Блочная полимеризация

Полимеризацию в блоке (массе) проводят в отсутствие растворителя, благодаря чему не происходит загрязнения полимера примесями, находящимися в растворителе.

Для проведения такой полимеризации раствор инициатора в мономере выдерживают необходимое время в форме при строго определенной температуре. При необходимости в реакционную массу добавляют также регуляторы и пластификаторы. Готовый полимер может иметь форму блока, стержня, трубки и т.д. Этим путем получают наиболее прозрачные материалы, широко используемые в качестве органического стекла. Ввиду увеличения вязкости и снижения теплопроводности реакционной массы теплота реакции отводится недостаточно быстро. Вследствие этого возникают местные перегревы, приводящие к деструкции полимера, снижению степени полимеризации.

В связи с этим полимеризация различных слоев мономера происходит при неодинаковой температуре. Нарушается линейное строение макромолекул и увеличивается полидисперсность по молекулярным массам. Кроме того, давление паров мономера в глубине блока, вызванное перегревом, создает внутренние напряжения в полимере. В лучшем случае такие напряжения приводят к неоднородности блока по физико- химическим свойствам, в худшем - к вздутиям и трещинам. Чем больше размеры отливаемого образца, тем труднее получить технически пригодный материал.

Значительная усадка при блочной полимеризации, обусловленная большей плотностью полимера по сравнению с плотностью мономера, уменьшает точность отливки. Указанные недостатки частично могут быть устранены проведением полимеризации с небольшой скоростью или при температурах, превышающих температуру плавления полимера. Однако это возможно в случае, если плавление полимера не сопровождается его разложением.

Метод блочной полимеризации используют в технике очень ограниченно, в основном, для получения полиметакрилатов, полистирола и поливинилацетата, а также тогда, когда полимер не растворим в мономере (полимеризация винилхлорида или акрилонитрила). В последнем случае реакцию прерывают на относительно небольших степенях превращения и отделяют нерастворимый полимер от мономера. Так как при такой прерванной полимеризации вязкость системы сравнительно невелика, то таким образом можно частично устранить недостатки, присущие обычной блочной полимеризации.

В промышленности получили распространение непрерывные методы блочной полимеризации. Процесс проводят в обогреваемых башнях, и расплавленный полимер по мере образования выдавливают в виде ленты или стержня.

К преимуществам непрерывного метода относятся большая стандартность полимера, повышенная производительность и упрощение регулирования молекулярной массы.