Исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, анализ его влияния на свойства получаемых дисперсий. Дипломная (ВКР). Химия.

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.


Помощь в написании работы, которую точно примут!

Похожие работы на - Исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, анализ его влияния на свойства получаемых дисперсий
Нужна качественная работа без плагиата?

Не нашел материал для своей работы?


Поможем написать качественную работу Без плагиата!

с.87, табл.8, рис. 34, источников 37


АКРИЛОВЫЕ МОНОМЕРЫ, ДИОКСИД ТИТАНА, ЭМУЛЬСИОННАЯ
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, ЯДРО, ОБОЛОЧКА, КОМПОЗИТНЫЕ ЧАСТИЦЫ, КАПСУЛЯЦИЯ,
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ, ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ,
АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ, РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ОХРАНА ТРУДА


Объектами исследования являются метилметакрилат,
бутилметакрилат, бутилакрилат, нонилакрилат. В качестве неорганического
носителя использовался диоксид титана различных марок (Light
Stabilizer 210, Hombikat
UV100, АК).
Инициатором является персульфат аммония, эмульгатором - натрий
алкилбензолсульфонат (сульфонол).


Целью данной работы является исследование
эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием
диоксида титана в качестве неорганического носителя, анализ его влияния на
свойства получаемых дисперсий.


В процессе работы были синтезированы дисперсии
полиметилметакрилата с использованием диоксида титана в качестве
неорганического носителя, так и без него. В аналогичных условиях были синтезированы
дисперсии полибутилметакрилата, сополимера метилметакрилата с нонилакрилатом и
сополимера метилметакрилата с бутилакрилатом.


У полученных дисперсий определяли поверхностное
натяжение, содержание нелетучих веществ, долю диоксида титана в твердой фазе
дисперсии, рН. Оценивали агрегативную устойчивость и исследовали реологические
свойства синтезированных дисперсий.


В результате исследования было определено
влияние диоксида титана на стабильность и свойства дисперсий полиакрилатов.
Определено, что дисперсии, содержащие композитные частицы «полимер-носитель»
способны структурироваться с течением времени и обладают тиксотропными
свойствами.







.2.1 Определение кислотно-основных
свойств поверхности (метод потенциометрического титрования в неводной среде)


.2.2 Дисперсионный анализ диоксида
титана и полученных дисперсий методом динамического светорассеяния


.2.3 Определение поверхностного
натяжения жидкостей


.2.4 Определение массовой доли
нелетучих веществ


.2.5 Определение содержания диоксида
титана в дисперсии


.2.6 Исследование реологических
свойств дисперсий


.1 Выбор неорганического носителя
для акриловых дисперсий


.2 Синтез дисперсий акриловых
полимеров


.3 Влияние неорганического носителя
на стабильность и свойства акриловых дисперсий


.4 Влияние свойств полимера на
свойства акриловых дисперсий, синтезируемых с использованием неорганического
носителя


. Охрана труда и защита окружающей
среды


.1 Свойства применяемых в работе
материалов


.2.1 Определения категории помещения
по взрывопожароопасности по НПБ 105-03 и класса помещения по ПУЭ


.2.3 Нормы хранения ЛВЖ и ГЖ в
лаборатории


.3 Метеорологические и
санитарно-гигиенические условия в лаборатории


.4 Вентиляция лабораторного
помещения


.6 Электробезопасность на рабочем
месте


.7 Водоснабжение и канализация,
удаление сливов и отходов


.8 Условия безопасного проведения
исследований


Водные дисперсии полимеров, получаемые методом
эмульсионной полимеризации, известны достаточно давно и широко используются в
различных областях науки и техники. В зависимости от условий синтеза получают
дисперсии с различными свойствами и размером частиц. Варьируя мономеры, можно
гибко регулировать пленкообразующие свойства таких систем и синтезировать
материалы различного назначения.


