輻射乳液聚合簡介定義：輻射乳液聚合是一種在高能射線輻照下使介質(zhì)水分解成自由基而引發(fā)乳液聚合的方法

由輻射源釋放出來的中子或電子具有較高的能量，足以使體系中水分子的電子位能提高到激發(fā)狀態(tài)。HOH→[H???oH]?

處于激發(fā)態(tài)的水分子可能會釋放出能量而又回到穩(wěn)定狀態(tài);也有可能分解成兩個自由基，即氫原子和氫氧自由基:[H???oH]?→H?+

?OH常用射線：β射線，γ射線常用輻射源：60Coγ輻射源，鉭γ輻射源，電子加速器原理：由輻射源放出來的中子或電子具有較高能量，足以使體系中水分子的電子位能提高到激發(fā)狀態(tài)。HOH→[H???oH]?[H???oH]?→H?+

?OHG

在輻射化學(xué)中還常用G值來表示輻射化學(xué)效應(yīng)的效率，G值的定義為每吸收100eV的能量所引起化學(xué)變化的分子數(shù)目。在乳液聚合中則用G(M)值來表示輻射產(chǎn)生有效自由基的效率，即產(chǎn)生能夠?qū)е乱l(fā)聚合的自由基的效率。G(M)的意義為每吸1000keV輻射能量分解為有效自由基的水的分子數(shù)。例如在0℃下在純苯乙烯乳液聚合系統(tǒng)中G(M)值為87000;對于60%(分子)苯乙烯和40%(分子)丁二烯乳液共聚合系統(tǒng)，G(M)值為3800;而對于21.5%(分子)苯乙烯和78.5%(分子)丁二烯乳液共聚合系統(tǒng)G(M)值為10000G輻射化學(xué)中，定義為每吸收100eV的能量所引起化學(xué)變化的分子數(shù)目。在乳液聚合中，表示輻射產(chǎn)生有效自由基的效率。意義：每吸收100keV輻射能量分解成有效自由基的數(shù)目。輻射乳液聚合的優(yōu)點

①輻射乳液聚合自由基生成速率變化范圍很大，其低限為零，高限可達相當于每升每分鐘幾個摩爾這么大的引發(fā)劑(水)分解成自由基的速率。并且可以很容易地通過控制輻射劑量率來調(diào)節(jié)自由基生成速率。這就便于采用現(xiàn)代化手段，按照預(yù)先編排好的程序來控制乳膠粒與分子量的大小及分布。輻射乳液聚合的優(yōu)點

②在引發(fā)劑引發(fā)的乳液聚合反應(yīng)中，由于引發(fā)劑濃度隨著時間而降低，故生成自由基的速率也隨時間而減小;而在進行輻射乳

液聚合時，不需要加入引發(fā)劑，只要控制劑量率不變，自由基生成速率就可保持一個常數(shù)。輻射乳液聚合的優(yōu)點④在乳液聚合反應(yīng)中，對于苯乙烯與乙烯之類極性小的單體來說，由于低溫時鏈增長速率低，所以在低溫下生產(chǎn)的聚合物聚合度也低，如圖所示;而對于醋酸乙烯醋、氯乙烯之類的極性單位來說，聚合度主要受自由基向單體的鏈轉(zhuǎn)移所支配，當溫度低時，鏈轉(zhuǎn)移速率變慢，所以在低溫下生產(chǎn)的聚合物分子量大。故可以通過控制溫度的高低來調(diào)節(jié)分子量的大小。輻射乳液聚合的優(yōu)點

⑤在引發(fā)劑引發(fā)體系中，水溶性引發(fā)劑分解而形成的離子大半是酸性的，故隨著反應(yīng)的進行pH值逐漸降低，見表。在某些乳液聚合體系中，需加入緩沖劑來控制pH值;而在輻射乳液聚合系統(tǒng)中，被輻照的水分子分解生成氫原子和氫氧自由基，這兩種自由基都是中性的，故系統(tǒng)中的pH值較高，不需加入緩沖劑。輻射乳液聚合的優(yōu)點

⑥在輻射乳液聚合體系中產(chǎn)生的氫原子和氫氧自由基體積很小，運動快，故要比過硫酸離子產(chǎn)生的硫酸根自由基以及各種氧化還原體系更有效。輻射乳液聚合的優(yōu)點

