不飽和樹脂懸浮聚合

摘 要：不飽和聚酯懸浮聚合的技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)外在懸浮聚合方面都在進(jìn)行著研究，而且對(duì)其影響因素也在不斷進(jìn)行分析，推動(dòng)懸浮聚合技術(shù)可以得到更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：懸浮聚合；不飽和聚酯；苯乙烯；磨料

工業(yè)化的不斷發(fā)展使得懸浮聚合成為了重要的聚合方法。使用這種技術(shù)進(jìn)行聚合是為了更好的對(duì)聚合速率、分子量及其分布、共聚物組成及序列分布等分子特性，以及粒度、粒度分布、顆粒形態(tài)等顆粒特性。利用懸浮聚合的方法，生產(chǎn)出具有一定強(qiáng)度和韌性的聚合物耐磨粒子。其主要成分為聚酯，經(jīng)苯乙烯懸浮交聯(lián)，制得粒子。在不飽和聚酯中最常見的交聯(lián)劑就是苯乙烯，使用苯乙烯是為了使不飽和聚酯進(jìn)行溶解，并且達(dá)到稀釋的目的。苯乙烯可以使不飽和聚酯更好的進(jìn)行固化。在使用苯乙烯作為交聯(lián)劑的時(shí)候，它的使用量是非常重要的。因此研究苯乙烯的懸浮聚合行為就顯得尤為關(guān)鍵。

1 不飽和樹脂懸浮聚合方法簡介

1.1 懸浮聚合分散劑

一般在進(jìn)行懸浮聚合的時(shí)候，都會(huì)加入分散劑或者是穩(wěn)定劑，這樣做的目的就是防止在聚合的過程中出現(xiàn)聚合物之間出現(xiàn)聚并在一起的情況。按照以往的使用習(xí)慣，在懸浮聚合分散劑方面，一般使用的都是水溶性的有機(jī)高分子或者是非水溶性的無機(jī)粉末。使用非水溶性的無機(jī)粉末作為分散劑一般都是與水溶性高分子一起復(fù)合使用的，這樣可以使得分子的溫潤性能得到很好的改善。在使用無機(jī)分散劑的時(shí)候可以選擇氫氧化鎂來作為分散劑，而且在高分子選擇方面可以使用的時(shí)候經(jīng)常使用的是聚乙烯醇，使用這兩種物質(zhì)作為分散劑，起到的效果更加的好。懸浮技術(shù)的不斷發(fā)展，使得保護(hù)和隔離、降低界面張力和提高分散效果可以同時(shí)達(dá)到，一般都是會(huì)采用復(fù)合分散劑。

1.2 懸浮聚合引發(fā)劑

可以從不同的角度對(duì)引發(fā)劑進(jìn)行多種分類，而且每種分類都是有很多的可選方案的。可以將引發(fā)劑分為有機(jī)和無機(jī)兩種，按在水中的溶解性能一般分為水溶性引發(fā)劑或者是油溶性引發(fā)劑，一般情況下，有機(jī)類的引發(fā)劑都是水溶性的，無機(jī)類的引發(fā)劑是水溶性的。懸浮聚合單體在水中進(jìn)行聚合，通常使用的引發(fā)劑都是油溶性的。在不飽和聚酯固化的時(shí)候使用的引發(fā)劑和自由基聚合使用的引發(fā)劑通常都是一樣的，都是使用有機(jī)的過氧化物。很多的引發(fā)劑在發(fā)揮作用的時(shí)候，可以使苯乙烯成為透明的溶液，所以，可以使用苯乙烯作為不飽和聚酯懸浮聚合的引發(fā)劑。

1.3 攪拌

Vanzo，Edward可以對(duì)包含多種助劑的單體進(jìn)行兩步法的處理，先使用高速剪切的方式使單體混合到窄的液滴分布中，然后進(jìn)行低速的攪拌，進(jìn)行聚合，進(jìn)而得到聚合粒子。人們發(fā)現(xiàn)在分散劑用量充足的情況下，轉(zhuǎn)速（N）增加時(shí)，單體分散成更小的液滴，d減小。N太高時(shí)，液滴相互碰撞的頻率增加，隨著單體轉(zhuǎn)化率的提高，液滴粘度增加，合并頻率增高，反而會(huì)使d增大，甚至導(dǎo)致聚合失穩(wěn)、聚合物結(jié)塊。因此無機(jī)分散劑懸浮聚合工業(yè)的一個(gè)重要傳遞特性是有一最佳的攪拌速度。人們在不斷研究攪拌的速度對(duì)液滴增長的影響，在高的轉(zhuǎn)速下，可以得到較小的液滴，但是在不斷增長的過程中，高的轉(zhuǎn)速使得液滴的直徑也在不斷的增大，這樣就會(huì)使聚合物的顆粒比較大。在聚合的過程中不斷的使用高的轉(zhuǎn)速對(duì)液滴的影響是非常大的，而且是合一的作用效果是大于分散的作用效果的。為了更好的對(duì)液滴的增長進(jìn)行控制，在攪拌速度上一定要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，而且要找到最大轉(zhuǎn)速的臨界值，在轉(zhuǎn)速低于這個(gè)值的時(shí)候可以會(huì)出現(xiàn)液滴因?yàn)檗D(zhuǎn)速的突然降低而減小的情況，但是在長時(shí)間內(nèi)，液滴的大小還是會(huì)發(fā)生變化的。因此，一定要將攪拌的速度控制在一定的范圍以內(nèi)。