Дисперсии полимеров широко применяют при
производстве водно-дисперсионных лакокрасочных материалов. Технология
производства таких материалов включает в себя стадии приготовления водного
полуфабриката, диспергирования пигментов и наполнителей в нем, и стадию
составления, на которой в дисперсию полимера вводится пигментная паста.
Диспергирование пигментов непосредственно в дисперсии не проводят, т.к. из-за
возникающих сильных сдвиговых усилий происходит разрушение дисперсии. Основной
технологической задачей при этом является проблема стабилизации таких суспензий
и предотвращение оседания частиц пигментов, а также проблема равномерного
распределения частиц дисперсной фазы по объему материала. В результате
неравномерного распределения частиц пигментов и наполнителей, могут ухудшаться
декоративные и эксплуатационные свойства воднодисперсионных ЛКМ, в частности
укрывистость, белизна, расход и т.п.


Для решения проблемы равномерного распределения
наполнителя по объему полимерной фазы в 70-х годах 20-го века было предложено
проводить полимеризацию непредельных соединения непосредственно в присутствии
наполнителя. Как правило, полимеризацию при этом проводили или в среде жидкого
мономера, или в растворе. Изучение полимеризации на носителях позволило
определить основные закономерности этого процесса. Например, воздействуя на
поверхность частиц носителя можно получить активные частицы и проводить
полимеризацию непосредственно на них. При этом могут образовываться композитные
частицы типа «ядро-оболочка», где ядром является частица носителя, а оболочка
состоит из полимера.


В то же время вызывает интерес свойства водных
дисперсий полимеров, синтезированных с использованием неорганического носителя
с размером частиц, соизмеримых с размером частиц самой дисперсии и обладающего
различной поверхностной активностью. Наличие такого наполнителя может приводить
как к увеличению стабильности дисперсии за счет дополнительного
структурирования, так и наоборот, ускоряя разрушение дисперсии за счет
появления центров коагуляции. Кроме того, предварительная обработка поверхности
частиц наполнителя может позволить получить дисперсии, содержащие композитные
частицы типа «полимер-наполнитель». Благодаря своему строению, такие
композитные частицы обладают рядом уникальных свойств и могут использоваться в
медицине, микроэлектронике, в оптике и т.п.


Таким образом, можно предложить решение проблемы
равномерного распределения частиц пигмента в водной дисперсии полимеров,
проводя эмульсионную полимеризацию некоторых акриловых мономеров с
использованием неорганического носителя, в частности, диоксида титана. При этом
можно добиться более равномерного распределения частиц пигмента, получить уже
наполненный ЛКМ с улучшенными оптическими свойствами.


Соответственно, получение дисперсий с
композитными частицами «полимер-наполнитель» является актуальной задачей,
которая позволяет решить проблему равномерного распределения частиц пигмента в
водной дисперсии полимеров, избегая процесса диспергирования.







Радикальная полимеризация непредельных
соединений в зависимости от способа проведения подразделяется на полимеризацию
в массе, растворе, суспензионную и эмульсионную. Эмульсионная полимеризация
получила наибольшее распространение для получения устойчивых дисперсий
полимеров. Она выделяется ярко выраженными особенностями механизма, благодаря
чему для нее характерны большие скорости и степени полимеризации [1].


Эмульсионная полимеризация протекает в сложной
многокомпонентной системе, в которой одновременно имеют место несколько
физических и химических процессов. Это диспергирование мономера, перераспределение
эмульгатора между мономерной и водной фазами согласно растворимости, распад
инициатора на радикалы, микроэмульгирование мономера, инициирование
полимеризации.


Все эти процессы влияют на механизм образования
полимерно-мономерных частиц (ПМЧ), их диаметр, распределение частиц по размерам
(РЧР) и на молекулярную массу (ММ) и молекулярно-массовое распределение (ММР).


