용액 중합

Solution polymerization

용액 중합은 산업 중합법이다. 이 절차에서 모노머는 촉매나 이니시에이터를 포함하는 비반응 용매에 용해된다.

그 반응은 선택된 용매에도 용해되는 폴리머를 만든다. 반응에 의해 방출되는 열은 용제에 의해 흡수되어 반응률이 감소한다. 또한, 반응 혼합물의 점도가 감소하여 높은 모노머 농도에서의 자동 감속을 허용하지 않는다. 희석에 의한 반응 혼합물의 점도가 감소하는 것도 열 전달에 도움이 되는데, 이는 중합체의 대부분이 발열 반응이기 때문에 폴리머 생산과 관련된 주요 문제 중 하나이다. 최대 변환 또는 원하는 변환에 도달한 후에는 순수 중합체를 얻기 위해 과도한 용제를 제거해야 한다. 따라서 용액 중합은 니스와 접착제의 경우와 마찬가지로 용매의 유무를 원하는 용도에 주로 사용된다. 폴리머 용액의 다른 적용은 습식 또는 건식 회전 또는 플라스틱 필름에 의한 섬유 제조다.

용액 중합에 따른 단점은 모노머 및 이니시에이터 농도의 감소로 반응률 감소, 원자로의 부피 이용률 감소, 용매 재활용과 관련된 공정의 추가 비용, 독성 및 대부분의 유기 용제의 기타 환경 영향이다. 용액 중합 기술의 주요 단점 중 하나는 선택된 용제가 불활성화되더라도 용매에 대한 연쇄 전달을 완전히 배제할 수 없어 매우 높은 분자량 산출물을 얻기 어렵다는 점이다. 일반 용매에서 특히 염소 처리된 탄화수소는 급진 중합에서 연쇄 전달에 취약하다. 서로 다른 화합물에 대한 체인 전달 강도는 체인 전달 상수를 사용하여 정량화할 수 있으며 중합도의 감소는 Mayo 방정식을 사용하여 계산할 수 있다.[1]

용액 중합에[2][3][4] 의해 생산되는 산업적으로 중요한 폴리머

폴리아크릴로니트릴(PAN)은 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸황산화수소(DMSO), 유기탄산, 황산, 질산 또는 무기염의 물용액에서 과격한 중합에 의해 제조되어 섬유로 전환된다.

폴리아크릴산(PAA)과 폴리아크릴아미드는 수용액에서 급진적인 중합에 의해 얻어지며, 걸쭉제, 접착제 또는 플로쿨러제로 사용된다.

아크릴레이트 및 메타크릴레이트 호모-과 콤폴리머는 코팅 적용을 위해 톨루엔-아세톤에서 급진적인 중합에 의해 만들어진다.

폴리에틸렌(HDPE, LLDPE) - 일부 등급은 끓는 하이드로카본 용제(PE 용액 온도 이상)에서 조정 중합에 의해 이루어진다. 이 공정의 장점은 제품 등급의 빠른 변경을 허용하는 매우 높은 전파율이다.

하이 시스 폴리부타디엔(BR)은 탄화수소의 조정 중합에 의해 제조된다.[5]

용액 스티렌-부타디엔 고무(SBR)는 탄화수소의 음이온 중합에 의해 생성되어 에멀전 중합형보다 타이어 제조에 더 좋은 특성을 가진 고무로 이어진다.

폴리비닐 알코올에 추가로 사용되는 폴리비닐 아세테이트는 메탄올 용액의 급진적인 중합에 의해 제조된다.

액체 폴리부타디엔은 탄화수소 용액에서 음이온 또는 급진 중합에 의해 만들어진다.

에틸렌 또는 메틸클로로이드 용액에 이소프렌을 함유한 이소부틸렌의 저온 양이온 복합화에 의한 부틸고무(IIIR)

방향성 폴리아미드(예: 케블라, 노멕스)는 N-메틸피롤리돈과 염화칼슘 용액에서 폴리콘덴화하여 만든다.

이 과정은 일회용 기저귀에 사용되는 초흡수성 고분자인 폴리아크릴레이트 나트륨의 생산에 사용되는 두 가지 중 하나이다.


참고 항목

참조

  1. ^ Mayo, Frank R. (December 1943). "Chain Transfer in the Polymerization of Styrene: The Reaction of Solvents with Free Radicals 1". Journal of the American Chemical Society. 65 (12): 2324–2329. doi:10.1021/ja01252a021. ISSN 0002-7863.
  2. ^ John Wiley & Sons, Inc., ed. (2002-07-15). Encyclopedia of Polymer Science and Technology (1 ed.). Wiley. doi:10.1002/0471440264. ISBN 978-1-118-63389-2.
  3. ^ Industrial polymers handbook : products, processes, applications. Wilks, Edward S. Weinheim: Wiley-VCH. 2001. ISBN 3-527-30260-3. OCLC 44934461.{{cite book}}: CS1 maint : 기타(링크)
  4. ^ Elias, Hans-Georg, 1928- (2005-<c2009>). Macromolecules. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31172-9. OCLC 62131443. {{cite book}}: 날짜 값 확인: date= (도움말)CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  5. ^ Asua, Jos M., ed. (2007-01-01). Polymer Reaction Engineering. Oxford, UK: Blackwell Publishing Ltd. doi:10.1002/9780470692134. ISBN 978-0-470-69213-4.
  • 재료 과학 및 엔지니어링의 기초, 4판 윌리엄 F. 스미스 & 자바드 하셈
  • 폴리머 과학기술 백과사전, J.Wiley Sons, Interscience, Pubs, New York, 1999-2012 4번째 판