ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ В РАСТВОРЕ
,
способ 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. С. А. Вольфсон.
|
