단계 성장 중합
단계 성장 중합은 전형적으로 새로운 관능기를 형성하기 위해 고 수율로 반응하는 관능기를 함유하는 단량체 사이에서 발생한다. 이러한 작용기의 예는 알콜과 반응하여 에스테르를 형성하고 아민과 반응하여 아미드를 형성하는 카르 복실 산이다:
여기서 R 및 R '는 2 개의 상이한 유기 분 자기를 나타낸다.
한 유형의 관능기를 2 개 함유하는 단량체가 다른 2 개를 함유하는 단량체와 반응 할 때 선형 중합체가 형성된다. 상업적으로 중요한 하나의 예는 디카 르 복실 산 테레프탈산 (2 개의 CO-OH기를 함유 함)을 디 알콜 에틸렌 글리콜 (2 개의 OH기를 함유 함)과 반응시켜 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET), 폴리 에스테르를 형성하는 것이다:
또 다른 중요한 반응은 1,6- 헥사 메틸렌 디아민 (2 개의 NH 2 기를 함유 함)과 아 디프 산 (2 개의 CO-OH기를 함유 함)과 나일론 6,6이라고도 불리는 폴리 헥사 메틸렌 아디 파 미드를 형성하는 것입니다:
상기 개략 된 모든 단계-성장 반응은 부산물, 물을 생성한다. 도시되지 않은 다른 반응은 다른 부산물, 예를 들어 염산을 생성한다. 중합 공정 동안 이러한 화합물의 손실로 인해, 이러한 유형의 반응을 종종 축합 반응이라고한다. 그러나 모든 단계-성장 반응이 축합 반응은 아니다; 일부는 부산물을 생성하지 않습니다. 하나의 예는 벤젠 -1,4- 디 이소시아네이트와 에틸렌 글리콜 사이의 반응으로 폴리 우레탄을 형성하는 것이다:
3 개 이상의 작용기를 함유하는 단량체는 네트워크 중합체를 생성한다. 예는 프탈산 무수물과 트리 알콜 글리세롤의 반응으로부터 형성된 폴리 에스테르 인 글리프 탈이다:
산업용 중합 방법
상기 기재된 부가 중합 반응은 일반적으로 발열 성, 즉 열을 발생시킨다. 소규모 실험실 반응에서는 열 생성이 거의 문제가되지 않지만, 대규모 산업에서는 열이 반응 속도를 높이고 반응이 빠를수록 더 많은 열이 발생하기 때문에 위험 할 수 있습니다. 자동 가속이라 불리는이 현상은 효율적인 방열 수단이 반응기 설계에 포함되지 않는 한 폭발적인 속도로 중합 반응을 가속화시킬 수있다.
한편, 축합 중합은 흡열 성이다. 즉, 반응에는 외부 공급원으로부터의 열의 입력이 필요하다. 이러한 경우, 실제 반응 속도를 유지하기 위해 반응기는 열을 공급해야합니다.
반응기 설계는 또한 용매 및 촉매의 제거 또는 재활용을 고려해야한다. 축합 반응의 경우, 반응기는 휘발성 부산물의 효율적인 제거를 제공해야한다.
산업 규모에서의 중합은 벌크, 용액, 현탁액, 유제 및 기상의 5 가지 기본 방법을 사용하여 수행됩니다.
벌크 중합
벌크 중합은 용매 또는 분산제가없는 상태에서 수행되므로 제형 측면에서 가장 단순하다. 대부분의 단계 성장 중합체 및 많은 유형의 사슬 성장 중합체에 사용됩니다. 일반적으로 발열 성인 연쇄 성장 반응의 경우, 방출되는 열은 반응 용기에 효율적인 냉각 코일이 설치되지 않으면 반응이 너무 활발하게되고 제어하기 어려울 수 있습니다. 벌크 중합은 또한 고 분자량 중합체와 관련된 높은 점도로 인해 교반하기 어렵다.
용액 중합
용매에서 중합 반응을 수행하는 것은 열을 분산시키는 효과적인 방법이다; 또한 용액은 벌크 중합보다 교반하기가 훨씬 쉽습니다. 그러나, 용매는 중합체와 연쇄 이동 반응을 일으키지 않도록 신중하게 선택되어야한다. 완성 된 점성 중합체로부터 용매를 제거하는 것이 어려울 수 있기 때문에, 용액 중합은 특정 유형의 접착제 및 표면 코팅과 같이 상업적으로 용액 형태로 사용되는 중합체에 가장 적합하다. 기체 모노머의 중합은 또한도 6에 예시 된 폴리에틸렌의 제조에서와 같이 용매를 사용하여 수행된다.