Реакционная система в эмульсионной полимеризации
представляет собой 30-60%-ую эмульсию мономера в воде, стабилизированную
поверхностно-активным веществом (ПАВ). В эмульсионной полимеризации обычно
используются анионно-активные ПАВ, содержащие в качестве полярной группы анион
органической или неорганической кислоты, в качестве неполярной - достаточно
длинный углеводородный радикал, например С 17 H 35 COO - .
Молекулы ПАВ уже при очень небольших концентрациях, порядка 1%, образуют
ассоциаты, называемые мицеллами. Концентрации ПАВ, используемые в
эмульсионной полимеризации (до 5%), как правило, превышают критические
концентрации мицеллообразования (ККМ). Поэтому реакционная система в
эмульсионной полимеризации содержит два типа частиц: капли размером 10 3 -
10 4 нм и мицеллы размером 5-10 нм [1].


Для проведения эмульсионной (латексной)
полимеризации мономер предварительно диспергируется в жидкости, практически не
растворяющей ни мономер, ни полимер, обычно в воде, и в виде эмульсии
подвергается полимеризации. Конечный продукт реакции представляет собой
коллоидный раствор полимера, легко коагулируемый обычными методами. Подобные
коллоидные растворы благодаря известному сходству с латексом натурального
каучука получили название синтетических латексов. Для облегчения
эмульгирования мономера и повышения агрегатной устойчивости синтезированных
латексов в систему вводятся специальные эмульгаторы (соли высших жирных кислот,
мыла, соли органических сульфокислот, синтетические моющие средства или другие
поверхностно-активные вещества), действие которых заключается в понижении
поверхностного натяжения на границе фаз мономер - вода [2].


В отсутствие эмульгатора дисперсия капель
мономера в воде, полученная перемешиванием, сразу же после остановки мешалки
снова разделяется на два слоя; вследствие высокого натяжения на границе двух
фаз, стремящегося уменьшить поверхность раздела, капли сливаются в сплошную
массу (коалесценция). Эмульгатор, адсорбируясь на поверхности капель, образует
прочный защитный слой и препятствует их коалесценции. При этом углеводородная
цепь молекул ПАВ, обладающая гидрофобным характером, обращена к мономерной
фазе, а гидрофильная солеподобная группа - к воде. Устойчивость такого слоя ПАВ
обусловлена двойственным характером молекул мыла, тем, что они обладают
сродством как к диспергированным частицам мономера, так и к дисперсионной фазе
[2].


Скорость полимеризации в эмульсии значительно
выше, чем в гомогенных системах, и молекулярная масса полимера больше. Исходя
из уравнения




можно ожидать, что увеличение
скорости полимеризации приведет к соответствующему снижению степени
полимеризации. Однако, как показали экспериментальные данные, это уравнение
неприменимо к латексной полимеризации, так как один и тот же фактор (изменение
условий инициирования, рН среды, природа эмульгатора, его концентрация и т.д.)
может по-разному влиять на скорость и степень полимеризации [2]. Например, при
эмульсионной полимеризации стирола в присутствии гидроперекиси третичного
бутила добавление восстановителя (железистосинеродистого калия) вызывает
ускорение полимеризации в 50 раз, т.е. на 5000%, в то время как средняя
молекулярная масса снижается всего на 20% и остается очень высокой. А.И.
Юрженко и Н.С. Цветков, изучая аналогичный процесс в присутствии
водорастворимых инициаторов, установили, что степень полимеризации в отличие от
ее скорости мало зависит от природы эмульгатора.


Другие исследователи показали, что с
повышением концентрации эмульгатора скорость полимеризации непрерывно
возрастает, тогда как степень полимеризации, достигнув определенного значения,
в дальнейшем не меняется[2].


Отличия в скорости полимеризации и
размерах ПМЧ можно объяснить разным механизмом их образования из-за увеличения
содержания в исходной эмульсии микрокапель мономера при получении эмульсии при
добавлении эмульгатора в мономер. В этом случае микрокапли становятся основным
источником образования ПМЧ.


