本体聚合方法适用于哪些聚合物(在高聚物生产中有几种聚合物是采用本体聚合方法合成的)

1.在高聚物生产中有几种聚合物是采用本体聚合方法合成的

一般的高分子物理和高分子化学的教材上都有，自由基聚合反应在高分子合成工业中是应用最广泛的化学反应，大多烯类单体的聚合或共聚都采用自由基聚合，所得聚合物都是线型高分子化合物。

按反应体系的物理状态自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合四种方法。 ⒈ 本体聚合 本体聚合是不加任何其他介质，只有单体在引发剂、热、光、辐射等引发下进行的聚合。

有时还须加入少量色料、增塑剂、润滑剂、分子量调节剂等助剂。因此本体聚合主要特点是产物纯净，工艺过程、设备简单，适于制备透明和电性能好的板材、型材等制品。

不足之处是反应体系粘度大，自动加速显著，聚合反应热不易导出，温度不易控制，易局部过热，引起分子量分布不均。 气态、液态、固态单体均可进行本体聚合，液态单体的本体聚合最重要。

⒉ 溶液聚合 单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法称作溶液聚合法。溶液聚合反应生成的聚合物溶解在所用的溶剂中为均相聚合，如聚合物不溶于所用溶剂中而沉淀析出，则为非均相聚合又称沉淀聚合。

溶液聚合过程中使用溶剂，使体系粘度降低，因此混合和传热较易，温度容易控制，较少凝胶效应，可以避免局部过热。 ⒊ 悬浮聚合 溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。

整体看水为连续相，单体为分散相。聚合在每个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看作小珠本体聚合。

同样也可根据聚合物在单体中的溶解性有均相、非均相聚合之分。如是将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮于油类连续相中，在引发剂的作用下进行聚合的方法，称为反相悬浮聚合法。

悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水，分散剂四个基本组分组成。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。

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。

悬浮聚合法因以水为介质，体系粘度低，传热好，温度易控制。产品分子量及其分布比较稳定。

产物是固体微粒，后处理简单，只需经离心、干燥即可，因此成本较低。但也存在自动加速效应，使聚合速度不易控制；产品中的分散剂不能彻底清除，影响产品纯度。

⒋ 乳液聚合 乳液聚合是可用于某些自由基聚合反应的一种独特的方法，它涉及以乳液形式进行的单体的聚合反应。它是指单体在乳化剂和机械搅拌作用下，在分散介质中分散成乳状液而进行的聚合反应。

乳液聚合体系的组成比较复杂，一般是由单体、分散介质、引发剂、乳化剂四组分组成。经典乳液聚合的单体是油溶性，分散介质通常是水，选用水溶性引发剂。

当选用油溶性单体时，则分散介质为有机溶剂，引发剂是油溶性的，这样的乳液体系称为反相乳液聚合。

2.在高聚物生产中有几种聚合物是采用本体聚合方法合成的

一般的高分子物理和高分子化学的教材上都有，自由基聚合反应在高分子合成工业中是应用最广泛的化学反应，大多烯类单体的聚合或共聚都采用自由基聚合，所得聚合物都是线型高分子化合物。

按反应体系的物理状态自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合四种方法。 ⒈ 本体聚合 本体聚合是不加任何其他介质，只有单体在引发剂、热、光、辐射等引发下进行的聚合。

有时还须加入少量色料、增塑剂、润滑剂、分子量调节剂等助剂。因此本体聚合主要特点是产物纯净，工艺过程、设备简单，适于制备透明和电性能好的板材、型材等制品。

不足之处是反应体系粘度大，自动加速显著，聚合反应热不易导出，温度不易控制，易局部过热，引起分子量分布不均。 气态、液态、固态单体均可进行本体聚合，液态单体的本体聚合最重要。

⒉ 溶液聚合 单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法称作溶液聚合法。溶液聚合反应生成的聚合物溶解在所用的溶剂中为均相聚合，如聚合物不溶于所用溶剂中而沉淀析出，则为非均相聚合又称沉淀聚合。

溶液聚合过程中使用溶剂，使体系粘度降低，因此混合和传热较易，温度容易控制，较少凝胶效应，可以避免局部过热。 ⒊ 悬浮聚合 溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。

整体看水为连续相，单体为分散相。聚合在每个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看作小珠本体聚合。

同样也可根据聚合物在单体中的溶解性有均相、非均相聚合之分。如是将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮于油类连续相中，在引发剂的作用下进行聚合的方法，称为反相悬浮聚合法。

悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水，分散剂四个基本组分组成。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。

