乳液聚合反应速度快的原因可以归纳为以下几点:
1、 高浓度的自由基和长寿命的链自由基:在乳液聚合中,引发剂在水相中分解为自由基,这些自由基随后扩散进入乳胶粒并引发聚合反应。由于乳胶粒的隔离和包埋作用,自由基在乳胶粒内的寿命显著延长(可达10-100秒),比一般自由基聚合中的自由基寿命(仅0.1秒)长得多。由于乳化剂的保护作用,双基终止的几率减小,使得链自由基的浓度也相对较高。高浓度的自由基和长寿命的链自由基共同促进了聚合反应的快速进行。
2、 高单体浓度:在乳液聚合体系中,乳胶粒内的单体浓度通常可以达到很高的水平(可达5mol/L),远高于一般溶液中的单体浓度。高单体浓度意味着有更多的单体分子可供聚合反应使用,从而加快了聚合反应的速率。
3、 良好的传热和混合条件:乳液体系通常具有较低的粘度,这使得体系中的热量和物质传递更加容易。良好的传热性能有助于及时移除聚合反应产生的热量,避免局部过热和反应失控;而良好的混合性能则有助于单体和自由基在乳胶粒中的均匀分布,进一步提高了聚合反应的速率。