Образование микрокапель мономера при
массопереносе ПАВ из одной фазы в другую происходит в условиях повышенной
концентрации ПАВ в межфазном слое и предопределяет формирование на их
поверхности насыщенного адсорбционного слоя из молекул эмульгатора. Флуктуация
концентраций ПАВ в приповерхностном слое может привести к изменению локальной
концентрации ПАВ и к образованию структур типа жидкокристаллической тонкой
пленки, формирующей оболочку на поверхности микрокапель мономера, либо других
упорядоченных структур из молекул ПАВ [3]. Как правило, диаметр капель
составляет не менее 1 мкм.


На кинетику эмульсионной
полимеризации, резко отличающуюся по своим закономерностям от других способов
полимеризации, влияют не только температура, количество и природа инициатора,
но также количество и характер эмульгатора, соотношение фаз (т.е. концентрация
мономера в системе), рН среды, скорость и способ перемешивания. Число и
величина диспергированных частиц зависят от соотношения фаз и некоторых других
факторов и резко меняются в ходе реакции. При этом изменения тем значительнее,
чем более грубодисперсная исходная эмульсия (рис. 1.1) [2].




Рисунок 1.1 - Уменьшение среднего
размера частиц при полимеризации





Столь большое сокращение размера
частиц (в несколько раз) не может быть объяснено одной усадкой, величина
которой при полимеризации около 20%. Этот факт, а также и то, что число частиц
иногда возрастает в 1000 раз и больше, опровергают мнение, что латексная
полимеризация протекает внутри частиц эмульсии.


Особенности эмульсионной
полимеризации объясняются прежде всего свойствами растворов мыл, являющихся
средой для реакции полимеризации.


Молекулярная растворимость мыл очень
мала, и основная масса их в растворе находится в виде мицелл, содержащих 50-
100 молекул эмульгатора.


В зависимости от концентрации
раствора могут образоваться круглые или пластинчатые мицеллы. В том и другом
случае гидрофобные углеводородные цепи направлены, друг другу навстречу (рис.
1.2).




Рисунок 1.2 - Строение круглой
(ионной) мицеллы




Нерастворимые в воде углеводороды и
мономеры обладают сравнительно большой растворимостью в растворах мыл,
достигающей 6,8% у стирола и 9% у изопрена (коллоидное растворение). При
коллоидном растворении изменяются размеры мицелл; в частности, линейный размер
(d) растет
пропорционально проценту растворенного мономера (w), т. е. Δd=Kw, но
расстояние между полярными группам молекул ПАВ (h) остается
практически постоянным. Эти данные подтверждают мнение, что во время
перемешивания раствора мыла с мономером его молекулы диффундируют из капель
эмульсии через воду внутрь мицелл [2].


Процесс коллоидного растворения
в отличие от процесса образования самой эмульсии протекает самопроизвольно с
уменьшением свободной энергии (ΔF<0), а
вычисленная теплота растворения близка к значению, наблюдаемому при образовании
истинных растворов. Другими словами, мономер образует истинный раствор с
углеводородными цепями мыла.


Эмульсионная или латексная полимеризация
нерастворимых в воде мономеров (стирол, винилацетат, винилхлорид, бутадиен,
изопрен и др.) под действием персульфатов, перекиси водорода и аналогичных им
водорастворимых соединений начинается в мицеллах мыла, содержащих
растворенный мономер. Это подтверждается практически полным отсутствием
полимера в капельках мономера (по результатам анализа в них
находится меньше 0,1% полимера), выделенных на промежуточных этапах реакции.
Хотя не исключена возможность полимеризации в водном растворе, вклад ее
должен быть очень небольшим вследствие незначительной концентрации мономера;
кроме того, при этом можно было бы ожидать образования сравнительно
низкомолекулярных полимеров, что противоречит экспериментальным данным[2].


Образующиеся продукты реакции обладают высокой
молекулярной массой. Этот факт и большая скорость ее указывают на то, что
полимеризация происходит главным образом в мицеллах, в которых содержание
мономера гораздо выше и где отношение поверхности к объему значительно больше,
чем в каплях. Свободные радикалы, инициирующие реакцию, возникают в водной
фазе, где находится персульфат пли перекись, при этом обычно
образуются приблизительно 10 18 радикалов в 1 мл в минуту.


