不飽和樹脂懸浮聚合

摘 要：不飽和聚酯懸浮聚合的技術已經得到了很大的發展，現在國內外在懸浮聚合方面都在進行著研究，而且對其影響因素也在不斷進行分析，推動懸浮聚合技術可以得到更好的發展。

關鍵詞：懸浮聚合；不飽和聚酯；苯乙烯；磨料

工業化的不斷發展使得懸浮聚合成為了重要的聚合方法。使用這種技術進行聚合是為了更好的對聚合速率、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、顆粒形態等顆粒特性。利用懸浮聚合的方法，生產出具有一定強度和韌性的聚合物耐磨粒子。其主要成分為聚酯，經苯乙烯懸浮交聯，制得粒子。在不飽和聚酯中最常見的交聯劑就是苯乙烯，使用苯乙烯是為了使不飽和聚酯進行溶解，并且達到稀釋的目的。苯乙烯可以使不飽和聚酯更好的進行固化。在使用苯乙烯作為交聯劑的時候，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

一般在進行懸浮聚合的時候，都會加入分散劑或者是穩定劑，這樣做的目的就是防止在聚合的過程中出現聚合物之間出現聚并在一起的情況。按照以往的使用習慣，在懸浮聚合分散劑方面，一般使用的都是水溶性的有機高分子或者是非水溶性的無機粉末。使用非水溶性的無機粉末作為分散劑一般都是與水溶性高分子一起復合使用的，這樣可以使得分子的溫潤性能得到很好的改善。在使用無機分散劑的時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候經常使用的是聚乙烯醇，使用這兩種物質作為分散劑，起到的效果更加的好。懸浮技術的不斷發展，使得保護和隔離、降低界面張力和提高分散效果可以同時達到，一般都是會采用復合分散劑。

1.2 懸浮聚合引發劑

可以從不同的角度對引發劑進行多種分類，而且每種分類都是有很多的可選方案的。可以將引發劑分為有機和無機兩種，按在水中的溶解性能一般分為水溶性引發劑或者是油溶性引發劑，一般情況下，有機類的引發劑都是水溶性的，無機類的引發劑是水溶性的。懸浮聚合單體在水中進行聚合，通常使用的引發劑都是油溶性的。在不飽和聚酯固化的時候使用的引發劑和自由基聚合使用的引發劑通常都是一樣的，都是使用有機的過氧化物。很多的引發劑在發揮作用的時候，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劑。

1.3 攪拌

Vanzo，Edward可以對包含多種助劑的單體進行兩步法的處理，先使用高速剪切的方式使單體混合到窄的液滴分布中，然后進行低速的攪拌，進行聚合，進而得到聚合粒子。人們發現在分散劑用量充足的情況下，轉速（N）增加時，單體分散成更小的液滴，d減小。N太高時，液滴相互碰撞的頻率增加，隨著單體轉化率的提高，液滴粘度增加，合并頻率增高，反而會使d增大，甚至導致聚合失穩、聚合物結塊。因此無機分散劑懸浮聚合工業的一個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液滴增長的影響，在高的轉速下，可以得到較小的液滴，但是在不斷增長的過程中，高的轉速使得液滴的直徑也在不斷的增大，這樣就會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速對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。為了更好的對液滴的增長進行控制，在攪拌速度上一定要進行嚴格的控制，而且要找到最大轉速的臨界值，在轉速低于這個值的時候可以會出現液滴因為轉速的突然降低而減小的情況，但是在長時間內，液滴的大小還是會發生變化的。因此，一定要將攪拌的速度控制在一定的范圍以內。

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，相對于溶液本體（或聚并介質），小滴中聚合物的濃度是非常高的。隨著聚并劑的繼續加入，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初級粒子的形成有很多共同之處。在沒有穩定劑并且不見攪拌的情況下，聚并小滴繼續生長直至成為非常大的聚并滴最后是大規模的相分離。當聚并過程嚴格控制，操作參數（如穩定劑濃度、攪拌速度等）隨時可以調節時，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被繼續硬化。

3 國外塑料噴砂磨料的科學研究

現在，塑料噴砂磨料研究工作進行的最好的國家就是日本，在日本的企業和公司中，很多的企業在研究方面都進行了專利的發表，使得不飽和聚酯懸浮聚合技術得到了很大的發展。企業在進行研究的時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完全的溶解，然后加入聚合引發劑，也使其充分的溶解，然后在水溶液中進行懸浮聚合，接下來在使用過濾器進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。在不斷的對懸浮聚合技術進行研究的時候，在進行研磨料生產的過程中，很多的企業在其中進行聚氧硅烷的加入，這樣可以降低一些材料的含量，而且，對出現表面磨損的情況也可以很好的解決。在進行不飽和聚酯樹脂的攪拌時，加入二異氰酸酯，并且使其在攪拌的過程中充分的溶解，然后再加入引發劑進行溶解，在懸浮聚合完成后，聚合物粒子和水介質可以得到分離，將聚合粒子和水粒子進行分離，進而使聚合物形成分子量較高的物質，這種物質韌性會更加的好，而且在強度方面也非常的好，使用這種物質進行工業的生產，可以起到更好的效果。在進行懸浮聚合的過程中，可以對粒子的抗沖擊性能進行更好的改善，使其噴砂磨料的壽命得到明顯的延長。

4 結束語

工業在不斷發展的過程中，使得很多的材料不斷的被生產出來，這和工業技術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，在對材料進行加工的時候，傳統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用。為此，采用不飽和聚酯樹脂進行懸浮聚合，以期得到一種用于微細加工中的噴射高分子磨料。這些年來，國內在這種技術的研究方面是沒有任何成果的，也可以說是無人在進行研究的，這樣就會使得我國在這種技術上出現嚴重的滯后性。通過該產品的研制，可縮短國內與國際在基礎原材料方面的技術差距；對推動我國微細加工業的發展也具有很大的意義，同時也可為國家節省大量外匯，在軍事上擺脫受制于國外的局面。

參考文獻

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