引發劑,又稱自由基引發劑,指一類容易受熱分解成自由基(即初級自由基)的化合物,可用於引發烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應,也可用於不飽和聚酯的交聯固化和高分子交聯反應。 自由基引發劑(initiators for free radical polymerization)的分類,有多種分類方法,按引發劑的分子結構,可以分為偶氮類、過氧類和氧化還原類。也可以按照其溶解效能分為水溶性引發劑(如無機類的過硫酸鹽、過氧化氫、水溶偶氮引發劑等)和油溶性(溶於單體或有機溶劑)的有機類引發劑。可以按照引發劑的分解方式將引發劑分為熱分解型和氧化還原分解型兩類。或者按照引發劑的使用溫度範圍,分為:①高溫(100℃以上)類,如烷基過氧化物、烷基過氧化氫物、過氧化酯等;②中溫 (40~100℃)類,如偶氮二異丁腈、過氧化二醯、過硫酸鹽等;③較低溫(0~40℃)類,如氧化還原引發體系。因此應根據聚合反應的溫度要求來選擇引發劑。如果高溫引發劑用在中溫範圍聚合,則分解速率過低,而使聚合時間延長;如果中溫引發劑用於高溫範圍聚合,則分解速率過快,引發劑過早消耗,在低聚合轉化率階段就停止反應。 偶氮引發劑 近些年來,開發出水溶性偶氮類引發劑,這種水溶性引發劑普遍適用於高分子合成的水溶液聚合與乳液聚合中。與一般型別的偶氮引發劑相比,水溶性偶氮引發劑引發效率高,產品的相對分子質量相對比較高、水溶性好、且殘留體少。水溶性偶氮引發劑是將原來的油溶性的有機引發劑(如偶氮二異丁腈)轉變成為水溶性的,擴大了使用範圍,若帶有端基的水溶性引發劑,還可以用於製備遙爪聚合物。將水溶性偶氮引發劑引發丙烯醯胺聚合,聚合溫度大約在35~90℃,一般溫度在40℃左右就可以,聚合時間平均在4h,得到的聚丙烯醯胺的相對分子質量大約為1400~1800萬之間,產品的溶解性好。在陽離子乳液及功能高分子的製備中也有不俗的表現。 氧化還原引發劑 過氧化物和胺組成的氧化還原引發體系及鈰(Ⅳ)離子氧化還原引發體系,一直是被人們關注的熱門問題。含胺氧化還原引發體系包括以下3種。一是由有機過氧化物和芳叔胺組成的有機氧化還原體系,以過氧化二苯甲醯(BPO)—N,N-二甲苯胺(DMA)和BPO—N,N-二甲基—對甲苯胺(DMT)為代表,主要用於醫用高分子的齒科自凝膠樹脂與骨水泥。二是由有機過氧化氫(如,異丙苯過氧化氫)與DMT組成的有機氧化還原體系,主要用於厭氧膠。三是由水溶性的過硫酸鹽與脂肪胺組成的體系,主要用於水溶性聚合、乳液聚合。過氧化二苯甲醯(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)所組成的氧化還原體系引入到甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的複合超濃乳液共聚合中,以十二烷基硫酸鈉(SDS)和十六烷醇(HD)作為複合乳化劑,製得了分散相佔83%以上的穩定性很好的超濃乳液,實現了超濃乳液的低溫引發聚合。 雙官能度及多官能度引發劑 雙官能度引發劑是指在同一個引發劑分子中含有兩個活性基團的化合物,這些基團可以是過氧鍵、過酯鍵、過醯鍵或偶氮鍵,它們可以分解產生自由基引發聚合反應。分為對稱型(即兩個活性基團活性相同,如(I)和不對稱型(即兩個活性基團活性不相同)。 多官能度引發劑,是指一個引發劑分子中含有3個以上活性基團的化合物,這些活性基團可以透過分解產生自由基引發聚合反應。此外人們又合成出一個分子中有數目眾多的多官能度引發劑,用此類引發劑一般來合成超支化聚合物。
