自由基聚合的四種方法分別如何

1. 自由基聚合有哪三個基元反應，說明各自的特點

鏈引發基元反應、鏈增長基元反應、鏈終止基元反應。

1、鏈引發基元反應

主要反應有兩步：形成活性中心——游離基，進而游離基引發單體。主要的副反應是氧和雜質與初級游離基或活性單體相互作用使聚合反應受阻。

一般需要有引發劑進行引發，常用的引發劑有偶氮引發劑、過氧類引發劑和氧化還原引發劑等，偶氮引發劑有偶氮二異丁腈，偶氮二異丁酸二甲酯引發劑，V-50引發劑等，過氧類有BPO等。光、熱、輻射亦可引發。

2、鏈增長基元反應

是活性單體反復地和單體分子迅速加成，形成大分子游離基的過程。鏈增長反應能否順利進行，主要決定於單體轉變成的自由基的結構特性、體系中單體的濃度及與活性鏈濃度的比例、雜質含量以及反應溫度等因素。

3、鏈終止基元反應

主要由兩個自由基的相互作用形成，指活性鏈活性的消失，即自由基的消失而形成了聚合物的穩定分子。終止的主要方式是單基終止和雙基終止。雙基終止是兩個活性鏈自由基的結合和歧化反應的雙基終止，或二者同時存在。當體系粘度過大等不能雙基終止只能單基終止。

(1)自由基聚合的四種方法分別如何擴展閱讀

自由基聚合在高分子化學中佔有極其重要的地位。是人類開發最早，研究最為透徹的一種聚合反應歷程。60%以上的聚合物是通過自由基聚合得到的，如低密度聚乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚醋酸乙烯，丁苯橡膠，丁腈橡膠，氯丁橡膠等。

自由基聚合反應在高分子合成工業中是應用最廣泛的化學反應，大多烯類單體的聚合或共聚都採用自由基聚合，所得聚合物都是線型高分子化合物。

按反應體系的物理狀態自由基聚合的實施方法有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合和超臨界二氧化碳聚合五種聚合種方法。它們的特點不同，所得產品的形態與用途也不相同。

2. 什麼是自由基聚合，陽離子聚合和陰離子聚合

自由基聚合（free radical polymerization）為用自由基引發，使鏈增長（鏈生長）自由基不斷增長的聚合反應。又稱游離基聚合。加成聚合反應，絕大多數是由含不飽和雙鍵的烯類單體作為原料，通過打開單體分子中的雙鍵，在分子間進行重復多次的加成反應，把許多單體連接起來，形成大分子。它主要應用於烯類的加成聚合。最常用的產生自由基的方法是引發劑的受熱分解或二組分引發劑的氧化還原分解反應，也可以用加熱、紫外線輻照、高能輻照、電解和等離子體引發等方法產生自由基。
陽離子活性很高，極易發生各種副反應，很難獲得高分子量的聚合物；（cationic polymerization ）由陽離子引發而產生聚合的反應的總稱。

3. 自由基聚合引發方式有哪幾種,各有什麼特點

本體聚合 不加其他介質，只有單體本身在引發劑或催化劑、熱、光、輻射等的作用下進行的聚合反應溶液聚合 單體和催化劑、引發劑等溶解在溶劑中進行的聚合反應懸浮聚合 以水為介質，將溶有引發劑的單體在水中分散成小液滴並在小液滴內進行聚合的聚合反應。乳液聚合 在水介質中生成的自由基進入由乳化劑或其他方式生成的膠束或乳膠粒中引發其中單體進行聚合的非均相聚合。

