聚合工具

自由基引发剂

 
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引发剂/稳定剂常见问题
 
Dr. S.S. Newaz
Polyorganix Inc., Houston, TX

 

问:如何选择合适的引发剂?

在自由基加成聚合中,聚合引发剂的选择主要取决于两个因素:a)溶解度;b)分解温度。如果聚合在有机溶剂中进行,那么引发剂则应在该溶剂中可溶,同时引发剂的分解温度必须等于或低于溶剂沸点。通常,2,2'-偶氮双(2-甲基丙腈)(441090)和过氧化苯甲酰(179981)都满足这些要求。如果所需的聚合反应在20℃或低于20℃时发生,则需要使用特殊的低温自由基引发剂。有多种AZO型引发剂可供您根据分解温度要求进行选择:参见热引发剂选择表

对于乳液聚合或在含水体系中发生的聚合,如过硫酸钾(216224)或有机水溶性引发剂4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)(118168)等水溶性引发剂比较合适。

问:如何确定单体的反应性?

对单体反应性进行测定并不一定很明确或很简单。研究人员大多依靠经验和文献数据来评价单体。一般而言,分子结构中的共轭程度可以被看作是其形成初始自由基,从而实现自由基聚合的倾向。通常,共轭体系更多,就越可能发生自由基聚合。

问:在聚合之前何时需要除去稳定剂吗,以及如何进行?

通常,不需要去除稳定剂。它们通常以ppm级别存在,在聚合温度下使用自由基引发剂可以压倒稳定剂的作用。在最坏的情况下,可能需要添加额外量的引发剂以维持可接受的聚合速率。在大多数情况下,一旦聚合反应开始,反应速度就可以轻松维持不变。但是,如果您一定需要除去稳定剂,那么柱色谱法是您的首选方法。易于使用的预包装抑制剂去除柱(306312 和311340)可用于对此任务进行简化。

问:如何在聚合后去除残留的引发剂、稳定剂和/或未反应的单体?

通常,人们最终使用之前会将聚合物溶解在溶剂中,然后使用共溶剂使聚合物发生沉淀。通常残留的引发剂和稳定剂将保留在溶液中,聚合物作为固体(粉末、胶或纤维)分离出来。您可以重复该过程,直到获得所需的聚合物特性为止。这种分步沉淀对于去除较低分子量的聚合物也是有效的,可以实现更窄的分子量分布 - 当然,同时产率也会不断下降。典型的溶剂/共溶剂组合包括:甲苯/己烷,甲苯/甲醇,THF /水等。