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alexandersy

新虫 (小有名气)

[求助] 含有丙烯酰胺的苯乙烯细乳液聚合 已有1人参与

苯乙烯细乳液聚合,KPS做引发剂。水相中加入了丙烯酰胺(量挺多,比苯乙烯量大),从动力学上看,苯乙烯先聚合,当苯乙烯转化率到达70%左右,丙烯酰胺才开始聚合(动力学曲线突变,是突然开始聚合,不是刚开始丙烯酰胺聚合缓慢,等苯乙烯转化率到70%之后丙烯酰胺加速聚合),不知道为什么?日本一个研究者做过类似的种子乳液聚合,水相加入丙烯酰胺,现象类似,但也没个合理解释
Effect of the Number of Seed Polymer Particles on the Kinetic Behavior of the Seeded Emulsion Copolymerization of Styrene and Acrylamide
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alexandersy
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feng-peng-cheng

金虫 (正式写手)

少帅

【答案】应助回帖

对你的合成体系有疑问啊:
细乳液聚合最主要的特点是液滴成核机理,及聚合场所在强力分散后形成的单体微液滴中进行。针对你的聚合体系:
苯乙烯属于油性体系,应该是被乳化剂包裹,数量庞大。而丙烯酰胺属于水性体系,应该是游离于水相中。由于水相中丙烯酰胺的浓度远高于游离的苯乙烯,因此在水溶性引发剂进攻下首先形成丙烯酰胺活性自由基,该自由基仍然属于可水溶的自由基,进入乳化剂包裹的苯乙烯单体液滴的几率很小,从而在水相中直接以均相成核聚合机理进行。而在聚合的过程中,引发剂也会攻击游离在水相中的少量苯乙烯单体而形成苯乙烯自由基,之后进入乳化剂包裹的单体液滴中以液滴成核机理的方式进行细乳液聚合。因此个人认为,首先进行的是丙烯酰胺的水溶液聚合,之后才是苯乙烯的细乳液聚合。而且聚合过程中也会有少量游离的苯乙烯单体参与丙烯酰胺的共聚,当然也有少量的丙烯酰胺进入苯乙烯单体液滴中参与共聚。但最终的成分应该是聚苯乙烯乳胶粒子分散于聚丙烯酰胺的水溶液中。你所讲的先是苯乙烯聚合有何根据?是通过什么方式测试的?
17楼2015-01-20 15:52:27
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love-study

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
Meteorの泪: 金币+3, 优秀应助 2013-03-15 00:14:41
个人认为:
由于苯环的共轭作用苯乙烯自由基中间体要比丙烯酰胺自由基中间体稳定得多;在聚合过程中,当苯乙烯单体的量多的时候自由基优先和苯乙烯结合生成新的自由基,进而增长反应;
随着聚合进行苯乙烯单体所占的比例很少时,苯乙烯中间体自由基很难与单体发生碰撞进行聚合,而其周围被丙烯酰胺包围着,进而就引发丙烯酰胺聚合;
这可能就是从动力学上看,苯乙烯先聚合,当苯乙烯转化率到达70%左右,丙烯酰胺才开始聚合的原因吧。
学海无涯
2楼2013-03-14 12:22:33
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alexandersy

新虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by love-study at 2013-03-14 12:22:33
个人认为:
由于苯环的共轭作用苯乙烯自由基中间体要比丙烯酰胺自由基中间体稳定得多;在聚合过程中,当苯乙烯单体的量多的时候自由基优先和苯乙烯结合生成新的自由基,进而增长反应;
随着聚合进行苯乙烯单体所占 ...

这个我想过,但是感觉不合理。首先,kps引发的自由基处于水相,而水相中的苯乙烯浓度相比丙烯酰胺非常低,而苯乙烯和丙烯酰胺的竞聚率相似(能查到的没有水体系的数据,只有二氧六环体系的竞聚率),故从该角度看,kps产生的自由基没有理由和苯乙烯先反应。即使认为kps的初级基只能和St先反应,反应生成的单体自由基的则应该继续和Am反应,毕竟Am的量大几个数量级且其竞聚率相似。其次,假使上一条解释不合理,那么Am反应的过程应呈现渐变的过程而不是突然开始反应。
你的回答我之前都想到过了,但是感觉不合理……
alexandersy
3楼2013-03-14 12:57:21
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laoda8310

铜虫 (小有名气)



Meteorの泪: 金币+1, 鼓励交流 2013-03-15 00:14:50
是不是和乳化剂有关啊
4楼2013-03-14 13:14:38
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