По мере полимеризации мономера свежие порции
его, поступающие по-прежнему из капель эмульсии, растворяются в полимере с
образованием полимерно-мономерных частиц, в которых и происходит дальнейшая
реакция (эмульсионная полимеризация, при которой цепи растут только в одной
фазе, является, по существу, гомофазным процессом; этим она и отличается от
гетерофазных полимеризации, где рост цепи происходит в нескольких фазах). Капли
при этом играют роль резервуара, откуда мономер поступает в зону реакции;
величина их не оказывает существенного влияния на ход полимеризации. Таким
образом, становится понятной большая разница в величине диспергированных частиц
до и после реакции (см. рис. 1.1).


Другим подтверждением этого механизма латексной
полимеризации является то, что до известного предела с увеличением концентрации
эмульгатора (она обычно равна 1-5% от массы мономера) одновременно растет и
скорость полимеризации и коллоидная растворимость мономера.


Так как полимер в отличие от мономера не
образует истинного раствора с углеводородными цепями молекул мыла, последние
постепенно вытесняются; вследствие нарушения равновесия усиливается приток
мономера из капель эмульсии в мономерно-полимерную частицу. При степени
превращения мономера в полимер, равной 10-20% (фактический процент зависит от
соотношения фаз и концентрации эмульгатора), мицеллярное мыло полностью
расходуется на образование защитных слоев вокруг полимеризующихся частиц.


В конце полимеризации система представляет собой
синтетический латекс, в котором твердые коллоидные частицы стабилизированы
адсорбированным на их поверхности электролитом (молекулы мыла) [2].
Образующиеся коллоидные частицы значительно меньше по размерам, чем капли
эмульсии. При добавлении электролитов (кислоты, соли и т. д.) к
синтезированному латексу и нагревании его происходит коагуляция с выпадением
полимера в виде порошка. На рисунке 1.3 приведена схема эмульсионной
полимеризации.







Рисунок 1.3 - Схематическое изображение
эмульсионной полимеризации:


- капля эмульсии; 2 -диффузия молекул
мономера из капель эмульсии; 3 - раствор мономера в мицелле; 4 -
полимерно-мономерная частица; 5 - коллоидная частица латекса




Изучение кинетики полимеризации под влиянием
окислительно-восстановительных систем (гидроперекись изопропилбензола +
+соединения Fe 2+ )
С. С. Медведевым, а. также работы Г. Марка, В. Гогенштейна и ряда других исследователей
показали, что суммарная энергия активации Е латексной полимеризации и значение
предэкспоненциального члена А в уравнении Аррениуса обычно значительно меньше,
чем при проведении процесса в гомогенных условиях. Это уменьшение обусловлено
прежде всего повышением энергии активации и падением значения А для реакции
обрыва цепи, что приводит к замедлению этого процесса. В результате общая
скорость полимеризации на 2-3 порядка выше и средняя молекулярная масса на один
порядок больше, чем в случае гомогенных систем при тех же инициаторах[2].


По мнению С. С. Медведева, эти факты объясняются
малой скоростью диффузии макрорадикалов внутри полимерно-мономерных частиц, где
вязкость велика и где в основном протекает полимеризация. Благодаря этому
снижается вероятность обрыва, что находит свое выражение в малой величине
предэкспоненциального члена уравнения Аррениуса [2].


Другое толкование было дано У. Смитом и Р.
Юэртом для латексной полимеризации стирола в присутствии персульфата калия. Как
показали расчеты этих исследователей, если все свободные радикалы, полученные
при распаде инициатора, попадают в полимерно-мономерную частицу, то в среднем в
нее проникает один радикал каждые 10-100 с. Обрыв инициированной этим радикалом
полимерной цепи может произойти только через еще 10- 100 с. Так как скорость
присоединения молекул мономера к растущему радикалу составляет величину порядка
1000 молекул в секунду, за это время цепь успевает «вырасти» до очень больших
размеров. Таким образом, в результате того что свободные радикалы проникают в
полимерно-мономерную частицу «с опозданием», уменьшается скорость обрыва и
возрастает молекулярная масса полимера. Хотя такое объяснение пригодно для
латексной полимеризации нерастворимых в воде мономеров в присутствии
водорастворимых инициаторов, когда первоначальные свободные радикалы возникают
в водной фазе, оно неприемлемо в случае малорастворимых инициаторов, когда
инициирование происходит в мицеллах [11].