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。

悬浮聚合法因以水为介质，体系粘度低，传热好，温度易控制。产品分子量及其分布比较稳定。

产物是固体微粒，后处理简单，只需经离心、干燥即可，因此成本较低。但也存在自动加速效应，使聚合速度不易控制；产品中的分散剂不能彻底清除，影响产品纯度。

⒋ 乳液聚合 乳液聚合是可用于某些自由基聚合反应的一种独特的方法，它涉及以乳液形式进行的单体的聚合反应。它是指单体在乳化剂和机械搅拌作用下，在分散介质中分散成乳状液而进行的聚合反应。

乳液聚合体系的组成比较复杂，一般是由单体、分散介质、引发剂、乳化剂四组分组成。经典乳液聚合的单体是油溶性，分散介质通常是水，选用水溶性引发剂。

当选用油溶性单体时，则分散介质为有机溶剂，引发剂是油溶性的，这样的乳液体系称为反相乳液聚合。

3.本体聚合与其他各种聚合方法比较,有什么特点

本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法 常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行；离子型或配位聚合，一般采用溶液聚合，例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合，由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂，常称淤浆聚合；缩聚反应一般在本体或溶液中进行，分别称为本体（熔融）缩聚和溶液缩聚，在两相界面上的缩聚称为界面缩聚. 在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合，分别称为气相聚合和固相聚合.气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴.四种聚合方法的不同特点是： ①本体聚合 组分简单，通常只含单体和少量引发剂，所以操作简便，产物纯净；缺点是聚合热不易排除.工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯. ②溶液聚合 优点是体系粘度低，传热、混合容易，温度易于控制；缺点是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本.溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合，如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合，丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等. ③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行，散热容易，产物是0.05~2mm左右的小颗粒，容易洗涤、。

本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法 常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行；离子型或配位聚合，一般采用溶液聚合，例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合，由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂，常称淤浆聚合；缩聚反应一般在本体或溶液中进行，分别称为本体（熔融）缩聚和溶液缩聚，在两相界面上的缩聚称为界面缩聚. 在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合，分别称为气相聚合和固相聚合.气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴.四种聚合方法的不同特点是： ①本体聚合 组分简单，通常只含单体和少量引发剂，所以操作简便，产物纯净；缺点是聚合热不易排除.工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯. ②溶液聚合 优点是体系粘度低，传热、混合容易，温度易于控制；缺点是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本.溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合，如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合，丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等. ③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行，散热容易，产物是0.05~2mm左右的小颗粒，容易洗涤、分离，产物纯度较高；缺点是产物容易粘壁，影响聚合釜传热和生产周期.悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产. ④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理，单体在胶束中引发、聚合是在单体-聚合物乳胶粒中进行.其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热；缺点是乳化剂等不易除净，影响产物性能，特别是电性能较差，在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产，如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产. 本体聚合和溶液聚合一般为均相反应，但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来；悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应.均相体系往往属非牛顿流体（见粘性流体流动），可直接使用，若要制得固体聚合物，则需进行沉淀分离；非均相体系固体物含量可高达30%~50%（最高达约60%），除胶乳可直接使用外，其他均需经分离、提纯等后处理. 从原理上分 可分为逐步聚合和链式聚合，绝大部分自由基聚合和离子聚合都属于链式聚合。

4.本体聚合的聚合方法

本体聚合分为均相聚合与非均相聚合两类。生成的聚合物能溶于各自的单体中，为均相聚合，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等；生成的聚合物不溶于它们的单体，在聚合过程中不断析出，为非均相聚合，又叫沉淀聚合，如乙烯、氯乙烯等。本体聚合的引发剂多为油溶性引发剂，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。相对于过氧类引发剂，偶氮引发剂反应更加稳定。

5.本体聚合的典型的本体聚合工艺

⑴ 非均相本体聚合——聚氯乙稀本体聚合生产

氯乙烯本体聚合一般分为二个阶段：

第一阶段 预聚合；

第二阶段：后聚合。

操作方式：间歇操作。

氯乙烯本体聚合的主要设备

聚合釜配置：1台预聚合+5台后聚合。

预聚釜——立式不锈钢聚合釜，内装涡轮式平桨搅拌器，搅拌转速控制在50~250rpm之间。

搅拌器的形式和大小，搅拌转速的大小将直接关系到预聚合种子颗粒的形态和大小。

后聚釜——卧式釜（50m3 ），内装有慢速搅拌的三条螺带组合的搅拌器。螺带与釜壁间隙极小。卧式釜转速为6~7rpm。

常采用的聚合流程方块图见图

⑵ 本体浇铸聚合——有机玻璃生产

第一步预聚：搅拌将各组份混合均匀，升温至85℃，停止加热。调节冷却水，保持釜温在93℃以下，反应到粘度达到2000厘泊左右，具体根据操作要求而定。过滤，预聚浆储藏于中间槽。

第二步浇模：先用碱液、酸液、蒸馏水洗清并烘干硅玻璃平板二大块，按所需成品厚度，在二块玻璃中间垫上一圈包有玻璃纸的橡胶垫条，用夹具夹好，即成一个方形模框，把一边向上斜放，留下浇铸口，把预聚浆灌腔，排出气泡，封口。

