Список тематических статей

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ В РАСТВОРЕ

Cпособ проведения полимеризации, при к-ром исходный мономер находится в жидкой фазе в растворенном состоянии. Реакц. система м. б. гомогенной или гетерогенной в зависимости от р-ри-мости катализатора и образующегося полимера в реакц. среде. Р-ритель должен быть инертен к мономеру и возбудителю полимеризации; чаще всего это алифатич. или арома-тич. углеводороды. Т-ру можно изменять в пределах, в к-рых мономер и р-ритель остаются жидкими. Напр., катионную полимеризацию изобутилена в р-ре осуществляют при -100⁰C. Процессы при высоких т-рах часто проводят при избыточном давлении, чтобы воспрепятствовать кипению реакц. смеси. Концентрацию мономера в р-ре изменяют в широких пределах.

Гомогенная П. в р. описывается классич. ур-ниями кинетики полимеризации. При гетерог. процессе возможны диффузионные затруднения, связанные с поступлением мономера к активным центрам.

В пром-сти методом П. в р. осуществляют все процессы ионной и большую часть процессов координационно-ионной полимеризации, напр. синтез стереорегулярных каучуков, полиэтилена низкого давления, полипропилена, сополимеров этилена с пропиленом, термоэластопластов, полиизо-бутилена, полиформальдегида. Радикальная полимеризация в р-ре экономически менее выгодна, чем в массе или дисперсных водных средах, поэтому ее применяют только в тех случаях, когда конечный продукт используют в виде р-ра (лак, клей) или когда др. способами нельзя получить требуемый полимер (напр., полиакрилаты, поливинилаце-тат, пенополистирол, политетрафторэтилен).

В пром-сти П. в р. проводят в аппаратах, снабженных мешалками, циркуляц. насосами или др. перемешивающими устройствами, реже - в аппаратах трубчатого или колонного типа, непрерывные процессы - обычно в каскадах последовательно соединенных проточных реакторов смешения. Мономеры, кроме газообразных, смешивают с р-рителями в спец. смесителях (и газообразные вводят непосредственно в реактор). Тепловой режим процесса регулируют путем теплообмена через рубашку аппарата, а также предварит. охлаждением р-рителя и мономера. При больших реакц. объемах внутрь аппаратов встраивают дополнит. охлаждающие устройства (змеевики, трубчатки, полые плиты). Эффективный теплоотвод и точное поддержание заданной т-ры процесса можно осуществить за счет испарения части р-рителя из реакц. зоны при его кипении. После конденсации в выносном холодильнике р-ритель возвращают в реактор.

После завершения р-ции р-рители удаляют испарением под вакуумом или перегонкой с водяным паром. Следы катализатора нейтрализуют. Полимер высушивают под вакуумом или в кипящем слое.

Достоинства П. в р.: можно тонко регулировать концентрации реагентов, т-ру, структуру и состав гомо- и сополимеров, получать высоковязкие полимеры. Недостатки: необходимость выделения и сушки образующегося полимера, значит. капитальные вложения и затраты энергии, обусловленные циркуляцией и регенерацией больших кол-в р-рителя.

При синтезе полиолефинов на координационно-ионных катализаторах с методом П. в р. стал конкурировать газофазный процесс, в к-ром отсутствуют стадии нейтрализации катализатора, отделения и подготовки р-рителя, сушки полимера.

В лаб. практике П. в р. широко используют для изучения кинетич. закономерностей и механизмов.

Лит.: Хувинк Р., Ставерман А. (сост.), Химия и технология полимеров, пер. с нем., т. 1-2, M.-Л., 1965-66; Шварц M., Анионная полимеризация, пер. с англ., M., 1971; Берлин А. А., Вольфсон С. А., Ениколопян H. С., Кинетика полимеризационных процессов, M., 1978.