自由基聚合反應

自由基聚合反應是利用自由基連續加成所合成聚合物的一種反應。自由基可以經由不同引发剂生成。再將生成的基態自由基(非原子團)加上單體單元而成為聚合鏈。

自由基聚合反應是得到多種不同聚合物及複合材料的重要合成方法。相對於非特定性質的自由基反應，大多數常見產物可以直接聚合而成，且可使自由基鏈端和其他化合物或基質產生一些微小的的反應。在2001年，美國生產的聚合物110億英鎊中有40億聚合物是透過自由基聚合反應所產生的。

自由基聚合反應是鏈增長聚合反應（還包括陰離子聚合、陽離子聚合、有機金屬化合物的配位聚合及協同聚合）的一種。

鏈引發
起始反應(鏈引發)是自由基聚合反應的第一個步驟。最開始，活性中心是在形成聚合鏈時形成的。並不是所有單體都能夠被所有類型的引發劑引發。自由基的引發作用在乙烯基單體的碳-碳雙鍵和酮及醛的碳-氧雙鍵才會發揮最好的效益。

; 光解：光照後化學鍵斷裂而產生兩個自由基(圖二)。這個方法通常伴隨著金屬碘化物、烷基金屬及偶氮化物。 光引發也可在由分子氫吸收光能從基態變為激發態時，吸收產生的兩個氫原子自由基後發生。

;*對300-400 nm範圍內的光有高吸光度。
;*高效地產生可以攻擊乙烯基單體的碳-碳雙鍵的自由基。
;*在耦合系統中要完全溶解(預聚物+單體)。
;*不應該用黃色或不好聞的味道去固化材料。
;*光引發劑和任何副產品的使用必須都是無毒的。

; 氧化還原反應：用鐵離子使過氧化氫或烷基過化氫還原(圖三)。

; 電漿：一種單體氣體被放置在低壓環境且放電的等離子體中製造出電漿。在某些情況下，系統會透過加熱或加裝一個射頻場來幫助電漿的生成。

這種類型的引發系統包含茂金屬、一個引發劑還有芳香性的二酮羧酸。茂金屬與引發劑結合，加速聚(甲基丙烯酸甲酯)的聚合及產生較具窄分子量分布的聚合物。範例顯示包括茂金屬及過氧化苯酰(引發劑)。另外引發系統包含氮雜芳二酮羧酸，如：3,6-bis(o-carboxybenzoyl)-N-isopropylcarbazole在這個例子中被用來催化過氧化苯甲酰的分解。引發系統有這特定的芳香性的二酮為已知會對為聚合物產生影響。所有組合的這些物件-茂金屬、引發劑還有芳香性的二酮-所組成的引發系統會加速聚合反應及聚合物產生增強耐熱及固定為結構的產生。

參考文獻