悬浮聚合
【重磅】悬浮聚合
苯乙烯的珠状聚合一、实验目的1.了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。
2.了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。
3.通过实验，了解苯乙烯单体在聚合反应上的特性。
二、实验原理悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。
根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。
像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。
悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。
由于单体以小液滴形式分散在水中，散热表面积大，水的比热大，因而解决了散热问题，保证了反应温度的均一性，有利于反应的控制。
悬浮聚合的另一优点是由于采用悬浮稳定剂，所以最后得到易分离、易清洗、纯度高的颗粒状聚合产物，便于直接成型加工。
可作为悬浮剂的有两类物质:一类是可以溶于水的高分子化合物，如聚乙烯醇、明胶、聚甲基丙烯酸钠等。
另一类是不溶于水的无机盐粉末，如硅藻土、钙镁的碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等。
悬浮剂的性能和用量对聚合物颗粒大小和分布有很大影响。
一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。
如果是固体悬浮剂，用量一定时，悬浮剂粒度越细，所得树脂的粒度也越小，因此，悬浮剂粒度的不均匀也会导致树脂颗粒大小的不均匀。
为了得到颗粒度合格的珠状聚合物，除加入悬浮剂外，严格控制搅拌速度是一个相当关键的问题。
随着聚合转化率的增加，小液滴变得很粘，如果搅拌速度太慢，则珠状不规则，且颗粒易发生粘结现象。
但搅拌太快时，又易使颗粒太细，因此，悬浮聚合产品的粒度分布的控制是悬浮聚合中的一个很重要的问题。
悬浮聚合完整版
颗粒形态
紧密型：不利于增塑剂的吸收，如PVC 疏松型：有利于增塑剂的吸收，便于加工
优点: 传热合温度容易控制, 聚合物分子量高，分布窄 体系粘度低， 后处理工序简单
缺点: 附有少量分散剂残留物。 均相悬浮聚合: 苯乙烯, MMA等。沉淀悬浮聚合: 氯乙烯。
2 液-液分散和成粒过程
分散剂的作用是防止已经剪切分散的单体液滴和聚 合物颗粒重新聚集。转化率20%左右时，单体-聚合物液滴 表面发粘, 容易粘结，因此需要保护。分散剂正是起了这样 的作用。
悬浮单体液滴分散 聚集示意图
明胶：紧密型
颗粒形态取决于 分散剂的种类 PVA：疏松型
3 分散剂和分散作用
水与单体的配比
大，有利于形 成疏松型
（1） 水溶性高分子物质: 聚乙烯醇、苯乙烯—马来酸酐共聚 物、聚（甲基）丙烯酸盐、明胶等。
A 吸附在表面, 形成很薄的保护膜；
B 降低表面张力和界面张力, 使液滴变小。
（2） 精细分布的非水溶解性的无机粉末: CaCO3、MgCO3， 起机械隔离作用。
原位生成:
Na2CO3+MgSO4
MgCO3+Na2SO4
例：甲基丙烯酸甲酯模塑料的制备
配方（wt）:
MMA
70
St
30
AIBN
0.5
Na2CO3
0.1
MgSO4
0.1
H2O
300
聚合工艺：
温度 /℃ 80～90 搅拌速度 80～150 r/min 反应时间 8～10 /h
吸附在液 滴表面， 形成一层 保护膜
碳酸盐 硫酸盐 滑石粉 高岭土
吸附在液滴 表面，起机 械隔离作用
❖ 颗粒大小与形态 悬浮聚合得到的是粒状树脂，粒径在0.01 ~ 5 mm 范 围 粒径在1 mm左右，称为珠状聚合 粒径在0.01 mm左右，称为粉状悬浮聚合 粒状树脂的颗粒形态不同 颗粒形态是指聚合物粒子的外观形状和内部结构状况
悬浮聚合
悬 浮 聚 合
5.4.4 氯乙烯悬浮聚合
聚氯乙烯的聚合场所 1 转化率低于 转化率低于70%时，存在二个聚合场所：单体相； 时 存在二个聚合场所：单体相； 聚氯乙烯富相，主聚合场所。 聚氯乙烯富相，主聚合场所。 2 转化率大于 转化率大于70%时，存在一个聚合场所：聚氯乙 时 存在一个聚合场所： 烯富相。 烯富相。 转化率大于85%时聚合结束。 时聚合结束。 转化率大于 时聚合结束 得到结构疏松的颗粒PVC。 得到结构疏松的颗粒 。
悬 浮 聚 合
5.4.3 分散剂和分散作用
(i)水溶性有机高分子：如聚乙 水溶性有机高分子： 水溶性有机高分子 烯醇、明胶、羟基纤维素等； 烯醇、明胶、羟 滴表面，形成一层保护膜， 滴表面，形成一层保护膜，起 着保护胶体的作用。 着保护胶体的作用。使表(界) 界 张力降低，利于液滴分散。 张力降低，利于液滴分散。
悬 浮 聚 合
5.4.3 分散剂和分散作用
(ii) 不溶于水的无机粉末： 不溶于水的无机粉末： 如碳酸钙、滑石粉、 如碳酸钙、滑石粉、硅 藻土等。 藻土等。 其作用机理： 其作用机理：吸附在液 滴的表面， 滴的表面，起着机械隔 离的作用。 离的作用。
悬 浮 聚 合
5.4.3 分散剂和分散作用
分散剂的种类和用量的确定随聚合物的种类和 颗粒度要求而定。 颗粒度要求而定。 例如： 例如： 聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯, 要求透明，宜 聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯 要求透明， 选用无机分散剂。 选用无机分散剂。 制备聚氯乙烯时,宜选用保护能力和表面张力适 制备聚氯乙烯时 宜选用保护能力和表面张力适 当的有机高分子分散剂
悬 浮 聚 合
5.4.4 氯乙烯悬浮聚合 聚氯乙烯的合成 悬浮法： 悬浮法：80~82%；本体法：8%；平均粒径 ；本体法： ； 100~160um 乳液和微悬浮法： 糊用), 乳液和微悬浮法：10~12%(糊用 平均粒径 糊用 平均粒径0.2~1um 聚合体系组成 单体、 分散剂、油溶性引发剂。 单体、水、分散剂、油溶性引发剂。 分子量调节剂、 调节剂 防粘釜剂、 调节剂、 分子量调节剂、pH调节剂、防粘釜剂、消泡剂等 聚氯乙烯用途 薄膜、人造革、电缆料、鞋子、泡沫塑料等软塑料； 薄膜、人造革、电缆料、鞋子、泡沫塑料等软塑料； 型材等硬塑料； 管、板、型材等硬塑料；
实验三_苯乙烯悬浮聚合
