悬浮聚合反应

沉澱聚合反應


聚合反應過程中，其聚合物不溶於媒介也不溶 於單體，稱為沉澱聚合反應。 傳統沉澱聚合反應適合於單體和起始劑皆可溶 於媒介的聚合系統，且反應常無穩定劑存在， 故所得的聚合物通常是不規則形狀且表面粗糙。
分散聚合反應


反應初期，單體、起始劑和穩定劑皆可溶於有 機溶液中，而聚合物則不溶於此溶液。 反應後，有相分離現象發生(粒子成核)，而進行 非均勻態的聚合反應。
實驗圖
A.PVA+水、未溶解
B.PVA+水、完全溶解
A.反應1小時
B.反應4小時
實驗整理
轉數 RPM 7/14 磁石攪拌 溫度 (℃) 60℃ 顏色 顆粒大小
淺粉紅
細
7/19 第一次 7/20 第二次
220
60℃
乳白
較粗
320
60℃
淺粉紅
懸浮聚合物顆粒大小和形狀
主要決定 1) 分散劑的種類和用量 2) 攪拌速率 3) 單體／水比 4) 單體種類 5) 聚合溫度 6) 轉化率
穩定劑


懸浮聚合反應過程中，為了防止早期液滴間和 中後期聚合的顆粒間的凝集，反應體系中常加 入穩定劑。 穩定劑和攪拌是影響粒徑、粒徑分佈、顆粒形 態等重要因素。攪拌條件固定下，穩定劑的種 類、性質和用量，成為控制顆粒特性的關鍵。
聚合顆粒的製備技術歸納為五種
1) 2) 3) 4) 5)
懸浮聚合反應 乳化聚合反應 無乳化劑乳化聚合反應 沉澱聚合反應 分散聚合反應
懸浮聚合反應

溶有起始劑的單體以液滴狀在界面活性劑保護 下分散懸浮於水中的聚合過程。一個單體液滴 就相當於一個小總體聚合反應器。
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製得的聚合物粒徑介於100〜1000μm。若使 用高速攪拌，可得較小的顆粒(20μm)。而產 物的粒徑，受攪拌速率的影響，不易控制粒 子的大小，故粒徑分佈寬廣。

顆粒分散在介質中，會有如凡得瓦爾力存在， 即使靜置，也有顆粒間的布朗運動或重力的影 響，引起粒子間的碰撞而發生凝集現象。為避 免這些現象發生，使聚合物顆粒間存在斥力或 立體障礙，讓顆粒無法因相互接觸而凝集在一 起。
一般維持懸浮液穩定均勻分散於 連續相中的行為有三種力量：
1) 2) 3)
立體穩定效應 溶合力效應 靜電穩定效應
乳化聚合反應

一般乳化聚合大都指以水為媒介，不溶或微溶 於水的單體及可溶於媒介而不溶於單體的起始 劑和乳化劑混合，進行聚合反應。聚合所得的 產物相當均勻，但最多可得次微米大小的顆粒。
無乳化劑乳化聚合反應


以水為分散媒介的無乳化劑乳化聚合反應和乳 化聚合，最大差別在於前者不加乳化劑。由於 無乳化劑的存在，初期成核較不穩定，容易集 聚形成比有乳化劑的乳化聚合較大的顆粒。 因粒核中聚合物鏈載有由起始劑所分解的離子 末端基，使粒核本身有定向和穩定的能力。
立體穩定效應

加入可溶於分散媒介的非離子性高分子聚合物 (纖維衍生物、PVA,或PVP)，經吸附或接枝反應 將聚合物覆蓋於顆粒表面，形成立體幾何構造， 造成立體上之障礙，使顆粒之間達穩定效果。
分散媒介 聚合物
顆粒
溶合力效應

溶劑對顆粒界面和吸附的高分子鏈間相互作用， 因溶劑對此高分子鏈的溶合力，影響對顆粒的 吸附能力，因此亦直接影響顆粒的穩定。
靜電穩定效應

加入可溶於分散媒介的離子型界面活性劑或電 解質經解離後所生的陰離子或陽離子可被吸附 或分散於顆粒表面；再依同性相斥原理，利用 電荷所產生的斥力，來穩定聚合顆粒。
實驗方法
1)
2)
3)
4)
將PVA(穩定劑) 3克、分散媒介純水150ml放入 反應槽，攪拌、加熱至80℃，至完全溶解。 (此瓶為A瓶) 將MMA(單體)20ml、AIBN(起始劑) 0.2克放入 燒杯，攪拌至完全溶解。 讓A瓶降至室溫、停止攪拌後，將上步驟加入 A瓶，開始攪拌、升溫至60℃並恆溫，反應6小 時。 反應結束，將產物以蒸餾水清洗後過濾數次， 再放入烘箱。