⑦有人研究了用甲基丙烯酸對天然橡膠進行接枝，比較了采用y射線引發(fā)(輻射接枝)和氧化還原體系引發(fā)(化學(xué)接枝)所制得的聚合物的性能。發(fā)現(xiàn)輻射接枝所得產(chǎn)物干燥后為強韌連續(xù)的薄膜;而化學(xué)接枝時卻為易開裂或帶有很多裂紋的薄膜。原因是輻射接枝比化學(xué)接枝效率高，且輻射接枝所得側(cè)鏈的分子量要比化學(xué)接枝時大。試驗證明，化學(xué)接枝僅接在乳膠粒表面上或接近表面處;而輻射接枝可深入到乳膠粒內(nèi)部。輻射乳液聚合的優(yōu)點除了具有以上優(yōu)點之外，人們還發(fā)現(xiàn)輻射聚合所得乳膠粒尺寸分布比化學(xué)引發(fā)時要窄，如圖，所得聚合物的分子量分布也窄，例如苯乙烯輻射乳液聚合所得聚合物的分散指D=MW/Mn又=3;而采用過硫酸鉀作引發(fā)劑時分散指數(shù)D=6;人們還發(fā)現(xiàn)，聚合物的分子量及聚合速率和所采用的乳化劑離子類型有關(guān)，它們按照下列順序而減小。陰離子>非離子>陽離子輻射乳液聚合的缺點②高能射線除可以照射到水以外，還可以照射到其他組分如乳化劑、聚合物等。照射到乳化劑會使聚合物鏈產(chǎn)生少量小的枝，而照射到聚合物則會發(fā)生支化。輻射在功能高分子的合成

中的應(yīng)用1導(dǎo)電高分子

在電子非定域化的分子間分子軌道相互作用很強，則由于載流子的生成和轉(zhuǎn)移容易進行，會表現(xiàn)出很強的電學(xué)性能，這稱為導(dǎo)電高分子。O.C.akmak利用微波加熱作用下2,4,6一三氯苯酚合成具有導(dǎo)電性(C6H

2Cl2O)，并用核磁DSC、x射線、電子顯微鏡等進行結(jié)構(gòu)的表征，發(fā)現(xiàn)合成的的導(dǎo)電高分子明確優(yōu)于常規(guī)方法合成的導(dǎo)電高分子。2、醫(yī)用高分子

醫(yī)用高分子主要用于制造人工組織和人工器官的高分子生物材料，高分子藥物，體外用的器具和用品。近年來同醫(yī)療相宜的文獻報道都很多，這一方面的應(yīng)用主要在醫(yī)用材料的制造上，1968年Nishii首次報道了以微波加熱方式合成假牙的樹脂材料。C.-P.Laia等利用常規(guī)和微波作用下的合成熟化聚丙烯樹脂，對比了微波加熱合成產(chǎn)品的優(yōu)良性能，研究了不同微波能量作用下對聚丙烯牙基樹脂的形態(tài)和性質(zhì)的影響。N．YUNUS等研究在微波作用下合成尼龍為基體的假牙樹脂復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)合成的材料具有彎曲性能。4、磁性高分子

包建軍等研究了微波輻射下Fe/Fe2+的水解過程，通過微波輻照引起的快速成核，能均勻升高體系溫度，加速鐵鹽的水解，有利于形成小粒徑均分散的鐵磁粒子，微波可以將鐵磁粒子的直徑從143nm-248nm減少到114nm-219nm。用酒石酸二丙烯酸酯改變鐵磁粒子的表面性質(zhì)，在有機相和無機相之間建立連接，使無乳化劑乳液聚合和分散聚合制備磁性高分子微球。5、光敏高分子

經(jīng)光照吸收光能后在結(jié)構(gòu)上發(fā)生化學(xué)變化或物理變化的高分子，又稱光敏樹脂?，F(xiàn)在已經(jīng)用微波在短時間，合成了一系列手性光學(xué)材料，可用于鐵電材料、非對稱合成的手性介質(zhì)、色譜分離的手性相和非線性光學(xué)器件。其他功能高分子的微波合成：生物可降解高分子，光學(xué)材料，光電導(dǎo)材料，催化功能高分子等。前景展望輻射乳液聚合目前還處在不斷發(fā)展的階段，技術(shù)含量高，應(yīng)用前景看好。輻射乳液聚合的發(fā)展，是內(nèi)部矛盾和外部矛盾的綜合作用的結(jié)果，可以預(yù)測在不