Фронтальная полимеризация

Фронта́льная полимериза́ция (англ. fróntal poymerizátion) - автоволновой (самораспространяющийся) режим реакции полимеризации мономеров. Обычно реализуется в экзотермических системах посредством локального инициирования тепловым импульсом. По формальным признакам (наличие фронта, тепловыделение, кинетика) близка к горению.

От других режимов полимеризации (например, объемного) отличается наличием перемещающейся узкой (обычно - плоской) пространственной границы, в которой происходит реакция (фронт реакции), отделяющей исходный мономер от конечного продукта - полимера.

Первоначально была обнаружена в 1972 г. при полимеризации в жидком расплаве акриламида ^[1]. Фронтальная полимеризация в жидкой фазе по формальным признакам относится к реакции Белоусова.

Позже была описана для твердофазного мономера - акриламида кобальта ^[2] и др. ^[3]. Твердофазная фронтальная полимеризация является частным случаем органического самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и обладает его основными преимуществами и недостатками.

К фронтальной полимеризации иногда ошибочно относят реакцию образования метальдегида из ацетальдегида, происходящую при температуре жидкого азота ^[4]. Обратимость этого процесса, низкая температура, небольшие разогревы и конверсия, нетепловое инициирование (радиационное облучение, механический скол) - характерны для фазового перехода, нежели чем для необратимых процессов типа твердофазного горения.

Продукты фронтальной полимеризации это твердые полимерные материалы или готовые изделия. Свойства этих продуктов, как правило, отличаются от свойств полимеров, полученных другими способами. В частности, - неоднородностью, иными молекулярно-массовым распределением и физико-химическими свойствами, формой и др.. Поэтому, обычно технологи стараются избегать режима фронтальной полимеризации.

Литература

1. ↑ Чечило Н.М., Хвиливитский Р.Ю., Ениколопян Н.С. ДАН СССР, “On the Phenomenon of Polymerization Reaction Spreading,” 204, 1180, 1972
2. ↑ Savostyanov, V. S.; Pomogailo, A. D.; Selenova B.S.; Kritskaya, D. A.; Ponomarev, A. N. “Synthesis and reactivity of metal-containing monomers. Report No 15: Frontal Polymerization of Acrylamide Complexes of Transition Metals,” Izv. Akad. Nauk SSSR. Ser. Khim.,1990, No 4, p. 768-772
3. ↑ Pojman J.A., Nagy I.P., Salter C., “Traveling Fronts of Addition Polymerization with a Solid Monomer,” J.Am.Chem.Soc., 115, 11044, 1993
4. ↑ Пшежецкий В.С., Каргин В.А., Бах Н.А. // Высокомолек. соед. 1962. Т. 4. № 5. С. 728 [Pshejecki V.S. // Visokomolek soed. 1962. V. 4. № 5. P. 728].