自由基聚合的四种方法分别如何

1. 自由基聚合有哪三个基元反应，说明各自的特点

链引发基元反应、链增长基元反应、链终止基元反应。

1、链引发基元反应

主要反应有两步：形成活性中心——游离基，进而游离基引发单体。主要的副反应是氧和杂质与初级游离基或活性单体相互作用使聚合反应受阻。

一般需要有引发剂进行引发，常用的引发剂有偶氮引发剂、过氧类引发剂和氧化还原引发剂等，偶氮引发剂有偶氮二异丁腈，偶氮二异丁酸二甲酯引发剂，V-50引发剂等，过氧类有BPO等。光、热、辐射亦可引发。

2、链增长基元反应

是活性单体反复地和单体分子迅速加成，形成大分子游离基的过程。链增长反应能否顺利进行，主要决定于单体转变成的自由基的结构特性、体系中单体的浓度及与活性链浓度的比例、杂质含量以及反应温度等因素。

3、链终止基元反应

主要由两个自由基的相互作用形成，指活性链活性的消失，即自由基的消失而形成了聚合物的稳定分子。终止的主要方式是单基终止和双基终止。双基终止是两个活性链自由基的结合和歧化反应的双基终止，或二者同时存在。当体系粘度过大等不能双基终止只能单基终止。

(1)自由基聚合的四种方法分别如何扩展阅读

自由基聚合在高分子化学中占有极其重要的地位。是人类开发最早，研究最为透彻的一种聚合反应历程。60%以上的聚合物是通过自由基聚合得到的，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，丁苯橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶等。

自由基聚合反应在高分子合成工业中是应用最广泛的化学反应，大多烯类单体的聚合或共聚都采用自由基聚合，所得聚合物都是线型高分子化合物。

按反应体系的物理状态自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合和超临界二氧化碳聚合五种聚合种方法。它们的特点不同，所得产品的形态与用途也不相同。

2. 什么是自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合

自由基聚合（free radical polymerization）为用自由基引发，使链增长（链生长）自由基不断增长的聚合反应。又称游离基聚合。加成聚合反应，绝大多数是由含不饱和双键的烯类单体作为原料，通过打开单体分子中的双键，在分子间进行重复多次的加成反应，把许多单体连接起来，形成大分子。它主要应用于烯类的加成聚合。最常用的产生自由基的方法是引发剂的受热分解或二组分引发剂的氧化还原分解反应，也可以用加热、紫外线辐照、高能辐照、电解和等离子体引发等方法产生自由基。
阳离子活性很高，极易发生各种副反应，很难获得高分子量的聚合物；（cationic polymerization ）由阳离子引发而产生聚合的反应的总称。

3. 自由基聚合引发方式有哪几种,各有什么特点

本体聚合 不加其他介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光、辐射等的作用下进行的聚合反应溶液聚合 单体和催化剂、引发剂等溶解在溶剂中进行的聚合反应悬浮聚合 以水为介质，将溶有引发剂的单体在水中分散成小液滴并在小液滴内进行聚合的聚合反应。乳液聚合 在水介质中生成的自由基进入由乳化剂或其他方式生成的胶束或乳胶粒中引发其中单体进行聚合的非均相聚合。