1、悬浮聚合的简介：悬浮聚合是以小液滴状悬浮在水中的聚合方法，单体溶有引发剂，一个小液滴就相当于一个小本体聚合单元，它是在较强烈的机械搅拌力作用下，借着分散剂的帮助，将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中（通常为水）所进行的悬浮聚合。
因此，悬浮聚合体系一般由单体、引发剂、水、分散剂四种基本成分组成。
悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在0.05～0.2mm，其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
悬浮聚合实际上是单体小液滴内的本体聚合，聚合机理和本体聚合相似。
它的优点是：1 .体系粘度低，传热和温度易控制，产品分子量及其分布比较稳定。
2. 产品分子量较溶液聚合高，杂质含量比乳液聚合少。
3. 产品易分离清洗，后处理工序比乳液聚合和溶液聚合简单简单。
其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物，影响纯度。
因此比较悬浮聚合的优缺点可知，这是一种极有实用价值的高分子合成工艺。
根据聚合物在单体中的溶解与否，悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。
氯乙稀的聚合物不溶于其单体，产品是不透明的。
苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体，产品都是透明的，这类聚合又叫珠状聚合。
目前的悬浮聚合多采用间歇法，连续法尚在研究之中。
2、悬浮聚合的工艺：悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引发剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。
悬浮聚合所使用的单体或单体混合物应为液体，要求单体纯度＞99.98%。
在工业生产中，引发剂、分子量调节剂分别加入到反应釜中。
引发剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。
去离子水、分散剂、助分散剂、pH调节剂等组成水相。
水相与单体之比一般在75：25～50：50范围内。
3、实验方案的设计：一、目的要求1.了解悬浮聚合的原理以及配方中各组分的作用。
2.了解悬浮聚合的工艺特点，掌握悬浮聚合的操作方法。
二、实验原理苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。
悬浮聚合
1．水溶性高分子化合物的稳定作用 (1)被吸附和聚集在单体液滴表面并形成液膜保护层 (2)提高了水相的粘度和形成所谓“界面粘度”
(3)能调整单体—水相的界面张力 一般液态单体的表面张力为17 × 10-3~32 N/m ，水 的表面张力20℃时为72．75×10-3N／m，因此在单 体—水相界面上表面张力差值较大
• 二、水溶液相 • 主要由水、分散剂(或称悬浮剂)及其他助剂所组 成。 • 1．分散介质 水 • 根据聚合工艺和产品性能要求，对水质主要是控 制酸碱度、硬度、氯离子含量及机械杂质等。一 般技术指标为
• 2．分散剂 • 分散剂应满足：不对单体产生阻聚或延缓聚合 的副作用；不污染反应体系和产物，易分离和 去除；在聚合温度范围内化学稳定性好；高分 子分散剂的结构应具有亲水和疏水基。易溶于 水，并能适当增加水相的粘度；应具有一定的 表面活性，可起调节表面张力的作用。 • 并不是所有的分散剂均能同时满足以上要 求．所以悬浮聚合体系中除主要分散剂外，出 加入辅助分散剂。
水油比
• 反应体系中水的用量与单体质量之比称为水油比。 • 水油比的影响: • 当水油比小时，则聚合物的产率高，但反应散热 困难，并易造成发粘珠滴的凝聚，聚合物粒径的 分散性增大。 • 随水用量的增加，有利于反应热的排除，反应过 程平稳和易于操作控制，单体液滴分散状态好， 不易结块．聚合的粒度较均匀。但过多水量则会 降低聚合设备的利用率。
• 3．其他助剂 • 常用的抗氧剂有2，6—二叔丁基4—甲酚(即抗 氧剂—264)、2，2—亚甲基—二[4—甲基—6— 叔丁基]苯酚(即抗氧剂—2246)、四(3，5—二特 丁基—4—羟基丙酸) 双酚A抗氧剂等。 • 通常在0．01％(对单体) • (2)水相阻聚剂 • 次甲基蓝、亚硝基R盐、水溶黑、硫化钠、硫 脲、硫酸钠、硫氰酸铵、铜的盐类及某些酚类 (三硝基酚、苯酚)等。
悬浮聚合优秀课件
• (2) 化学因素 – 在悬浮聚合中，尤以非均相悬浮聚合(如氯乙烯聚合 )的粘釜问题较为突出。
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• 常用减少化学粘釜的有效措施：
• A. 使聚合釜内壁金属钝化。
• B. 添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在 明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲 基蓝或硫化钠等。
加 热，单体也可与水共沸脱 出。
➢ 离心分离：经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂 颗粒。用粉状无机物作为分散剂 时，用稀酸洗涤以去除。
➢ 干燥：一般用气流式干燥塔。但聚氯乙烯树脂 表面粗糙有空隙，气流干燥仅可脱除表 面吸附水分，须用沸腾床干燥器或转筒 式干燥器进一步干燥。
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悬浮聚合工艺方块流程
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31
悬浮聚合自30年代工业化以来， 已成为重要的聚合方法之一。
4
➢ 悬浮聚合 将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分 散、悬浮于水相当中，同时经引发剂引发聚合的方法。
➢ 悬浮聚合体系中，单体一般作为分散相，水一般为连 续相。
➢ 不溶于水的油状单体在过量水中经剧烈搅拌可在水中 生成油滴状分散相。它是不稳定的动态平衡体系，油 珠逐渐变粘稠有凝结成块的倾向，为了防止粘结，水 相中必须加有分散剂又叫悬浮剂。
• 聚乙烯醇 ： 部分醇解得到的聚乙烯醇