Несмотря на то, что теория У. Смита и Р. Юэрта
дает возможность понять ряд особенностей эмульсионной полимеризации, в
количественном аспекте она плохо согласуется с поведением многих применяемых на
практике систем, особенно таких, у которых полимер нерастворим в собственном
мономере (например, нерастворимость поливинилхлорида в винилхлориде). Некоторые
наблюдающиеся при этом аномалии лучше объясняются теорией С.С. Медведева, где
основную роль играет поверхность мономерно-полимерной частицы. Теория У. Смита
и Р. Юэрта, по-видимому, лучше описывает процессы, при которых полимер растворим
в собственном мономере (например, полистирол), когда реакция протекает во всем
объеме частицы [2].


При применении мономеров, обладающих
сравнительно хорошей растворимостью в воде (например, акрилонитрил), и
водорастворимых инициаторов полимеризация протекает сначала в молекулярном
(истинном) растворе, а затем в выпадающих из раствора агрегатах макромолекул.
Если растворимость мономера в воде составляет 1-3% (виниловые эфиры,
метилметакрилат и др.) и инициатор водорастворим, происходят, по-видимому, одновременно
процессы, характерные для мономеров как с хорошей, так и с плохой
растворимостью. Когда применяются нерастворимые в воде инициаторы,
инициирование и полимеризация, независимо от растворимости мономера, протекают
в мицеллах мыла, содержащих растворенные мономер и инициатор (а также в каплях
эмульсии).


Во всех случаях основная масса полимера
образуется в полимерно-мономерных частицах небольших размеров.


С точки зрения природы основных процессов,
протекающих в реакционной системе, эмульсионная полимеризация может быть
разбита на три этапа. Первый этап является коллоидно-химическим, поскольку его
главным результатом является возникновение агрегатов - устойчивых
полимер-мономерных частиц (ПМЧ). Существуют три пути их формирования:


. При эмульсионной полимеризации практически не
растворимых в воде мономеров стирола (0,1 г/л) и бутадиена (0,8 г/л) первичные
радикалы, образовавшиеся при распаде инициатора в водной фазе, диффундируют в
мицеллы, где инициируют полимеризацию находящегося там мономера. В капли радикалы
практически не попадают, т.к. суммарная поверхность мицелл примерно на два
порядка превышает суммарную поверхность капель.


. Мономеры, заметно растворимые в воде -
винилхлорид (4- 15 г/л), винилацетат (25 г/л), полимеризуются достаточно
интенсивно в водной фазе. Поскольку соответствующие полимеры в воде не
растворимы, в результате образуются ПМЧ, стабилизированные ПАВ, которые
находятся в водной фазе.


. Параллельно с образованием первичных частиц по
тому или другому механизму происходит их слипание (коагуляция). В результате
удельная поверхность частиц, а с ней и свободная поверхностная энергия
уменьшаются, и система становится более устойчивой [1].


К концу первого этапа число частиц уменьшается
на 2-3 порядка и далее не изменяется [1].


Второй этап эмульсионной полимеризации протекает
в псевдостационарных условиях, которые характеризуются относительным
постоянством числа частиц, концентрации мономера в них и постоянной
концентрацией радикалов роста [1].


