高分子化学第五章答案第五章聚合方法思考题5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。答聚合方法有不同的分类方法,如下表:序分类方法号1按聚合体系中本体聚合、溶液聚合、2反应物的状态溶解性形态悬浮聚合乳液聚合聚合、沉淀聚合合3按聚合体系的均相聚合、非均相按聚合的单体气相聚合、固相聚按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以聚合物分成均相聚合和非均相聚合。当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。①预聚合。在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。②聚合。将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。③高温后处理。转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。其散热问题可由预聚和聚合两段来克服。苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,聚苯乙烯本体聚合时出现自动加速较晚。因此预聚时聚合温度为80~90℃,转化率控制在30%~35%,此时未出现自动加速效应,该阶段的聚合温度和转化率均较低,体系黏度较低,有利于聚合热的排除。后聚合阶段可在聚合塔中完成,塔顶温度为100℃,塔底温度为200℃,从塔顶至塔底温度逐渐升高,目的在于逐渐提高单体转化率,尽量使单体完全转化,减少残余单体,最终转化率在99%以上。思考题5.3溶液聚合多用离子聚合和配位聚合,而较少用自由基聚合,为什么?答离子聚合和配位聚合的引发剂容易被水、醇、二氧化碳等含氧化合物所破坏,因此不得不采用有机溶剂进行溶液聚合。溶液聚合可以降低聚合体系的黏度,改善混合和传热、温度易控、减弱凝胶效应,可避免局部过热。但是溶液聚合也有很多缺点:①单体浓度较低,聚合速度慢,设备生产能力低;②单体浓度低,加上向溶剂的链转移反应,使聚合物的分子量较低;③溶剂分离回收费高,难以除尽聚合物中的残留溶剂。因此溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合。思考题5.4悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同?答悬浮聚合常用的分散剂有无机粉末或水溶性的高分子,其中无机粉末包括碳酸镁、磷酸钙等,其作用机理是吸附在液滴或颗粒表面,起机械隔离的作用。要求聚合物粒子透明时,多采用无机粉末作为分散剂。水溶性有机高分子包括明胶、纤维素衍生物(如羟丙基纤维素)、聚乙烯醇等。其作用机理是吸附在液滴表面,形成保护膜,起着保护胶体的作用,同时使表面张力降低,有利于液滴分散。分散剂的性质对聚合物的颗粒形态具有较大的影响,氯乙烯聚合时,如选用明胶作分散剂,将得到紧密的聚合物颗粒,选用聚乙烯醇和羟丙基纤维素作分散剂,得到疏松颗粒。悬浮聚合物的颗粒粒度一般在50~2000um。微悬浮聚合体系需要特殊的复合乳化剂...