聚乙烯醇被吸附在微粒表面 19
• 其他的水溶性高分子分散剂
• 主要有苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐、聚 甲基丙烯酸及其他聚丙烯酸的钠盐等。这类分散 剂用量一般为0．1％一0．4％。
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• 无机粉状分散剂
• 无机固体粉末分散剂包括：高分散性碱土金属的磷 酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。如高岭土、硫酸钙、 磷酸钙、碳酸镁等。
自由基悬浮聚合原理及生产工艺课件
第一节 自由基悬浮聚合原理 第二节 氯乙烯悬浮聚合生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 一、悬浮聚合及其分类
1、定义：溶有引起剂旳单体，借助悬浮剂旳悬浮作用和机械搅 拌，使单体分散成小液滴旳形式分散在介质水中旳聚合过程。
一种单体小液滴相当一种本体聚合单元，所以也称小本体 聚合。
（2）加速和凝胶作用：苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应，还会 使聚苯乙烯支化，甚至凝胶。
（3）杂质旳链转移作用：苯乙烯中旳甲苯、乙苯；氯乙烯中旳乙 醛、氯乙烷；如氯乙烯中旳二氯乙烷旳质量分数从 0 增至 11*10－6 时，可使聚氯乙烯旳平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用：
粒度分布宽； 聚合度高，溶液粘度大，传热困难。
数均聚合度为 1700－2023 很好
温度旳影响： 温度高于 100℃ ，PVA 会分解而失去分散和保护能力。
PVA 旳耐温性低，不能作为高温反应旳悬浮剂。
合适旳悬浮聚合温度范围：40 ℃ －90 ℃
PVA 作为悬浮剂旳用量： 水量旳 0.02% - 1% 。
转化率在70％后来，反应速度开始下降，单体浓度开始减 小，液滴内大分子链愈来愈多，大分子链活动愈受到限制，粘 性逐渐降低而弹性相对增长。
当转化率达80％时，单体明显降低，聚合物大分子链因体积 收缩被紧紧粘结在一起，残余单体在这些纠缠得很紧密旳大分 子链间进行反应并形成新旳聚合物分子链，使聚合物粒子内大 分子链间愈来愈充实，弹性逐渐消失，聚合物颗粒变得比较坚 硬。这时液滴粘结汇集旳危险期渡过。
釜旳传热系数。
2、搅拌旳影响 搅拌作用：釜内物料混合均匀，温度均一；单体分散成液滴。 搅拌与粒径：剪切力越大，形成旳液滴越小，聚合物粒子旳规
悬浮聚合- 完整版
悬浮单体液滴分散 聚集示意图来自明胶：紧密型 分散剂的种类
颗粒形态取决于
PVA：疏松型 大，有利于形 成疏松型
水与单体的配比
3 分散剂和分散作用 （1） 水溶性高分子物质: 聚乙烯醇、苯乙烯—马来酸酐共聚 物、聚（甲基）丙烯酸盐、明胶等。 A 吸附在表面, 形成很薄的保护膜； B 降低表面张力和界面张力, 使液滴变小。 （2） 精细分布的非水溶解性的无机粉末: CaCO3、MgCO3， 起机械隔离作用。 原位生成: Na2CO3+MgSO4 MgCO3+Na2SO4
吸附在液 滴表面， 形成一层 保护膜
不溶于水的无机物
吸附在液滴 表面，起机 械隔离作用
颗粒大小与形态 悬浮聚合得到的是粒状树脂，粒径在0.01 ~ 5 mm 范 围 粒径在1 mm左右，称为珠状聚合 粒径在0.01 mm左右，称为粉状悬浮聚合 粒状树脂的颗粒形态不同 颗粒形态是指聚合物粒子的外观形状和内部结构状况 紧密型：不利于增塑剂的吸收，如PVC 颗粒形态 疏松型：有利于增塑剂的吸收，便于加工
例：甲基丙烯酸甲酯模塑料的制备 配方（wt）: MMA 70 St 30 AIBN 0.5 Na2CO3 0.1 MgSO4 0.1 H2O 300
Na2CO3+MgSO4
聚合工艺： 温度 /℃ 80～90 搅拌速度 80～150 r/min 反应时间 8～10 /h
MgCO3+Na2SO4
4.微悬浮聚合 聚合物粒度0.2~1.5μm 特点：1.微悬浮聚合体系采用特殊的复合乳化体 系，由离子型表面活性剂和难溶助剂组成，能有 效降低单体-水的界面张力。2.最终粒子数`粒径及 分布与起始微液滴相当。
悬浮聚合
翟梓合 李沿熹 韩小旭 丰毅 于广
悬浮聚合方法
●悬浮单体液滴分散聚并模型图
●
成粒机理
（1）聚合反应初期 单体在搅拌下分散成直径一般为0.5—5um的均相液 滴，在分散剂的保护下，于适当的温度时引发剂分解为自 由基，单体分子开始链引发。 （2）聚合反应中期 在聚合反应的中前期，单体聚合的链增长速率较慢， 生成的聚合物因能溶于自身单体仍使反应液滴保持均相。 随聚合物增多，透明液滴的年度增大。 此阶段液滴内放热量增多，粘度上升较快，液滴粘结 的倾向增大，所以自转化率20%以后进入液滴聚集结块的 危险期，同时液滴的体积开始减小。
●
悬浮聚合工艺
悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引发剂、分散剂等加 入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚 合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。工艺 要求：（1）单体或单体混合物应为液体，要求单体纯度＞99.98%。 （2）引发剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。（3）水相与单体之比一 般在75：25～50：50范围内。
●
应用
悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很 广。如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也 渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚 合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂 等。 聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行，间歇操 作。大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或(和)釜顶 冷凝器，并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高， 搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠 式搅拌桨。
