Лако-красочные материалы — производство

Конструктивная полимеризация – цепной процесс, основными стадиями которого являются инициирование, рост цепи и обрыв цепи. Следует разглядеть главные закономерности простых стадий процесса, до того как перейти к общему кинетическому уравнению полимеризации.

Инициирование – это процесс возбуждения свободнорадикальных цепных процессов, приводящий к образованию из мономерных молекул обскурантистских центров конструктивного типа. В общем случае этот процесс описывается 2-мя поочередными реакциями, одна из которых представляет собой разложение зачинателя (J) с образованием свободных радикалов (R·),  а 2-ая заключается во содействии радикала и мономера М с образованием активного центра свободнорадикального типа.

Почти всегда реакция разложения зачинателя протекает существенно медлительнее, чем реакция взаимодействия свободного радикала с мономером. Тогда 2-ой реакцией можно пренебречь, считая, что лимитирующей стадией инициирования является стадия разложения зачинателя. Так как не все образующиеся при всем этом радикалы участвуют в реакции взаимодействия с мономером,  а некая их часть расходуется на соединение вместе, взаимодействие с примесями и т.д., следует учесть величину эффективности инициирования (f).

Под эффективностью инициирования понимают отношение количества радикалов, вступивших во взаимодействие с мономером, к общему числу образовавшихся радикалов. Инициирование  радикальной  полимеризации  возможно  разными методами. Различают  термическое  инициирование, фотоинициирование,  радиационное инициирование, также хим инициирование  при помощи специально добавленных веществ-инициаторов.

Тепловое инициирование – процесс возбуждения цепного свободнорадикального процесса только под действием тепла, без введения особых веществ-инициаторов.  Чисто  термическое  инициирование встречается  изредка, сопровождается обычно побочными процессами. Механизм реакции изучен недостаточно. В большей степени изучено тепловое инициирование полимеризации стирола, метилметакрилата.

Тепловое инициирование характеризуется высочайшим значением энергии активации (Еин), низкой скоростью, очень зависящей от температуры.

Фотоинициирование – процесс  образования  свободных радикалов из мономерных молекул под действием света. Молекула мономера, поглотившая квант света, перебегает в возбужденное (триплетное) состояние, после этого может распасться  на радикалы или отщепить  электрон.  Фотоинициирование  без  добавления  специальных  веществ (фотоинициаторов) может быть для тех мономеров, которые имеют основную полосу поглощения в ультрафиолетовой области (стирол и его производные, метилметакрилат).

При фотоинициированной полимеризации стирола первичные радикалы образуются в итоге переноса атома водорода от возбужденной молекулы мономера к молекуле в главном состоянии:

Эффективность  фотоинициирования  зависит  от  различных  причин: длины волны ультразвукового излучения, строения мономера, наличия растворителей и т.д.