4. 自由基聚合常用的引发方式有几种

自由基的形成方式在一个化学反应中，或在外界(光、热、辐射等)影响下，分子中共价键断裂，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子;若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子(或基团)，则形成自由基。有机化合物(Organiccompounds)发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键(covalentbond)的断裂和新的共价键的生成。当共价键发生均裂(homolyticbondcleavage)时，两个成键电子的分离，所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基(radical)。因为存在未成对电子，自由基和自由原子非常的活泼，通常无法分离得到。不过在许多反应中，自由基和自由原子以中间体的形式存在，尽管浓度很低，存留时间很短。外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏作用，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。自由基还可以通过一个原子或者分子的氧化还原过程来形成。自由基的特性自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：一是化学反应活性高;二是具有磁矩。在一个化学反应中，或在外界(光、热等)影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子;若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子(或基团)，则形成自由基。包括以下产生方式：①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。自由基存在空间自由基由于含有不成对电子，表现得非常活跃，而存在空间相当广泛。科学家在二十世纪初从烟囱和汽车尾气中发现了这种十分活跃的物质。随后的研究表明，自由基的生成过程复杂多样，比如，加热、燃烧、光照，一种物质与另一种物质的接触或任何一种化学反应都会产生自由基。简单地说，在日常生活中，烹饪、吸烟等活动都会产生自由基。化妆品等化工产品中，也含有一定量的自由基。自由基的种类非常多，自由基的存在的空间也是无处不在。它们以不同的结构特征，在与其他元素结合时，发挥着不同的作用。人体里也有自由基。受控的自由基对人体是有益的。它们既可以帮助传递维持生命活力的能量，也可以被用来杀灭细菌和寄生虫，还能参与排除毒素。但当人体中的自由基超过一定的量，便会失去控制，给我们的生命带来伤害。生命体内的自由基是与生俱来的，既然生命能力历经35亿年沧桑而延续至今，就说明生命本身具有平衡自由基，或者说，清除多余自由基的能力。然而，随着人类文明的飞速发展，在科学技术给人类创造了巨大生产力的同时也带来了大量的副产品，其中就有与日俱增的自由基。化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的增加、还有核爆炸……这些活动都会导致自由基的产生。人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多的自由基。骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正常保持平衡的标准，人类健康面临着前所未有的严峻挑战。

5. 自由基聚合引发方式有哪几种，各有什么特点

本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法 常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行;离子型或配位聚合,一般采用溶液聚合,例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合,由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂,常称淤浆聚合。

6. 自由基聚合的实施方法主要有四种（ ） ，（ ），（ ）和（ ）。

本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合 这4种

7. 自由基反应

自由基聚合（free radical polymerization）为用自由基引发，使链增长（链生长）自由基不断增长的聚合反应。又称游离基聚合。加成聚合反应,绝大多数是由含不饱和双键的烯类单体作为原料,通过打开单体分子中的双键,在分子间进行重复多次的加成反应,把许多单体连接起来,形成大分子。它主要应用于烯类的加成聚合。最常用的产生自由基的方法是引发剂的受热分解或二组分引发剂的氧化还原分解反应，也可以用加热、紫外线辐照、高能辐照、电解和等离子体引发等方法产生自由基。
该聚合反应属链式聚合反应，分为链引发、链增长和链终止3个基元反应[1]。
链引发
又称链的开始 ，主要反应有两步：形成活性中心——游离基，进而游离基引发单体。主要的副反应是氧和杂质与初级游离基或活性单体相互作用使聚合反应受阻。一般需要有引发剂进行引发，常用的引发剂有偶氮引发剂、过氧类引发剂和氧化还原引发剂等，偶氮引发剂有偶氮二异丁腈，偶氮二异丁酸二甲酯引发剂，V-50引发剂等，过氧类有BPO等。
链增长
是活性单体反复地和单体分子迅速加成，形成大分子游离基的过程。链增长反应能否顺利进行，主要决定于单体转变成的自由基的结构特性、体系中单体的浓度及与活性链浓度的比例、杂质含量以及反应温度等因素。
链终止
主要由两个自由基的相互作用形成，指活性链活性的消失，即自由基的消失而形成了聚合物的稳定分子。终止的主要方式是两个活性链自由基的结合和歧化反应的双基终止，或二者同时存在。
按反应体系的物理状态自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合四种方法

8. 自由基聚合有哪几种方式

自由基反应又称游离基反应，是自由基参与的各种化学反应。自由基电子壳层的外层有一个不成对的电子，对增加第二个电子有很强的亲和力，故能起强氧化剂的作用。大气中较重要的为OH-自由基，能与各种微量气体发生反应。在光化学烟雾形成的化学反应中，有许多自由基反应，在链反应中起了重要的引发、传递和终止过程的作用。有许多自由基是中间产物，如过氧化氢自由基（HO2-）、烷氧基自由基（RO-）、过氧烷基自由基（RO2-）、酰基自由基（RCO-）等。
可分为 ：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合