悬浮聚合工艺课件
3.3 悬浮聚合生产工艺
均相聚合成粒过程：苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯 危险期，粘度增大
自动加速现象 放热量最大 提高温度
2023/10/20
15/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
非均相聚合成粒过程：PVC 肉眼观察 显微镜观察
电镜
2023/10/20
16/49
微 观 成 粒 过 程
2023/10/20
成粒机理：
2023/10/20
7/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布的因素：
(1) 反应器几何形状：如反应器长径比、搅拌器形式与 叶片数目，搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。 (2) 操作条件：如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的 长短、两相体积比、加料高度、温度等。 (3) 材料物理性质：如两相液体的动力粘度、密度以及 表面张力等。 (4) 随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降，聚 合物颗粒粒径下降。 (5) 分散相粘度增加，则凝结的粒子难以打碎，平均粒 径增加。
(2) 任何一种单体转化为聚合物时都伴随着体积的收缩。
25℃
、
100 ％转化率时： 苯乙烯
14.14
％， MMA
23.06 VAc 26.82 ％，氯乙烯
35.80 ％，反应液滴尺寸的收缩率相应为10％~15％。
/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
(3) 转化率达20 ％ ~70 ％阶段，均相反应体系的单体液 滴中，因溶有大量聚合物而粘度很大，凝聚粘结的危险性 比同样转化率但单体只能溶胀聚合物的氯乙烯液滴要大得 多。 (4) 吸附在单体-聚合物珠滴表面上的分散剂，最后沉积 在聚合物粒子的表面上，在后处理过程中能予去除，但有 的分散剂能与少量液滴的单体接枝而成为单体-分散剂接枝 高聚物，在后处理时不易除去。
悬浮聚合反应课件
实验步骤与操作流程
01
材料准备
根据实验需求，准备单体、引发剂、分散剂、水等实验材 料。
02
设备搭建
搭建聚合反应釜，包括釜体、搅拌器、温度计等主要部件 。
03
实验操作
将单体、引发剂、分散剂等材料加入聚合反应釜中，搅拌 均匀；升温至预设的反应温度，启动搅拌器；在一定时间 内向反应釜中滴加剩余的单体，控制滴加速度；反应结束 后，降温、卸压，取出聚合物。
橡胶工业
01
丁苯橡胶（SBR）的生产
SBR是一种广泛用于轮胎制造的橡胶，主要通过悬浮聚 合反应制备。
02
异戊橡胶（IR）的生产
IR是一种合成橡胶，具有与天然橡胶相似的性能，通常 使用悬浮聚合反应进行生产。
03
乙丙橡胶（EPR）的生产
EPR是一种具有优良耐候性和耐化学腐蚀性的橡胶，通 常使用悬浮聚合反应进行生产。
悬浮聚合反应的影响因素
01 02 03 04 05
悬浮聚合反应的影响因素包括单体浓度、引 发剂浓度、温度、搅拌速度等。
单体浓度对聚合反应速率和聚合物分子量有 重要影响。
引发剂浓度对聚合反应速率和聚合物分子量 也有影响。
温度对聚合反应速率和聚合物分子量有一定 影响。
搅拌速度对固体颗粒的分散度和聚合反应速 率有影响。
要点三
加强产学研合作与人 才培养
加强产学研合作，推动高校、科研机 构和企业之间的交流与合作，共同推 动悬浮聚合反应技术的发展。同时， 加强人才培养，培养具有创新能力和 实践经验的科研人员和技术人才，为 悬浮聚合反应技术的发展提供人才保 障。
06 相关案例分析
案例一：悬浮聚合反应制备聚合物微球
总结词
悬浮聚合反应课件
ptfe悬浮聚合和分散聚合
ptfe悬浮聚合和分散聚合PTFE悬浮聚合和分散聚合？听起来好像是化学课上的高级内容，但其实也没那么复杂。
就像炒菜一样，有时候你觉得放点盐就能搞定，结果别人告诉你，原来加点酱油和香料，味道能更丰富。
聚合这事儿，跟做菜还真有点相似——要看配料，得讲技巧。
先说说悬浮聚合。
想象一下，一锅汤里，所有的食材都飘着，互相之间不太沾边，靠着水和油的力量漂浮在水面上。
悬浮聚合大概就是这么个意思。
就是在一个液体中加入小颗粒的固体物质（其实就是单体），然后让它们在液体里独立运动，最后结合起来，变成我们想要的聚合物。
这个过程就像是把各种食材放进锅里，它们各自保持着原本的样子，又彼此“对接”变得更大更强。
比方说，PTFE的悬浮聚合就是一种高分子聚合方法，大家不妨想象一下，一个个小小的PTFE分子就像那锅里漂浮的食材，经过一番“炖煮”，最终就能变成我们常见的那个“老大哥”——聚四氟乙烯。
这种方法的好处就是，颗粒分布均匀，而且产量比较大。
就像你做蛋糕，越是搅拌得均匀，做出来的蛋糕才不会塌掉。
所以悬浮聚合的PTFE颗粒特别适合做大批量的生产，工业上特别喜欢这个方法。
你要是想要高质量，粒子大小差不多的聚合物，这种方法就像是直通车一样，直接给你带到目的地。
说到这里，你是不是觉得这悬浮聚合其实还挺简单的？不过呢，别急，还有分散聚合等着你呢。
这个就有点像你做沙拉，把所有的蔬菜、酱汁、盐巴一起放进碗里，然后用叉子或者搅拌器猛一搅拌。
大家一搅，所有的东西就“团结”在一起，虽然每个蔬菜还是各自有各自的味道，但在大体上它们已经结合成一盘“沙拉”了。
分散聚合和这个有点像。
就是把单体溶解在有机溶剂中，然后让它们变得像小颗粒一样，彼此之间不再轻易地融合，只能在溶剂的“怀抱”里保持各自的独立性。
等到合适的时候，聚合反应就会悄悄发生，把这些小颗粒一颗颗合成一个大颗粒，最终变成聚合物。
与悬浮聚合相比，分散聚合的颗粒比较小，而且比较稳定。
这就像你做沙拉的时候，蔬菜颗粒看上去更细腻，吃起来也有点不同的口感。
悬浮聚合名词解释
悬浮聚合名词解释简介单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。
悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。