第三步聚合：把封合的模框吊入热水箱（或烘房），根据板厚分别控制温度在25~52℃，经过10~160小时，到取样检查料源硬化为止，用直接蒸汽加热水箱内水至沸腾，保持二小时，通水慢慢冷却40℃，吊出模具，取出中间有机玻璃板材，去边，裁切后包装。

⑶气相本体聚合——高压聚乙烯生产

所谓高压聚乙烯是将乙烯压缩到150~250Mpa的高压条件下，用氧或过氧化物为引发剂，于200℃左右的温度下经自由基聚合反应而制得。

高压聚乙烯生产工艺的两种方法：

釜式法：大都采用有机过氧化物为引发剂，反应压力较管式法低，物料停留时间长。

管式法：引发剂是氧或过氧化物，反应器内的压力分布和温度分布，反应时间短，所得聚合物支链少，分子量分布宽，适宜制造薄膜制品及共聚物。

6.乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合、溶液聚合,哪种聚合方法的纯度最高

乳液聚合 优点：散热容易，可连续化 缺点：产品中留有部分乳化剂和其他助剂，纯度不高 溶液聚合 优点：散热容易，可连续化 缺点：不宜制成干燥粉状或粒状树脂 悬浮聚合 优点：散热容易，间歇生产，产物比较纯净 缺点：需要加分离、洗涤、干燥等程序，较为复杂 本体聚合 优点：聚合物纯净，宜生产透明浅色制品；设备相对简单 缺点：不易散热，聚合时易发生爆聚 本体聚合：本体聚合（bulk polymerization;mass polymerization ）是单体（或原料低分子物） 在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。

有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。

：概念；单体（或原料低分子物） 在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚 合反应。英文名称bulk polymerization;mass polymerization ，是制造聚合物的主要方法之一。

特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯 操作。优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产 能力大，易于连续化，生产成本低.缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严 重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难；在自由基聚合情况下，有时还会出现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量 分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。

应用 应用于制造透明性好的材料，以及介 电性好的电器；由于混合和传热困难，工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛，离子 聚合由于多数催化剂易被水破坏，故常采用本体聚合和溶液聚合。溶液聚合：将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应，溶液聚合（solution polymerization） 是高分子合成过程中一种重要的合成方法。

定义 溶液聚合为单体、引发剂（催化剂） 溶于适当溶剂中进行聚合的过程。溶剂一般为有机溶剂，也可以是水，视单体、引发剂（或催化剂）和生成 聚合物的性质而定。

如果形成的聚合物溶于溶剂，则聚合反应为均相反应，这是典型的溶液聚合；如果形 成的聚合物不溶于溶剂，则聚合反应为非均相反应，称为沉淀聚合，或称为淤浆聚合。特点 聚合体系 的粘度比本体聚合低，混合和散热比较容易，生产操作和温度都易于控制，还可利用溶剂的蒸发以排除 聚合热。

若为自由基聚合，单体浓度低时可不出现自动加速效应，从而避免爆聚并使聚合反应器设计简 化。缺点是对于自由基聚合往往收率较低，聚合度也比其他方法小，使用和回收大量昂贵、可燃、甚至 有毒的溶剂，不仅增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力，还会造成环境污染。

如要制得固体聚合物，还要配置分离设备，增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。所以在工业上只有采用其他聚合方法有困难或直接使用聚合物溶液时，才采用溶液聚合。

优点： 聚合热易扩散，聚合反应温度易控制；可以溶液方式直接成品；反应后物料易输送； 低分子物易除去；能消除自动加速现象。水溶液聚合是用水作溶剂，对环境保护十分有利。

缺点： 单体被溶剂稀释，聚合速率慢，产物分子量较低；消耗溶剂，溶剂的回收处理，设备利用率低导致成本增加；溶剂的使用导致环境污染问题 悬浮聚合：定义；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于水，由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应，悬浮聚合体系 悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水，分散剂四个基本 组分组成。悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。

在搅拌剪切作用下，溶有引发剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。

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。

本段特点 优点： （1） 聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分布窄； （2）聚合产物为固体珠状颗粒，易分离干燥 缺点 （1）存在自动加速作用； （2）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（如外观，老化性能等）； （3） 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. 乳液聚合：乳液聚合（emulsion polymerization） 是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作 溶剂，对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。

特点 优点 （1） 聚合反应速度快，分子量高；2 聚合热易扩散，聚合反应温度易控制； （3） 聚合体系即使在反应后期粘度也很低，因而也适于制备高粘性的聚合物； （4） 用水作介质，生产安全及减少环境污染； （5） 可直接以乳液形式使用可同时实现高聚合速。