Скорость полимеризации при проведении реакции в
эмульсиях можно увеличить применением активных окислительно-восстановительных
систем для инициирования, которые дают возможность осуществлять процесс при
низких температурах. Благодаря тому, что энергия активации очень мала и
значительно ниже энергии активации разветвления цепи, получаемые полимеры
содержат меньше разветвлений, чем при других методах полимеризации. Применение
окислительно-восстановительных систем (чаще всего Fe 2+
- персульфат и Fe 2+
- гидроперекись кумола) позволяет синтезировать латексные полимеры и сополимеры
бутадиена при 10 °С и более низких температурах, причем присоединение идет
преимущественно в положение 1,4 [2].


В присутствии растворимых солей переходных
металлов (RhСl 3 ·3Н 2 O,
IгС1з, CoSiF 6 )
можно осуществить стереоспецифическую эмульсионную полимеризацию бутадиена,
что, вероятно, связано с образованием устойчивых к воде комплексов, являющихся
активными центрами полимеризации; микроструктура полимера определяется
характером металла и его лигандов. Например, синдиотактический кристаллический
полиметилметакрилат можно получить, проводя полимеризацию при 20°С в
присутствии перекиси бензоила и катионного эмульгатора (цетилпиридинийхлорид),
который одновременно выступает как компонент инициирующий системы с
образованием ион-радикалов [2].


Эти исследования указывают на принципиальную
возможность сочетания очень выгодного в технологическом отношении метода
эмульсионной полимеризации с получением высококачественных стереорегулярных
полимеров.


Кроме инициаторов (можно возбудить эмульсионную
полимеризацию радиохимическими методами, при этом наиболее вероятными
инициаторами реакции являются радикалы ОН · , возникающие в результате
радиолиза воды) и эмульгаторов при эмульсионной полимеризации часто добавляют
регуляторы рН (буферы), регуляторы поверхностного натяжения (одноатомные
алифатические спирты), позволяющие изменять величину капель эмульсии в желаемых
пределах, регуляторы полимеризации, стабилизаторы и пластификаторы [2].


В качестве эмульгаторов при проведении
эмульсионной полимеризации могут использоваться неионогенные ПАВ
(полиэтоксиэтилированные высшие жирные спирты, полипропиленгликоли и др.).
Полимеризация в присутствии таких ПАВ имеет свои закономерности, несколько
отличающиеся от тех, которые имеют место при применении ионных эмульгаторов.
Кроме того, соответствующими исследованиями и практикой установлено, что
наилучшая стабильность латексов обеспечивается применением смеси ионогенных и
неионогенных эмульгаторов [3].


В последнее время одним из направлений
исследований в эмульсионной полимеризации является получение дисперсий,
содержащих частицы субмикронных размеров, причем с монодисперсным по размеру
частиц составом. Используя в качестве дисперсионной среды алифатические
углеводороды и стабилизируя эмульсию метилметакрилата полидиметилсилоксаном,
были получены микросферы из полиметилметакрилата размером не более 400 нм. При
этом отклонение по размеру частиц составляло не более 5% [4]. Применяя в
качестве исходных мономеров стирол, дивинилбензол и хлорметилстирол, в
присутствии монодисперсного полистирола были синтезированы монодисперсные по
составу дисперсии, частицы полимера в которых содержали на поверхности
хлорметильные группы [5]. Обрабатывая частицы такого полимера аминами,
например, этилендиамином, можно предотвратить агрегацию частиц и дополнительно
стабилизировать данную дисперсию.


Еще одним перспективным применением эмульсионной
полимеризации может служить возможность получения микросфер полимера с
полостями внутри. Такие микросферы можно использовать как сорбенты,
транспортные контейнеры или как молекулярные сита. Подобные микросферы
синтезируют с использованием эмульсий типа «вода в масле в воде». В мономере
диспергируют водные растворы солей, стабилизируя эмульсию органорастворимыми
ПАВ. Полученную эмульсию воды в мономере диспергируют в воде, применяя в
качестве эмульгатора водорастворимые ПАВ. В процессе синтеза вода,
диспергированная в мономере переходит в водную дисперсионную среду, при этом
образуются полимерные частицы с пустотами внутри [6].