单体中溶有引发剂，一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。
从单体液滴转变为聚合物固体粒子，中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段，为了防止粒子相互粘结在一起，体系中须加有分散剂，以便在粒子表面形成保护膜。
悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合之分。
悬浮聚合物的粒径约0.05~2mm（或0.01~5mm），主要受搅拌和分散控制。
悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合（非均相）之分。
若是均相聚合的话，在分散剂的作用下，单体在单体液滴里聚合，最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子；若是非均相聚合，引发剂在单体液滴引发得链自由基相互缠结在一起沉淀，形成最初的相分离物——原始微粒，原始微粒凝聚的初级粒子核。
初级粒子核一经形成就开始成长为早期的初级粒子，呈现相分离，体系变浑浊。
因为形成的聚合物不溶于单体，所以在聚合主要是在聚合物的溶胀体进行不在形成初核，初级粒子数不在增加而是均匀地长大（初级粒子核吸附获捕捉单体相得自由基而增长、终止）。
在这过程中，聚合热来不及散出获引发剂分布不均，导致颗粒内部局部温度过高，初级粒子熔结，形成凝聚体，即“玻璃珠”。
组成单体+（油溶性）引发剂+双亲性分散剂+去离子水，油溶性引发剂主要有油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂，偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等，过氧化物主要是过氧化二苯甲酰这一类物质。
分散剂是以有机和无机之分，有机有聚乙烯醇类、无机有碳酸钙、碳酸镁，硫酸钡等。
具体用哪种可根据产品的性能要求来决定。
特点优点：①体系粘度低，聚合热容易导出，散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易；②产品相对分子质量及分布比较稳定，聚合速率及相对分子质量比溶液聚合要高一些，杂质含量比乳液聚合低；③后处理比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本较低，三废较少；④粒料树脂可直接用于加工。
第六章-悬浮聚合
颗粒的形状
形状系数（shape factor） • 球形度 • Wadell球形度 • 体积形状系数
颗粒形态和孔隙率
• 颗粒形态：无孔紧密粒子、多孔疏松粒子 • 孔隙率：PVC的孔隙分为：粒间孔、粒内
开孔、粒内闭孔；压汞仪 • 比表面积、密度分布与粉体干流动性
PVC颗粒形态（本体PVC）
－－氯乙烯单体 煤炭路线－制备聚合物，耗电，成本相对高 • 乙烯氧氯化法：国内也有 乙烯－－氯气－－1，2－二氯乙烯－裂解－
氯乙烯
氯乙烯聚合工艺发展
• 早期：溶液聚合（现量少，主要制备共聚物） • 悬浮聚合与乳液聚合：其中悬浮聚合为主 • 本体聚合：1970年代末成熟 • 由于历史原因：目前悬浮聚合为主
主要聚合物品种－p142
• EPS • 其他苯乙烯衍生聚合物：离子交换树脂
等 • PMMA • 聚醋酸乙烯酯 • 聚氯乙烯：粉状聚合 • 偏氯乙烯共聚物 • PTFE：沉淀聚合
悬浮聚合的特点－142
• 成本低 • 水为分散介质，环保 • 聚合体系粘度低，热量容易排除，温度易
控制，产品质量稳定 • 分子量相对高（与溶液聚合相比） • 聚合物相对纯（与乳液聚合相比） • 颗粒形态好
BUCT
聚合物制备工程
第六章 悬浮聚合工业过程
chapter 6 Suspension Polymerization
黄启谷
材料科学与工程学院 北京化工大学
复习
第六章 溶液聚合
• 溶液聚合工业过程概述
• 乙酸乙烯酯溶液聚合工业过程
• 顺丁橡胶溶液聚合工业过程
• SSBR溶液聚合工业化过程
内容介绍
• 悬浮聚合工业过程概述 • 悬浮聚合分散剂及其稳定机理 • 悬浮聚合机理 • EPS悬浮聚合工业过程 • 聚氯乙烯悬浮聚合工业过程 • 其他悬浮聚合工业过程
悬浮聚合
搅拌剪切力
单体 聚合物
① ② 表面张力
粘合) 聚集 (粘合 粘合 ⑤
聚集(粘合) ④聚集 粘合 聚集(粘合 聚集 粘合) 粘合 分散
悬浮聚合单体液滴分散图 5.2 悬浮聚合单体液滴分散-合一模型
5.3 自由基型悬浮聚合
⒋ 悬浮剂 ⑴ 悬浮剂及其悬浮作用 为了使单体和水形成的体系变为稳定的分散体系,必须加 为了使单体和水形成的体系变为稳定的分散体系 必须加 入一种具有悬浮作用的物质——悬浮剂。 悬浮剂。 入一种具有悬浮作用的物质 悬浮剂 能降低水的表面张力,对单体液滴起保护作用 对单体液滴起保护作用,防止单体液 能降低水的表面张力 对单体液滴起保护作用 防止单体液 滴聚集,使单体 使单体-水这一不稳定的分散体系变为较稳定的分散体 滴聚集 使单体 水这一不稳定的分散体系变为较稳定的分散体 系的这种作用称为悬浮作用或分散作用。 系的这种作用称为悬浮作用或分散作用。 具有悬浮作用的物质称为悬浮剂或分散剂。 具有悬浮作用的物质称为悬浮剂或分散剂。 ⑵ 悬浮剂的分类及悬浮机理 ① 悬浮剂的分类 水溶性高分子化合物和不溶于水的无机化合物。 水溶性高分子化合物和不溶于水的无机化合物。 水溶性高分子化合物中有聚乙烯醇,聚丙烯酸 聚丙烯酸,聚乙烯吡咯 水溶性高分子化合物中有聚乙烯醇 聚丙烯酸 聚乙烯吡咯 烷酮,聚甲基丙烯酸的盐类 甲基纤维素,羧甲基纤维素和明胶等 聚甲基丙烯酸的盐类,甲基纤维素 羧甲基纤维素和明胶等. 烷酮 聚甲基丙烯酸的盐类 甲基纤维素 羧甲基纤维素和明胶等
5.3 自由基型悬浮聚合