4. 自由基聚合常用的引發方式有幾種

自由基的形成方式在一個化學反應中，或在外界(光、熱、輻射等)影響下，分子中共價鍵斷裂，使共用電子對變為一方所獨占，則形成離子;若分裂的結果使共用電子對分屬於兩個原子(或基團)，則形成自由基。有機化合物(Organiccompounds)發生化學反應時，總是伴隨著一部分共價鍵(covalentbond)的斷裂和新的共價鍵的生成。當共價鍵發生均裂(homolyticbondcleavage)時，兩個成鍵電子的分離，所形成的碎片有一個未成對電子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一個以上的原子組成時，稱為自由基(radical)。因為存在未成對電子，自由基和自由原子非常的活潑，通常無法分離得到。不過在許多反應中，自由基和自由原子以中間體的形式存在，盡管濃度很低，存留時間很短。外界環境中的陽光輻射、空氣污染、吸煙、農葯等都會使人體產生更多活性氧自由基，使核酸突變，這是人類衰老和患病的根源。體內活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信號傳導過程。但過多的活性氧自由基就會有破壞作用，導致人體正常細胞和組織的損壞，從而引起多種疾病。如心臟病、老年痴呆症、帕金森病和腫瘤。自由基還可以通過一個原子或者分子的氧化還原過程來形成。自由基的特性自由基又稱游離基，是具有非偶電子的基團或原子，它有兩個主要特性：一是化學反應活性高;二是具有磁矩。在一個化學反應中，或在外界(光、熱等)影響下，分子中共價鍵分裂的結果，使共用電子對變為一方所獨占，則形成離子;若分裂的結果使共用電子對分屬於兩個原子(或基團)，則形成自由基。包括以下產生方式：①引發劑引發，通過引發劑分解產生自由基②熱引發，通過直接對單體進行加熱，打開乙烯基單體的雙鍵生成自由基③光引發，在光的激發下，使許多烯類單體形成自由基而聚合④輻射引發，通過高能輻射線，使單體吸收輻射能而分解成自由基⑤等離子體引發，等離子體可以引發單體形成自由基進行聚合，也可以使雜環開環聚合⑥微波引發，微波可以直接引發有些烯類單體進行自由基聚合。自由基存在空間自由基由於含有不成對電子，表現得非常活躍，而存在空間相當廣泛。科學家在二十世紀初從煙囪和汽車尾氣中發現了這種十分活躍的物質。隨後的研究表明，自由基的生成過程復雜多樣，比如，加熱、燃燒、光照，一種物質與另一種物質的接觸或任何一種化學反應都會產生自由基。簡單地說，在日常生活中，烹飪、吸煙等活動都會產生自由基。化妝品等化工產品中，也含有一定量的自由基。自由基的種類非常多，自由基的存在的空間也是無處不在。它們以不同的結構特徵，在與其他元素結合時，發揮著不同的作用。人體里也有自由基。受控的自由基對人體是有益的。它們既可以幫助傳遞維持生命活力的能量，也可以被用來殺滅細菌和寄生蟲，還能參與排除毒素。但當人體中的自由基超過一定的量，便會失去控制，給我們的生命帶來傷害。生命體內的自由基是與生俱來的，既然生命能力歷經35億年滄桑而延續至今，就說明生命本身具有平衡自由基，或者說，清除多餘自由基的能力。然而，隨著人類文明的飛速發展，在科學技術給人類創造了巨大生產力的同時也帶來了大量的副產品，其中就有與日俱增的自由基。化學制劑的大量使用、汽車尾氣和工業生產廢氣的增加、還有核爆炸……這些活動都會導致自由基的產生。人類文明活動還在不斷破壞著生態環境，製造著更多的自由基。驟然增加的自由基，早已超過了人以及生命所能正常保持平衡的標准，人類健康面臨著前所未有的嚴峻挑戰。

5. 自由基聚合引發方式有哪幾種，各有什麼特點

本體 溶液 乳液 懸浮是 聚合方法 常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四種.自由基聚合可選用其中之一進行;離子型或配位聚合,一般採用溶液聚合,例如乙烯、丙烯採用鈦催化劑聚合,由於催化劑與聚合物均不溶於溶劑,常稱淤漿聚合。

