательными вещества≠ми - стабилизаторами.

ќбычно суспензионна€ полимеризаци€ осуществл€етс€ в водных дисперси€х, создаваемых интенсив≠ным смешением жидкого мономера, также обычно нераство≠римого в воде, и воды в соотношении 1: (1-1.2). Ќеобходимо присутствие инициаторов, растворимых в мономере. “акие дис≠персии €вл€ютс€ термодинамически неустойчивыми, и их динамическа€ метастабильность при перемешивании в ходе процесса полимеризации обеспечиваетс€ введением стабили≠заторов - веществ, затрудн€ющих коалесценцию отдельных капель мономера. ¬ качестве стабилизаторов Ц используютс€ ра≠створимые в воде гидрофильные полимеры типа поливинило≠вого спирта (ѕ¬—), соли карбоксиметилцеллюлозы ( ћ÷), сополимеры метакриловой кислоты и ее эфиров, а также нерастворимые в воде соли типа три- или полифосфата каль≠ци€ с модифицированной поверхностью и т.п.

–еакци€ полимеризации протекает в капл€х мо≠номера, где происходит зарождение (т.е. распад инициатора и образование активного центра), рост и обрыв цепи. “аким образом, кажда€ отдельна€ капл€ представл€ет собой как бы периодический микрореактор смешени€. –еально, однако, эти мик≠рореакторы не €вл€ютс€ полностью изолированными друг от друга. ¬ начале реакции их состав по всему реактору в целом усредн€етс€ за счет динамического равновеси€ конкурирующих процессов коалесценции (слипани€, сли€ни€) и редиспергировани€ (дроблени€, разрушени€) отдель≠ных капель.

ѕо мере роста степени превращени€ мономера, сопровож≠дающегос€ значительным увеличением в€зкости внутри кап≠ли, процесс редиспергировани€ все более затрудн€етс€ и на≠чинает превалировать процесс коалесценции капель. Ќасту≠пает так называема€ Ђлипка€ї стади€ суспензионной полимеризации, в которой собственно и формируетс€ распре≠деление по размерам (гранулометрический состав) конечного продукта - полимерного бисера.

Ќаконец, дальнейший рост степени превращени€ мономера в капле приводит к ее Ђзатвердеваниюї, соударение отдельных полимерно-мономерных капель станов€тс€ упругими, и коалес≠ценци€ их друг с другом прекращаетс€.

“аким образом, процесс суспензионной полимеризации даже в случае образовани€ полимера, растворимого в своем мономе≠ре, оказываетс€ сложным, состо€щим, из трех существенно различающихс€ между собой стадий. ќчевидно, что дл€ его проведени€ пригодны только реакторы с принудитель≠ным перемешиванием, которое обеспечивает образование метастабильной дисперсии мономера в воде, т.е. пе≠риодические или непрерывные микросегрегрующие реакторы.

 инетическое описание процесса в реакторе €вл€етс€ пере≠менным по времени реакции. ¬ начальные моменты процесса (в первой его стадии) при небольших степен€х превращени€ мономера, в услови€х интенсивного перемешивани€, он должен описыватьс€ как реактор полного смешени€ (микро–—), а после достижени€ Ђлипкойї стадии уже как микросегрегирующий ре≠актор смешени€ (макро–—).

ќпредел€ющей €вл€етс€ именно эта втора€ стади€ процесса, характерной особеннос≠тью которой €вл€етс€ высока€ и неньютоновска€ в€зкость каж≠дой капли (микрореактора). ¬ысока€ в€зкость внутри капли может при≠вести к столь значительному ухудшению условий теплообмена, что станет возможным про€вление теплового взрыва. ќчевидно, что тепловой взрыв может развитьс€ во всех кап≠л€х, диаметр которых будет превышать допускаемый. ƒл€ полимеров, растворимых в своем мономере (полистирол, полиметилметакрилат и др.), тепловой взрыв не оказывает существенного вли€ни€ на качество получаемого по≠лимера. —овсем иное наблюдаетс€ при полимеризации мономе≠ров, не раствор€ющих свой полимер (поливинилхлорид, поли≠акрилонитрил и др.). ѕерепады температуры внутри капель увеличиваютс€ с ростом диаметра капель, что оказывает вли€ние на конечный продукт - порошок полимера.

Ёлектронные фотографии частиц суспензионного ѕ¬’ и его сополимера с винилацетатом обнаруживают чрезвычайное многообразие морфологии частиц полимера. —реди них наблю≠даютс€ сферы с вм€тинами, лопнувшие сферы, грибо- и Ђхвостатыеї частицы.  ачественно происхождение их вполне объ€снимо. ѕо-видимому, твердый полимер образу≠етс€ преимущественно на поверхности капель жидкого мономе≠ра и создает твердую оболочку вследствие нерастворимости по≠лимера в своем мономере. ≈е по€вление резко нарушает тепло≠вой режим внутри капель вследствие ухудшени€ условий теплопередачи из капли к дисперсионной среде. ¬ результате в капле развиваетс€ режим неконтролируемого повышени€ тем≠пературы (теплового взрыва). ¬ пределе часть мономера внутри капли может перейти в газовую фазу. ≈сли давление внутри капли достигает критической величины, происходит разрыв твердой оболочки частицы с выбросом газообразного мономера в виде струи. Ёто €вл€етс€ причиной по€влени€ Ђхвостатыхї и Ђгрибо≠подобныхї частиц. ≈сли больша€ часть мономера внутри капли уже прореагировала, то оболочка просто разрываетс€ (разорван≠ные сферы). Ќаконец, в случае, когда оболочка выдерживает дав≠ление, но под его действием раздуваетс€, то после охлаждени€ образуютс€ сферы с вм€тинами.

»меютс€ широкие возможности регулировани€ хода суспензи≠онной полимеризации и качества получаемого полимера. Ќаибольшее значение имеют тип и концентраци€ стаби≠лизатора и интенсивность перемешивани€. «а счет этого обеспе≠чиваетс€ желательный масштаб сегрегации, определ€ющий свойства конечного продукта, в том числе, конечно, и заданные требовани€ к гранулометрическому его составу.  роме того, дл€ предотвращени€ вредного вли€ни€ последствий теплового взры≠ва на ћћ– продукта рекомендуетс€ не допускать высоких скоростей выделени€ тепла в капл€х и резких измене≠ний температуры процесса. Ёто воз≠можно при проведение процесса при пониженных температурах, за счет применени€ легко распадающихс€ инициаторов, плавного постепенного повышени€ температуры в ходе про≠цесса (особенно вблизи гель-точки) и другие технологические приемы. ¬се это позвол€ет регулировать показатели качества получаемого полимера в широких пределах.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2151 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ѕутерброд по-студенчески - кусок черного хлеба, а на него кусок белого. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2216 - | 2155 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.007 с.