溶有引发剂的一个单体小液滴,就相当本体聚合的一个小单 溶有引发剂的一个单体小液滴 就相当本体聚合的一个小单 因此悬浮聚合也称为小本体聚合。 元,因此悬浮聚合也称为小本体聚合。 因此悬浮聚合也称为小本体聚合 主要组分是单体、引发剂、悬浮剂和介质水。 主要组分是单体、引发剂、悬浮剂和介质水。 ⒉ 悬浮聚合的分类 悬浮聚合可根据单体对聚合物溶解与否 单体对聚合物溶解与否,将其分为均相悬浮 悬浮聚合可根据单体对聚合物溶解与否 将其分为均相悬浮 聚合和非均相悬浮聚合。 聚合和非均相悬浮聚合。 ⑴ 均相悬浮聚合 如果聚合物溶于其单体中,则聚合物是透明的小珠 则聚合物是透明的小珠,该种悬 如果聚合物溶于其单体中 则聚合物是透明的小珠 该种悬 浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。 浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。 如苯乙烯的悬浮聚合、甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合为均相 如苯乙烯的悬浮聚合、 悬浮聚合。 悬浮聚合。 ⑵ 非均相悬浮聚合 如果聚合物不溶于其单体中,聚合物是不透明的小颗粒 聚合物是不透明的小颗粒,该 如果聚合物不溶于其单体中 聚合物是不透明的小颗粒 该 悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合。 悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合。 如氯乙烯、偏二氯乙烯、 如氯乙烯、偏二氯乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的悬浮聚 合为非均相悬浮聚合。 合为非均相悬浮聚合。
第六章-悬浮聚合
§ ６.1悬浮聚合工业过程概述
• 悬浮聚合定义：悬浮聚合是将单体在强烈的机械 搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水中，同时 经引发剂引发聚合的一种生产聚合物的方法。
• 悬浮聚合体系：单体、水、分散剂、引发剂、其 他改性物质
• 分类：根据产品的形状 • 珠状悬浮聚合：EPS、离子交换树脂 • 粉状悬浮聚合：PVC
• 聚氯乙烯－第二大通用 塑料；五大通用塑料之 一
• 产量超过2000万吨；其 中1600万以上采用悬浮 聚合
• 作为氯碱工业的下游产 品，是主要消耗氯气的 工业产品
• 氯乙烯单体的性质
H2C
Cl
• 沸点：－13.9℃ • 室温下无色，具芳香
味气体
氯乙烯单体的合成
• 乙炔法：国内依然采用 电石－乙炔－与氯化氢加成（氯气－氯化氢）
• 搅拌 • 分散剂 • 最终转化率 • 聚合温度 • 水油比
颗粒特性 平均粒径及其分布 颗粒形态 孔隙率、比表面积、 密度分布与粉体干 流动性、
§ ６.4 苯乙烯悬浮聚合工业过程
• 悬浮聚合：通用聚苯乙烯（GPPS）和发泡 聚苯乙烯（EPS）
• 通用聚苯乙烯（GPPS）：主要采用本体聚 合生产，但是悬浮聚合也可以生产
• 颗粒特性：平均粒径和粒径分布、形态、 孔隙度、孔径和孔径分布、比表面积、密 度分布、表观密度、粉体干流性等
粒径与粒径分布
• 当量粒径：投影直径、几何当量直径、物 理当量直径、筛分直径
• 平均粒径：算术平均粒径、体积平均粒径、
体面积平均粒径、重量平均粒径
• 粒径分布 • 粒径测定：筛分、电镜、超速离心沉降法、
• 用途：包装材料、建筑材料 • 工业合成方法：一步法与二步法 • 目前：一步法为主
悬浮聚合体系需加入分散剂
• 悬浮聚合体系简介 • 分散剂在悬浮聚合体系中的作用 • 分散剂的选择与使用 • 分散剂对悬浮聚合体系性能的影响实
例 • 悬浮聚合体系需加入分散剂的注意事
项
01
悬浮聚合体系简介
悬浮聚合体系的定义
01
悬浮聚合体系是一种聚合物合成 方法，其中单体在液态下分散在 水中，并在固体颗粒形态下进行 聚合。
抗冲击性
分散剂的存在可以降低聚合物颗粒间的应力集中 效应，提高体系的抗冲击性能。
耐磨性
分散剂对聚合物颗粒表面的保护作用可以增强其 耐磨性，延长材料的使用寿命。
05
悬浮聚合体系需加入分散剂的注意事
项
分散剂的质量控制
质量稳定性
选择质量稳定、性能可靠的分散 剂，确保其在使用过程中能够保 持稳定的分散效果。
质量检测
定期对分散剂进行质量检测，包 括化学成分、物理性能以及分散 效果等方面的检测，以确保其质 量符合要求。
质量标准
制定严格的质量标准，对分散剂 的各项指标进行量化，以便更好 地控制其质量。
分散剂的环保问题
环保认证
选择通过环保认证的分散剂，以降低其对环境的负面 影响。
减少使用量
通过科学合理的配方调整，减少分散剂的使用量，降 低其对环境的负担。
相容性
分散剂应能均匀地分散在聚合体系中，不产 生沉淀或分层现象。
添加量
分散剂的添加量应根据聚合体系的需要和分 散剂的效能进行合理选择。
分散剂的添加量与使用方法
添加量
分散剂的添加量通常为总投料量的0.1%~1%，具体添加量应根 据实验确定。
使用方法
将分散剂与单体和其他添加剂一起加入聚合体系中，并充分 搅拌均匀。
1悬浮聚合
名词解释：1悬浮聚合：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮水，由油溶性引发剂而进行的聚合反应。
2笼形效应：两个初级自由基被溶剂分子所包围未能扩散分离而偶合终止。
3聚氨酯：主链上含有“二氨基甲酸酯”基团“—NHCOO—”的大分子化合物的统称。
4调聚反应：在聚合反应中，如Ktr>>Kp，则形成很小的低聚物，这类反应即为。
5热塑性弹体：是指在常温下展现出橡胶的弹性，高温下能塑化成型的材料。
5鱼眼:通常指加工中，由于一些树脂颗粒不能塑化，难塑化成塑，而在塑料产品中形成疙瘩。
5乳化剂的HLB值：亲水—亲油平衡值，用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性所贡献的大小。
6活性聚合物:聚合体系，无质子供体，阴离子聚合可控制其终止反应，这种无终止链转移聚合反应即为活性聚合，产物即为活性聚合物。
7CMC值:表面活性分子在溶剂中形成胶束的最低浓度。
8临界胶束浓度：表面活性剂形成胶束的最低浓度。
9三项点：离子型乳化剂在一定温度下会同时存在乳化剂溶液，胶束和固体乳化剂三相态是的温度。
10动力学链长：将每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数。
11乳液聚合：单体在水中分散成乳液状态的聚合。
12本体聚合：单体中加入少量的引发剂或者不加引发剂依赖热引发无其他杂质反应。
13溶液聚合：单体和引发剂融入适当的溶剂中的聚合。
14官能团:决定有机化合物的性质的原子或原子团。
15官能度：一分子聚合反应原料中能参加反应的官能团数。
16自动加速效应：聚合反应达到一定转化率，体系粘度增加，聚合速率也增加的现象。
17环氧树脂：分子中含有两个以上环氧基团CH2-CH-(O)的合成树脂。
