계면활성제는 산업 규모의 폴리머 생산의 유화 중합에서 중요한 역할을 합니다. 유화 중합에는 물, 단량체, 계면활성제 및 개시제의 네 가지 구성 요소가 필요합니다. 시스템 내 계면활성제의 농도는 미셀 형성을 보장하기 위해 임계 미셀 농도보다 높아야 합니다. 일부 단량체는 이러한 미셀에 용해될 수 있습니다. 단량체의 또 다른 부분은 분자 상태의 계면활성제 분자와 함께 수상에 용해되었으며, 나머지(90% 이상) 단량체는 기계적 교반 작용 하에서 액적을 형성하고 나머지 계면활성제 분자에 의해 안정화되었습니다.
개시제는 일반적으로 가열에 의한 적절한 작용에 의해 자유 라디칼로 분해됩니다. 이러한 라디칼은 벌크 상에서 단량체와 반응하여 이량체 또는 삼량체 그룹을 형성하며, 후자는 미셀의 전체 표면적이 단량체의 표면적보다 훨씬 크기 때문에 단량체보다 미셀을 만날 가능성이 더 높습니다. 그런 다음 단량체는 활성화된 미셀에 공급되고, 중합 반응은 단량체 또는 비활성화된 미셀의 확산을 통해 확산됩니다.
활성 미셀은 계속 성장하여 표면에 흡착된 고분자 입자와 계면활성제의 복잡한 구조를 갖게 되었습니다. 이 과정은 모든 모노머가 소비될 때까지 계속됩니다. 고분자 입자는 이온성 계면활성제의 정전기적 반발력이나 비이온성 계면활성제의 입체 저항, 또는 두 가지 모두에 의해 안정화되거나 분리된 상태로 유지됩니다.
유화 중합에 사용되는 계면활성제의 양과 유형은 폴리머의 안정성, 청결도, 입자 크기, 점도 및 습윤성에 영향을 미칩니다. 계면활성제의 투여량이 충분하지 않거나(농도가 CMC보다 낮음), 계면활성제의 HLB 값이 적절하지 않거나, 계면활성제의 충전량이 적절하지 않은 경우 폴리머 응괴가 형성되거나 반응기 내의 물질이 완전히 응고됩니다.
어떤 종류의 계면활성제를 사용하더라도 계면활성제의 양이 많을수록 고분자 입자는 작아집니다. 일반적으로 폴리머 입자가 작은 수지는 점도가 더 높습니다. 유화중합용 계면활성제는 주로 폴리머의 용도에 따라 선택됩니다. 음이온성 및 비이온성 계면활성제는 일반적으로 코팅용 폴리머와 함께 사용됩니다. 그러나 비이온성 계면활성제는 전단 안정성을 제공할 수 있습니다. 유화 중합 시스템에서 계면활성제의 총 농도는 폴리머를 기준으로 0.10%~5.0%입니다.
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