Влияние объёмного соотношения мономер/растворитель на конечный диаметр полистирольных частиц

Для получения полимерных суспензий с диаметрами частиц в интервале размеров от 2 до 6 мк с узким распределением по размерам, было изучено влияние объёмного соотношения мономер/растворитель на эти характеристики полимерной суспензии. Полученные результаты приведены в таблице 3.2.1.1.1.

Таблица 3.2.1.1.1. Эффективный диапазон проведения дисперсионной полимеризации стирола в спиртовых средах.

Исследования проводились в пределах концентраций мономера от 20 до 40% (объёмных). Вне данного диапазона проведение полимеризации нецелесообразно по нескольким причинам:

При концентрации мономера <20%.

• А) При проведении полимеризации мономеров в метаноле и этаноле, образующиеся частицы имели недостаточный размер даже при проведении процесса до глубоких степеней конверсии.
• Б) При проведении полимеризации в изопропаноле и трет-бутаноле значения показателя полидисперсности полученных дисперсий не удовлетворяли требованиям, предъявляемым к микросферам для дальнейшего их использования.
• В) Проведение полимеризации мономеров при низком содержании мономера нецелесообразно и по экономическим причинам, т.к. существует необходимость в высоком выходе продукта.

При концентрации мономера >40%.

• А) При проведении полимеризации мономеров в метаноле и этаноле наблюдалось значительное увеличение полидисперсности.
• Б) При проведении полимеризации мономеров в изопропаноле и трет-бутаноле при превышении 40% концентрации мономера наблюдалась вторичная нуклеация частиц на поздних стадиях процесса. Это приводило к бимодальному распределению частиц по размерам.

На рис. 3.2.1.1.1 — 3.2.1.1.4. представлены зависимости среднего диаметра полимерной дисперсии от объёмной концентрации мономера в реакционной системе для каждого растворителя, применяемого в исследовании.

Таким образом, эффективным диапазоном концентраций мономера является интервал от 20 до 40% объёмных. В этом интервале концентраций мономера были получены полимерные суспензии с диаметрами частиц от 1 до 5мк, использованные в дальнейшем в качестве затравочных при синтезе частиц большего размера.

Рис. 3.2.1.1.2. Зависимость среднего диаметра микросфер от объёмной концентрации мономера при проведении полимеризации в среде этанола

Рис. 3.2.1.1.3. Зависимость среднего диаметра микросфер от объёмной концентрации мономера при проведении полимеризации в среде изопропанола

Рис. 3.2.1.1.4. Зависимость среднего диаметра микросфер от объёмной концентрации мономера при проведении полимеризации в средетрет-бутанола