18乳化剂：使不溶于水的液体与水形成稳定的胶体分散体系-乳化液的物质。
简答：一．用来制造纤维聚合物必须具备特性?1:聚合物长链必须是线型的，支链尽可能少，无交联。
2：聚合物应具有适当高的分子量分子量分布要窄。
3：聚合物分子结构要规整易结晶，最好能形成部分结晶。
悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍
悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍首先，悬浮聚合是将乙烯和氯气通过一系列的反应和处理装置，转化为聚氯乙烯颗粒的过程。
在反应器中，乙烯和氯气在催化剂的作用下进行聚合反应，生成聚氯乙烯颗粒。
反应器中温度、压力和搅拌速度等参数都需要控制得当，以保证聚合反应的顺利进行。
其次，粉碎是将聚氯乙烯树脂颗粒进行分散和破碎，以获得适当的颗粒大小。
粉碎时，聚氯乙烯树脂颗粒通过一系列的分散器和破碎机进行处理，最终得到所需的颗粒大小。
再次，塑化是将粉碎后的聚氯乙烯树脂颗粒进行熔融和塑化的过程。
在塑化机中，聚氯乙烯树脂颗粒通过加热和搅拌，变为黏稠的熔融物质。
塑化过程中需要控制温度和搅拌速度，以保持熔融物质的均匀性和流动性。
最后，再粉碎是将塑化后的聚氯乙烯熔融物质进行冷却和固化，并通过破碎机将其变为颗粒状。
再粉碎过程中，熔融物质通过冷却器和破碎机，迅速冷却和破碎，最终得到聚氯乙烯颗粒。
除了以上的工艺步骤，悬浮聚合生产聚氯乙烯还需要涉及到催化剂的选择、添加剂的控制和废气处理等问题。
催化剂的选择直接影响聚合反应的效率和聚氯乙烯的质量；添加剂的控制可以改变聚氯乙烯的性能，如增加塑化剂可以使聚氯乙烯变软；废气处理是因为在生产过程中会产生一些有害气体，需要通过废气处理设备进行处理，以保证环境安全。
悬浮聚合生产聚氯乙烯的方法具有以下优点：首先，该方法的成本相对较低，能够产生高性能的聚氯乙烯树脂；其次，该方法生产的聚氯乙烯树脂具有良好的综合性能，如机械强度高、耐候性好、电绝缘性好等；再次，该方法可以根据产品需求进行调整，生产出不同性能的聚氯乙烯树脂。
然而，悬浮聚合生产聚氯乙烯也存在一些问题。
首先，废水和废气的处理是一个困扰行业的环保难题。
废水处理需要考虑高含氯化合物的处理和回收；废气处理则需要考虑高浓度的氯气和有机物的处理和净化。
其次，聚合过程中会产生一些副产物和废弃物，如塑化剂、添加剂和颗粒状物质等，需要进行妥善处理和利用。
总之，悬浮聚合生产聚氯乙烯是一种重要的生产方法，能够实现高效、低成本、高质量的聚氯乙烯树脂生产。
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苯乙烯的珠状聚合一、实验目的1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。
2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。
3. 通过实验，了解苯乙烯单体在聚合反应上的特性。
二、实验原理悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。
根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。
像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。
悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。
由于单体以小液滴形式分散在水中，散热表面积大，水的比热大，因而解决了散热问题，保证了反应温度的均一性，有利于反应的控制。
悬浮聚合的另一优点是由于采用悬浮稳定剂，所以最后得到易分离、易清洗、纯度高的颗粒状聚合产物，便于直接成型加工。
可作为悬浮剂的有两类物质:一类是可以溶于水的高分子化合物，如聚乙烯醇、明胶、聚甲基丙烯酸钠等。
另一类是不溶于水的无机盐粉末，如硅藻土、钙镁的碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等。
悬浮剂的性能和用量对聚合物颗粒大小和分布有很大影响。
一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。
如果是固体悬浮剂，用量一定时，悬浮剂粒度越细，所得树脂的粒度也越小，因此，悬浮剂粒度的不均匀也会导致树脂颗粒大小的不均匀。
为了得到颗粒度合格的珠状聚合物，除加入悬浮剂外，严格控制搅拌速度是一个相当关键的问题。
随着聚合转化率的增加，小液滴变得很粘，如果搅拌速度太慢，则珠状不规则，且颗粒易发生粘结现象。
但搅拌太快时，又易使颗粒太细，因此，悬浮聚合产品的粒度分布的控制是悬浮聚合中的一个很重要的问题。
掌握悬浮聚合的一般原理后，本实验仅对苯乙烯单体及其在珠状聚合中的一些特点作一简述。
苯乙烯是一个比较活泼的单体，易起氧化和聚合反应。
在贮存过程中，如不添加阻聚剂即会引起自聚。
但是，苯乙烯的游离基并不活泼，因此，在苯乙烯聚合过程中副反应较少，不容易有链支化及其它歧化反应发生。
链终止方式据实验证明是双基结合。
另外，苯乙烯在聚合过程中凝胶效应并不特别显著，在本体及悬浮聚合中，仅在转化率由50%~70%时，有一些自动加速现象。
因此，苯乙烯的聚合速度比较缓慢，例如与甲基丙烯酸甲酯相比较，在用同量的引发剂时，其所需的聚合时间比甲基丙烯酸甲酯多好几倍。
三、实验仪器及试剂250mL 三口瓶，电动搅拌器，恒温水浴，冷凝管，温度计，吸管，抽滤装置、苯乙烯，聚乙烯醇，过氧化二苯甲酰，甲醇四、实验步骤、现象及分析1. 【在250 mL 三颈瓶上，装上搅拌器和水冷凝管。
量取45 mL 去离子水，称取0.2 g 聚乙烯醇(PVA)加入到三颈瓶中，开动搅拌器并加热水浴至90 ℃左右，待聚乙烯醇完全溶解后(20min 左右)，将水温降至80 ℃左右。
】现象及分析:PVA中三颈瓶中水中逐渐溶解，需要注意的是此处45ml去离子水需留出5ml，供加入单体和引发剂是洗涤时之用。
加入水之后，要迅速打开冷凝水以防止水分蒸发。
PVA溶解之后，须将水温降值80℃附近，以避免之后单体和引发剂温度过高。
2.【称取0.15 g 过氧化二苯甲酰(BPO)于一干燥洁净的50 mL 烧杯中，并加入9 mL 单体苯乙烯(已精制)使之完全溶解。
】现象及分析：苯乙烯具有挥发性，应使BPO尽快溶解在苯乙烯中，避免单体的损失。