6. 自由基聚合的實施方法主要有四種（ ） ，（ ），（ ）和（ ）。

本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合 這4種

7. 自由基反應

自由基聚合（free radical polymerization）為用自由基引發，使鏈增長（鏈生長）自由基不斷增長的聚合反應。又稱游離基聚合。加成聚合反應,絕大多數是由含不飽和雙鍵的烯類單體作為原料,通過打開單體分子中的雙鍵,在分子間進行重復多次的加成反應,把許多單體連接起來,形成大分子。它主要應用於烯類的加成聚合。最常用的產生自由基的方法是引發劑的受熱分解或二組分引發劑的氧化還原分解反應，也可以用加熱、紫外線輻照、高能輻照、電解和等離子體引發等方法產生自由基。
該聚合反應屬鏈式聚合反應，分為鏈引發、鏈增長和鏈終止3個基元反應[1]。
鏈引發
又稱鏈的開始 ，主要反應有兩步：形成活性中心——游離基，進而游離基引發單體。主要的副反應是氧和雜質與初級游離基或活性單體相互作用使聚合反應受阻。一般需要有引發劑進行引發，常用的引發劑有偶氮引發劑、過氧類引發劑和氧化還原引發劑等，偶氮引發劑有偶氮二異丁腈，偶氮二異丁酸二甲酯引發劑，V-50引發劑等，過氧類有BPO等。
鏈增長
是活性單體反復地和單體分子迅速加成，形成大分子游離基的過程。鏈增長反應能否順利進行，主要決定於單體轉變成的自由基的結構特性、體系中單體的濃度及與活性鏈濃度的比例、雜質含量以及反應溫度等因素。
鏈終止
主要由兩個自由基的相互作用形成，指活性鏈活性的消失，即自由基的消失而形成了聚合物的穩定分子。終止的主要方式是兩個活性鏈自由基的結合和歧化反應的雙基終止，或二者同時存在。
按反應體系的物理狀態自由基聚合的實施方法有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合四種方法

8. 自由基聚合有哪幾種方式

自由基反應又稱游離基反應，是自由基參與的各種化學反應。自由基電子殼層的外層有一個不成對的電子，對增加第二個電子有很強的親和力，故能起強氧化劑的作用。大氣中較重要的為OH-自由基，能與各種微量氣體發生反應。在光化學煙霧形成的化學反應中，有許多自由基反應，在鏈反應中起了重要的引發、傳遞和終止過程的作用。有許多自由基是中間產物，如過氧化氫自由基（HO2-）、烷氧基自由基（RO-）、過氧烷基自由基（RO2-）、醯基自由基（RCO-）等。
可分為 ：本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合

9. 高分子化學中常用的聚合方法有哪些，每種聚合方法有何優勢

本體 溶液 乳液 懸浮是 聚合方法
常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四種.自由基聚合可選用其中之一進行;離子型或配位聚合,一般採用溶液聚合,例如乙烯、丙烯採用鈦催化劑聚合,由於催化劑與聚合物均不溶於溶劑,常稱淤漿聚合；縮聚反應一般在本體或溶液中進行,分別稱為本體(熔融)縮聚和溶液縮聚,在兩相界面上的縮聚稱為界面縮聚.
在聚合溫度和壓力下為氣態或固態的單體也能聚合,分別稱為氣相聚合和固相聚合.氣相、固相和熔融聚合均可歸於本體聚合范疇.四種聚合方法的不同特點是：
①本體聚合 組分簡單,通常只含單體和少量引發劑,所以操作簡便,產物純凈；缺點是聚合熱不易排除.工業上用自由基本體聚合生產的聚合物主要品種有聚甲基丙烯酸甲酯、高壓聚乙烯和聚苯乙烯.
②溶液聚合 優點是體系粘度低,傳熱、混合容易,溫度易於控制；缺點是聚合度較低,產物常含少量溶劑,使用和回收溶劑需增加設備投資和生產成本.溶液聚合在工業上主要用於聚合物溶液直接使用的場合,如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合,丙烯腈溶液聚合直接作紡絲液,丙烯酸酯溶液聚合液直接作塗料和膠粘劑等.
③懸浮聚合 通常是在大量的水介質中進行,散熱容易,產物是0.05～2mm左右的小顆粒,容易洗滌、分離,產物純度較高；缺點是產物容易粘壁,影響聚合釜傳熱和生產周期.懸浮聚合主要用於聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工業生產.
④乳液聚合 由於使用了乳化劑而具有特殊機理,單體在膠束中引發、聚合是在單體－聚合物乳膠粒中進行.其特點是速度快、產物分子量大、體系粘度低、易於散熱；缺點是乳化劑等不易除凈,影響產物性能,特別是電性能較差,在工業上乳液聚合主要用於合成橡膠的生產,如丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠生產.
本體聚合和溶液聚合一般為均相反應,但也有因聚合物不溶於單體或溶劑而沉澱出來；懸浮聚合和乳液聚合均屬非均相反應.均相體系往往屬非牛頓流體（見粘性流體流動）,可直接使用,若要製得固體聚合物,則需進行沉澱分離；非均相體系固體物含量可高達30％～50％（最高達約60％）,除膠乳可直接使用外,其他均需經分離、提純等後處理.
從原理上分 可分為逐步聚合和鏈式聚合,絕大部分自由基聚合和離子聚合都屬於鏈式聚合