引發劑,又稱自由基引發劑,指一類容易受熱分解成自由基(即初級自由基)的化合物,可用於引發烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應,也可用於不飽和聚酯的交聯固化和高分子交聯反應。 自由基引發劑(initiators for free radical polymerization)的分類,有多種分類方法,按引發劑的分子結構,可以分為偶氮類、過氧類和氧化還原類。也可以按照其溶解效能分為水溶性引發劑(如無機類的過硫酸鹽、過氧化氫、水溶偶氮引發劑等)和油溶性(溶於單體或有機溶劑)的有機類引發劑。可以按照引發劑的分解方式將引發劑分為熱分解型和氧化還原分解型兩類。或者按照引發劑的使用溫度範圍,分為:①高溫(100℃以上)類,如烷基過氧化物、烷基過氧化氫物、過氧化酯等;②中溫 (40~100℃)類,如偶氮二異丁腈、過氧化二醯、過硫酸鹽等;③較低溫(0~40℃)類,如氧化還原引發體系。因此應根據聚合反應的溫度要求來選擇引發劑。如果高溫引發劑用在中溫範圍聚合,則分解速率過低,而使聚合時間延長;如果中溫引發劑用於高溫範圍聚合,則分解速率過快,引發劑過早消耗,在低聚合轉化率階段就停止反應。 偶氮引發劑 近些年來,開發出水溶性偶氮類引發劑,這種水溶性引發劑普遍適用於高分子合成的水溶液聚合與乳液聚合中。與一般型別的偶氮引發劑相比,水溶性偶氮引發劑引發效率高,產品的相對分子質量相對比較高、水溶性好、且殘留體少。水溶性偶氮引發劑是將原來的油溶性的有機引發劑(如偶氮二異丁腈)轉變成為水溶性的,擴大了使用範圍,若帶有端基的水溶性引發劑,還可以用於製備遙爪聚合物。將水溶性偶氮引發劑引發丙烯醯胺聚合,聚合溫度大約在35~90℃,一般溫度在40℃左右就可以,聚合時間平均在4h,得到的聚丙烯醯胺的相對分子質量大約為1400~1800萬之間,產品的溶解性好。在陽離子乳液及功能高分子的製備中也有不俗的表現。 氧化還原引發劑 過氧化物和胺組成的氧化還原引發體系及鈰(Ⅳ)離子氧化還原引發體系,一直是被人們關注的熱門問題。含胺氧化還原引發體系包括以下3種。一是由有機過氧化物和芳叔胺組成的有機氧化還原體系,以過氧化二苯甲醯(BPO)—N,N-二甲苯胺(DMA)和BPO—N,N-二甲基—對甲苯胺(DMT)為代表,主要用於醫用高分子的齒科自凝膠樹脂與骨水泥。二是由有機過氧化氫(如,異丙苯過氧化氫)與DMT組成的有機氧化還原體系,主要用於厭氧膠。三是由水溶性的過硫酸鹽與脂肪胺組成的體系,主要用於水溶性聚合、乳液聚合。過氧化二苯甲醯(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)所組成的氧化還原體系引入到甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的複合超濃乳液共聚合中,以十二烷基硫酸鈉(SDS)和十六烷醇(HD)作為複合乳化劑,製得了分散相佔83%以上的穩定性很好的超濃乳液,實現了超濃乳液的低溫引發聚合。 雙官能度及多官能度引發劑 雙官能度引發劑是指在同一個引發劑分子中含有兩個活性基團的化合物,這些基團可以是過氧鍵、過酯鍵、過醯鍵或偶氮鍵,它們可以分解產生自由基引發聚合反應。分為對稱型(即兩個活性基團活性相同,如(I)和不對稱型(即兩個活性基團活性不相同)。 多官能度引發劑,是指一個引發劑分子中含有3個以上活性基團的化合物,這些活性基團可以透過分解產生自由基引發聚合反應。此外人們又合成出一個分子中有數目眾多的多官能度引發劑,用此類引發劑一般來合成超支化聚合物。