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自由基聚合中笼蔽效应辨析

2014-06-26纪仕辰张晓佳沈星灿

新媒体研究 2014年10期

纪仕辰+张晓佳+沈星灿

摘 要 笼蔽效应是自由基聚合中引发剂存在损耗的主要原因之一。本文结合过氧化二苯甲酰的引发过程,对笼蔽效应进行了分析,提出了一个相对简便的笼蔽效应的定义。

关键词 笼蔽效应;自由基聚合;引发剂效率

中图分类号:O631 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0150-02

引发剂和链引发是自由基聚合中重要的研究内容。引发剂分解后,只有部分用来引发单体聚合,这部分占引发剂分解总量的分数被称作引发剂效率(f)。另一部分引发剂则因诱导分解和/或笼闭效应而损耗。

在导致引发剂效率降低的两个因素中,诱导分解的含义非常明确,即自由基向引发剂的转移反应。笼蔽效应可简单理解为,初级自由基处于周围分子包围中,如同在“笼子”中,易发生副反应[1]。出人意料的是,笼蔽效应的具体解释反而会带来困惑。如潘祖仁先生在第五版《高分子化学》中指出:引发剂一般浓度低,处在单体或溶剂的“笼子”中。在笼内分解成的初级自由基,寿命只有10-11~10-9s,必须及时扩散出“笼子”,才能引发笼外单体聚合。否则可能在笼内发生副反应,形成稳定分子,无为地消耗引发剂[2]。基于该定义可知,笼内初级自由基无法和笼外单体反应,那么它能否和构成笼子的单体反应(如图1所示)?如果不能,原因何在?如果可以,是否可以抑制副反应的发生?另外时间的长短只有比较才有意义,初级自由基寿命真的很短吗?有关疑问无法直接从定义中得到答案。

图1 A)处于溶剂和单体笼子中的引发剂分解为两个初级自由基。……

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