10. 聚合反應的聚合方法

在聚合溫度和壓力下為氣態或固態的單體也能聚合，分別稱為氣相聚合和固相聚合。氣相、固相和熔融聚合均可歸於本體聚合范疇。四種聚合方法的不同特點是：
①本體聚合 組分簡單，通常只含單體和少量引發劑，所以操作簡便，產物純凈；缺點是聚合熱不易排除。工業上用自由基本體聚合生產的聚合物主要品種有聚甲基丙烯酸甲酯、高壓聚乙烯和聚苯乙烯。
②溶液聚合 優點是體系粘度低，傳熱、混合容易，溫度易於控制；缺點是聚合度較低，產物常含少量溶劑，使用和回收溶劑需增加設備投資和生產成本。溶液聚合在工業上主要用於聚合物溶液直接使用的場合，如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合，丙烯腈溶液聚合直接作紡絲液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作塗料和膠粘劑等。
③懸浮聚合 通常是在大量的水介質中進行，散熱容易,產物是0.05～2mm左右的小顆粒，容易洗滌、分離，產物純度較高；缺點是產物容易粘壁，影響聚合釜傳熱和生產周期。懸浮聚合主要用於聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工業生產。
④乳液聚合 由於使用了乳化劑而具有特殊機理,單體在膠束中引發、聚合是在單體－聚合物乳膠粒中進行。其特點是速度快、產物分子量大、體系粘度低、易於散熱；缺點是乳化劑等不易除凈，影響產物性能，特別是電性能較差，在工業上乳液聚合主要用於合成橡膠的生產，如丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠生產。
本體聚合和溶液聚合一般為均相反應，但也有因聚合物不溶於單體或溶劑而沉澱出來；懸浮聚合和乳液聚合均屬非均相反應。均相體系往往屬非牛頓流體（見粘性流體流動），可直接使用，若要製得固體聚合物，則需進行沉澱分離；非均相體系固體物含量可高達30%～50%（最高達約60%），除膠乳可直接使用外，其他均需經分離、提純等後處理。 由非共軛雙烯類化合物形成具有環狀結構重復單元的線型聚合物的聚合反應。其產物具有較高的耐熱性，因此環化聚合是制備耐熱高分子的一種手段。
簡史以前一直認為具有兩個雙鍵的化合物在聚合時必定形成交聯的不溶、不熔的高聚物。但在1951年，G.B.布特勒等人用自由基引發二烯丙基季銨鹽類進行溶液聚合，卻得到了可溶性的線型聚合體。布特勒通過對二烯丙基季銨鹽類聚合的研究，提出單體可以通過交替的「分子內-分子間」鏈增長反應,導致線型高聚物的形成。1953年W.辛普森等人在研究鄰苯二甲酸二烯丙酯的聚合反應時，指出了雙烯類單體在聚合時有環化現象。1958年J.F.瓊斯將這類聚合反應稱為環化聚合。 在工程上，聚合流程可以是間歇式的，但在工業上大規模生產多採用連續式，常用的設備有間歇和連續攪拌反應器，以及管式、環管式、流化床和塔式反應器等，也可多種形式串聯使用（見聚合反應工程）。