Эмульсионная полимеризация используется и для
получения частиц типа «ядро-оболочка». Ядром и оболочкой такой частицы является
полимер. Например, получая методом эмульсионной полимеризации полистирол и
диспергируя его в метилметакрилате, можно получить полимерную частицу с более
высокой температурой стеклования [7]. Используя в качестве сомономера
хлорметилстирол, были получены частицы полимера, содержащие на поверхности
реакционноспособные группы [8].


Большой интерес вызывает возможность
использовать в качестве ядра таких композитных частиц неорганического носителя.
При этом можно решить несколько задач. Например, можно получить частицы, с
бесконечно большой температурой стеклования, для термостойких конструкционных
материалов. Сорбируя на поверхности неорганического пигмента мономер и проводя
эмульсионную полимеризацию, можно модифицировать поверхности носителя
полимером, т.е. получить закапсулированную частицу пигмента.




Одним из приоритетных направлений в химии и
технологии полимерных материалов является создание композитов на основе
полимеров и неорганических частиц. При этом преследуются различные цели:
получение антисептических препаратов, токопроводящих и светоотражающих пленок,
фотоматериалов и др. [9].


Традиционные способы модификации полимерных
материалов неорганическими наночастицами имеют ряд существенных недостатков,
обусловленных сложностью обеспечения агрегативной устойчивости частиц,
нежелательным увеличение вязкости смесей при высоких концентрациях и
отсутствием равномерного распределения наполнителя. Одновременно возникают
проблемы совмещения полимеров с различными наполнителями, обеспечивающего
получение материалов с равномерно распределенными в объеме полимерной матрицы
наночастицами. Одним из перспективных технологических способов получения таких
композиционных материалов является полимеризация в высокодисперсных эмульсиях,
дисперсная фаза которых содержит наночастицы различных материалов [9], [10].


Такие композиты могут найти применение в
катализе, в практике создания газовых сенсоров, оптически прозрачных светофильтров,
УФ-фильтров, жидкокристаллических экранов [11], получения материалов с
антибактериальными свойствами для последующего их использования в
биомедицинской технологии [12].


В настоящее время разработаны различные методы
получения наноразмерных частиц неорганической природы [13]. Однако, в
большинстве случаев получаемые наночастицы полидисперсны, а также неоднородны
по составу и форме. Одним из способов получения представительных рядов
нанонаполнителей, различающихся между собой лишь по одному параметру (размер,
форма, структура, химия поверхно
Похожие работы на - Исследование эмульсионной полимеризации некоторых акриловых мономеров с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, анализ его влияния на свойства получаемых дисперсий Дипломная (ВКР). Химия.
Курсовая работа по теме Особенности использования тестов на уроках английского языка в начальных классах
Курсовая Работа На Тему Произведение Двух Групп
Социотехническая Модель Организации Реферат
Курсовая Работа На Тему Акцизне Оподаткування В Україні
Курсовая работа: Система автоматического регулирования напряжения сварочной дуги
Обж Итоговая Контрольная Работа 10 Класс
Реферат На Тему In What Way Is Pygmalion A Shavian Play
Сочинение На Тему Духовный Мир Человека
Сочинение по теме Тема поэта и поэзии у А.С. Пушкина
Спринтерский Бег Реферат По Физкультуре 5 Класс
Курсовая работа: Роль внешней торговли в экономическом и социальном развитии России
Сочинение Про Англию
Сочинение На Тему Память О Вов
Реферат На Тему Економічний Зміст І Форми Інвестицій
Реферат: Гарибальди в русской прессе. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Правові проблеми приватизації в Україні
Реферат Курение Вред Здоровью
Реферат: Micheal Jordan Essay Research Paper Michael
Доклад по теме Устройство и классификация метательных машин
Курсовая работа по теме Особенности самосохранения личности журналиста
Шпаргалка: Шпаргалка по Менеджменту 9
Похожие работы на - Медико-социальная работа в онкологии
Реферат: Синхронизация материальных потоков для обеспечения устойчивости предприятия