9. 高分子化学中常用的聚合方法有哪些，每种聚合方法有何优势

本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法
常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行;离子型或配位聚合,一般采用溶液聚合,例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合,由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂,常称淤浆聚合；缩聚反应一般在本体或溶液中进行,分别称为本体(熔融)缩聚和溶液缩聚,在两相界面上的缩聚称为界面缩聚.
在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合,分别称为气相聚合和固相聚合.气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴.四种聚合方法的不同特点是：
①本体聚合 组分简单,通常只含单体和少量引发剂,所以操作简便,产物纯净；缺点是聚合热不易排除.工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯.
②溶液聚合 优点是体系粘度低,传热、混合容易,温度易于控制；缺点是聚合度较低,产物常含少量溶剂,使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本.溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合,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纺丝液,丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等.
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行,散热容易,产物是0.05～2mm左右的小颗粒,容易洗涤、分离,产物纯度较高；缺点是产物容易粘壁,影响聚合釜传热和生产周期.悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产.
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体－聚合物乳胶粒中进行.其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热；缺点是乳化剂等不易除净,影响产物性能,特别是电性能较差,在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产,如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产.
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应,但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来；悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应.均相体系往往属非牛顿流体（见粘性流体流动）,可直接使用,若要制得固体聚合物,则需进行沉淀分离；非均相体系固体物含量可高达30％～50％（最高达约60％）,除胶乳可直接使用外,其他均需经分离、提纯等后处理.
从原理上分 可分为逐步聚合和链式聚合,绝大部分自由基聚合和离子聚合都属于链式聚合

10. 聚合反应的聚合方法

在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合，分别称为气相聚合和固相聚合。气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴。四种聚合方法的不同特点是：
①本体聚合 组分简单，通常只含单体和少量引发剂，所以操作简便，产物纯净；缺点是聚合热不易排除。工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯。
②溶液聚合 优点是体系粘度低，传热、混合容易，温度易于控制；缺点是聚合度较低，产物常含少量溶剂，使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本。溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合，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纺丝液，丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等。
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行，散热容易,产物是0.05～2mm左右的小颗粒，容易洗涤、分离，产物纯度较高；缺点是产物容易粘壁，影响聚合釜传热和生产周期。悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产。
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体－聚合物乳胶粒中进行。其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热；缺点是乳化剂等不易除净，影响产物性能，特别是电性能较差，在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产，如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产。
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应，但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来；悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应。均相体系往往属非牛顿流体（见粘性流体流动），可直接使用，若要制得固体聚合物，则需进行沉淀分离；非均相体系固体物含量可高达30%～50%（最高达约60%），除胶乳可直接使用外，其他均需经分离、提纯等后处理。 由非共轭双烯类化合物形成具有环状结构重复单元的线型聚合物的聚合反应。其产物具有较高的耐热性，因此环化聚合是制备耐热高分子的一种手段。
简史以前一直认为具有两个双键的化合物在聚合时必定形成交联的不溶、不熔的高聚物。但在1951年，G.B.布特勒等人用自由基引发二烯丙基季铵盐类进行溶液聚合，却得到了可溶性的线型聚合体。布特勒通过对二烯丙基季铵盐类聚合的研究，提出单体可以通过交替的“分子内-分子间”链增长反应,导致线型高聚物的形成。1953年W.辛普森等人在研究邻苯二甲酸二烯丙酯的聚合反应时，指出了双烯类单体在聚合时有环化现象。1958年J.F.琼斯将这类聚合反应称为环化聚合。 在工程上，聚合流程可以是间歇式的，但在工业上大规模生产多采用连续式，常用的设备有间歇和连续搅拌反应器，以及管式、环管式、流化床和塔式反应器等，也可多种形式串联使用（见聚合反应工程）。