3. 【将溶有引发剂的单体倒入到三颈瓶中，此时需小心调节搅拌速度，使液滴分散成合适的颗粒度(注意开始时搅拌速度不要太快，否则颗粒分散的太细)，继续升高温度，控制水浴温度在86~89 ℃范围内，使之聚合。
一般在达到反应温度后2~3 h 为反应危险期，此时搅拌速度控制不好(速度太快、太慢或中途停止等)，就容易使珠子粘结变形。
】现象及分析：单体和引发剂加入三颈瓶中，在搅拌桨的剪切作用下，单体苯乙烯发生形变，大的不稳定的液团破裂形成小的形状不规则的液滴，并在自身表面张力的作用下进一步形成微珠状，PVA则起到保护这些单体小液滴的作用，宏观表现为溶液呈现乳白色。
随着搅拌速率和温度的稳定，小液珠的大小也逐渐稳定下来。
需注意的是，单体引发剂加入反应器的速度要适当，太慢易导致苯乙烯挥发，太快易使单体分散不均匀，最好使用玻棒引流，并用步骤1预留的5ml 去离子水洗涤。
4. 【在反应3 h 后，可以用大吸管吸出一些反应物，检查珠子是否变硬，如果已经变硬，即可将水浴温度升高至90~95 ℃，反应1 h 后即可停止反应。
】现象及分析：反应后期体系粘度变大，吸取少量反应液滴入甲醇中，有珠状白色物，但硬度并不够。
随着反应的进行，单体液滴中的单体逐渐聚合，分子量逐渐提高，反应完毕单体液滴中的聚合物的分子量应较高，滴入甲醇应变成固体小珠子。
但由于实验时间和本组反应条件限制，不得不在反应未完毕时，结束反应过程，过滤。
5. 【将反应物进行过滤，并把所得到的透明小珠子放在25 mL 甲醇中浸泡20 min(为什么?)，然后再过滤(甲醇回收)，将得到的产物用约50 ℃的热水洗涤几次(为什么?)，用滤纸吸干后，置产物于50~60 ℃烘箱内干燥，计算产率，观看颗粒度的分布情况。
】现象及分析：反应甲醇中液加入，开始时烧杯中可见珠状物，随后由于反应物的分子量不足，无法形成固体，有重新聚集成一团，最终抽滤产物不是聚苯乙烯小珠子，而是粘度较高的一团白色胶体，外观与年糕相似，五、实验结果讨论六、思考题1. 试考虑苯乙烯珠状聚合过程中，随转化率的增长，其反应速度和相对分子的变化规律。
答：由于悬浮聚合机理与本体聚合机理相似，所以随着转化率的增长，反应速率加快，但是由于悬浮聚合体系散热较好的缘故，体系的自动加速现象并不明显，分子量逐渐增加。
转化率15%-30%是体系发粘，两粒子相撞容易粘在一起，此时悬浮剂就起到了保护和隔离的作用。
转化率达到60%-70%是液滴变成弹性或刚性，就不易在粘结在一起了。
2. 为什么聚乙烯醇能够起稳定剂的作用?聚乙烯醇的质量和用量在悬浮聚合中，对颗粒度影响如何?答：PVA作用机理主要是吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护胶体的作用。
同时还是界面张力降低，有利于液滴分散；一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。
3. 根据实验的实践，你认为在珠状聚合的操作中，应该特别注意的是什么，为什么?答:我认为在珠状聚合的操作中，应特别注意的是反应温度的控制，升温速率不宜过快，同时反应过程中要保持反应条件的均一性，不能随意变变反应条件；转速同样对于反应的影响很大，太慢易使液滴粘结，太快是聚合物粒度过小。
4．悬浮聚合有哪些优点和缺点，如何克服？优点：1、以珠状分散在水中，易于散热，温度容易控制；2、产品较纯、易分离、易清洗，便于直接加工；3以水为溶剂，来源广，经济实惠。
缺点：1、搅拌速度不易于控制，较少用于连续生产；2、仍存在一定自动加速作用；3、必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能；4、聚合产物颗粒会包藏少量单体,不易彻底清除,影响聚合物性能。
克服：1、严格控制搅拌速度、温度和物料投入比等反应条件；2、用气象聚合可以改变不能连续生产的缺点。
5. 为什么选用聚乙烯醇（PVA）作为分散剂？答:PVA为水溶性的高分子，无毒、溶解性好，聚乙烯醇中的羟基为亲水基，而酯基为亲油基，因此PVA具有界面活性，所以可作为分散剂。
6. 起始反应温度为何不宜太高？答：其实反应温度过高，首先可能导致刚加入的单体苯乙烯挥发，其次，可能导致引发剂大量分解，产生大量自由基，由于“笼蔽效应”降低引发剂效率。
若温度更高的话，可能因爆聚而是聚合物全部粘结在一起。
7. 为什么在悬浮聚合中不易出现自动加速现象？答：悬浮聚合的产所是在一个个单体小液滴中，由于小液滴中的单体数量有限，并且液滴的表面积大，益于体系的散热，所以在悬浮聚合的过程中，自动加速现象并不明显；此外，苯乙烯为聚苯乙烯的良溶剂，只有反应在较高的转化率下产出现自动加速效应。
8. 阐述悬浮聚合的聚合机理？答：悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。
根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。
像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。
9、刚开始溶解PVA时，温度升至90℃，但为什么待PVA完全溶解后要将温度将至80℃？答：刚开始反应时，一单体和引发剂还没有充分分散开，温度过高会使引发剂分解过快，从而形成大量的自由基而不能及时的分散开，产生笼蔽效应，从而大大的降低了引发剂的效率。
此外，有可能引起暴聚。
10、反应结束后，有同学得到的是结块的固体，有同学得到的是聚合物粒子很小，还有同学得到的是很软的粒子，一搅拌就变成粘稠状液体了，试解释这几种现象。
答：出现结块的原因是：搅拌器转速太慢，生成的聚苯乙烯粒子黏在了一块；聚合物粒子很小的原因是：搅拌器转速太快，将生成的聚苯乙烯粒子打碎了；得到的粒子很软的原因是：生成的聚苯乙烯分子量很低，同时，单体的转化率也很低。
11、试分析影响聚合物粒径大小、粒子硬度的因素。
答：影响聚合物粒径大小的因素主要是悬浮剂的用量、搅拌器的转速。
悬浮剂的用量越多，所得产品的颗粒越小。
搅拌器的转速越慢，所的粒径越大，但若转速过慢会使生成的珠状聚合物结块，因此搅拌器转速的调节是本实验关键所在。
粒子的硬度与聚苯乙烯的聚合度（或分子量）、转化率有关，而聚合度与温度有关，转化率与时间有关。
一般的聚合中，升高温度使聚合速率增加，使聚合度降低。
但温度对乳液聚合的影响比较复杂。
其综合结果是：聚合物速率增加，使聚合度降低。
但是，升高温度可能引起许多副作用，如乳胶凝聚和破乳，产生支链和凝胶，并对聚合物微结构和分子量分布产生影响。
延长反应时间，会使苯乙烯单体的转化率提高，从而可以提高粒子的硬度。