2 溶解相分離法

將所選用的聚合物材料溶解于溶劑中，然后逐步加入所用材料的非溶劑，大分子聚并首先以小滴（或聚并核）出現(xiàn)，相對(duì)于溶液本體（或聚并介質(zhì)），小滴中聚合物的濃度是非常高的。隨著聚并劑的繼續(xù)加入，聚并核（初始小滴）變得越來越大。聚并核的生長同分散聚合時(shí)初級(jí)粒子的形成有很多共同之處。在沒有穩(wěn)定劑并且不見攪拌的情況下，聚并小滴繼續(xù)生長直至成為非常大的聚并滴最后是大規(guī)模的相分離。當(dāng)聚并過程嚴(yán)格控制，操作參數(shù)（如穩(wěn)定劑濃度、攪拌速度等）隨時(shí)可以調(diào)節(jié)時(shí)，這種方法可以得到所期望的顆粒直徑，一般大于100nm，而且這些粒子可以通過去除溶劑或交聯(lián)被繼續(xù)硬化。

3 國外塑料噴砂磨料的科學(xué)研究

現(xiàn)在，塑料噴砂磨料研究工作進(jìn)行的最好的國家就是日本，在日本的企業(yè)和公司中，很多的企業(yè)在研究方面都進(jìn)行了專利的發(fā)表，使得不飽和聚酯懸浮聚合技術(shù)得到了很大的發(fā)展。企業(yè)在進(jìn)行研究的時(shí)候在不飽和聚酯懸浮聚合的過程中加入四氧基硅烷，這樣可以在不斷攪拌的過程中將這種物質(zhì)完全的溶解，然后加入聚合引發(fā)劑，也使其充分的溶解，然后在水溶液中進(jìn)行懸浮聚合，接下來在使用過濾器進(jìn)行聚合粒子的分離工作，在粒子干燥以后，可以使用在噴砂磨料中。在不斷的對(duì)懸浮聚合技術(shù)進(jìn)行研究的時(shí)候，在進(jìn)行研磨料生產(chǎn)的過程中，很多的企業(yè)在其中進(jìn)行聚氧硅烷的加入，這樣可以降低一些材料的含量，而且，對(duì)出現(xiàn)表面磨損的情況也可以很好的解決。在進(jìn)行不飽和聚酯樹脂的攪拌時(shí)，加入二異氰酸酯，并且使其在攪拌的過程中充分的溶解，然后再加入引發(fā)劑進(jìn)行溶解，在懸浮聚合完成后，聚合物粒子和水介質(zhì)可以得到分離，將聚合粒子和水粒子進(jìn)行分離，進(jìn)而使聚合物形成分子量較高的物質(zhì)，這種物質(zhì)韌性會(huì)更加的好，而且在強(qiáng)度方面也非常的好，使用這種物質(zhì)進(jìn)行工業(yè)的生產(chǎn)，可以起到更好的效果。在進(jìn)行懸浮聚合的過程中，可以對(duì)粒子的抗沖擊性能進(jìn)行更好的改善，使其噴砂磨料的壽命得到明顯的延長。

4 結(jié)束語

工業(yè)在不斷發(fā)展的過程中，使得很多的材料不斷的被生產(chǎn)出來，這和工業(yè)技術(shù)在不斷的提高是分不開的。在一些軍事工程和民用工程中，越來越多的材料被使用，例如一些有色金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料，新的材料在不斷的使用，材料在使用的過程中，表面加工工作是非常重要的，在對(duì)材料進(jìn)行加工的時(shí)候，傳統(tǒng)的方法是采用噴射加工，而此噴射磨料太硬，不能在那些新材料加工中應(yīng)用。為此，采用不飽和聚酯樹脂進(jìn)行懸浮聚合，以期得到一種用于微細(xì)加工中的噴射高分子磨料。這些年來，國內(nèi)在這種技術(shù)的研究方面是沒有任何成果的，也可以說是無人在進(jìn)行研究的，這樣就會(huì)使得我國在這種技術(shù)上出現(xiàn)嚴(yán)重的滯后性。通過該產(chǎn)品的研制，可縮短國內(nèi)與國際在基礎(chǔ)原材料方面的技術(shù)差距；對(duì)推動(dòng)我國微細(xì)加工業(yè)的發(fā)展也具有很大的意義，同時(shí)也可為國家節(jié)省大量外匯，在軍事上擺脫受制于國外的局面。

參考文獻(xiàn)

[1]周菊興， 孝達(dá).不飽和聚酯樹脂[M].中國建筑工業(yè)出版社，1981年11月第一版，76～77.

[2]潘祖仁，翁志學(xué)，黃志明.懸浮聚合[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1997年1月第1版105～111.

[3]潘祖仁，翁志學(xué)，黃志明.懸浮聚合[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1997年1月第1版52～53.

[4]中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)主編.李國萊，等.合成樹脂及玻璃鋼[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1989年1月第1版，47～48.

[5]US4071670 Sizing Monomer Droplets for Suspension Polymerization to Form Small Particle

[6]JP11179663 Novel Dry Blast Abrasive Blasting.

[7]JP9324174 Abrasive.

[8]JP11291262 Synthetic Resin Blast Projection Material of Superior Impact Resistance.