Полимеризация в растворе — это метод промышленной полимеризации . В этой процедуре мономер растворяется в нереакционноспособном растворителе , содержащем катализатор или инициатор .
В результате реакции образуется полимер, который также растворим в выбранном растворителе. Тепло , выделяемое реакцией, поглощается растворителем, что снижает скорость реакции . Кроме того, вязкость реакционной смеси снижается, что предотвращает самоускорение при высоких концентрациях мономера . Уменьшение вязкости реакционной смеси путем разбавления также способствует теплопередаче, одной из основных проблем, связанных с производством полимеров, поскольку большинство полимеризаций являются экзотермическими реакциями. После достижения желаемой конверсии избыток растворителя необходимо удалить, чтобы получить чистый полимер. Соответственно, полимеризация в растворе в основном используется в приложениях, где присутствие растворителя в любом случае желательно, как в случае с лаками и клеями . Другое применение полимерных растворов включает производство волокон методом мокрого или сухого прядения или пластиковых пленок .
Недостатками полимеризации в растворе являются снижение концентрации мономера и инициатора, что приводит к снижению скорости реакции, более низкому использованию объема реактора, дополнительным расходам на процесс, связанным с рециркуляцией растворителя, токсичностью и другими воздействиями на окружающую среду большинства органических растворителей. Одним из основных недостатков метода полимеризации в растворе является то, что каким бы инертным ни был выбранный растворитель, передача цепи на растворитель не может быть полностью исключена, и, следовательно, трудно получить продукт с очень высокой молекулярной массой. Из обычных растворителей, особенно хлорированные углеводороды, восприимчивы к передаче цепи при радикальной полимеризации. Интенсивность передачи цепи для различных соединений может быть количественно определена с использованием констант передачи цепи , а уменьшение степени полимеризации может быть рассчитано с использованием уравнения Майо. [1]
Полиакрилонитрил (ПАН) производится путем радикальной полимеризации в диметилформамиде (ДМФА), диметилсульфоксиде (ДМСО), органических карбонатах , серной кислоте , азотной кислоте или водных растворах неорганических солей и преобразуется в волокна.
Полиакриловая кислота (ПАА) и полиакриламид получают радикальной полимеризацией в водном растворе и используют в качестве загустителей, адгезивов или флокулянтов.
Гомо- и сополимеры акрилата и метакрилата производятся методом радикальной полимеризации в толуоле-ацетоне для использования в качестве покрытий .
Полиэтилен (HDPE, LLDPE) - некоторые марки производятся методом координационной полимеризации в высококипящих углеводородных растворителях (выше температуры раствора ПЭ). Преимуществом этого процесса является очень высокая скорость распространения, позволяющая быстро менять марки продукции.
Высокоцис - полибутадиен (BR) производится методом координационной полимеризации в углеводородах. [5]
Растворимый стирол-бутадиеновый каучук (sSBR) производится методом анионной полимеризации в углеводородах, что приводит к получению резины с лучшими свойствами для изготовления шин, чем каучук эмульсионного типа.
Поливинилацетат, используемый в дальнейшем для получения поливинилового спирта, производится методом радикальной полимеризации в растворе метанола.
Жидкие полибутадиены производятся методом анионной или радикальной полимеризации в растворах углеводородов.
Бутилкаучук (БИК) путем низкотемпературной катионной сополимеризации изобутилена с изопреном в растворе этилена или метилхлорида.
Ароматические полиамиды (например, кевлар и номекс ) производятся методом поликонденсации в растворе N -метилпирролидона и хлорида кальция.
Этот процесс является одним из двух, используемых при производстве полиакрилата натрия — суперабсорбирующего полимера, используемого в одноразовых подгузниках .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )