微反應(yīng)器因其良好的混合和傳熱性能近年來開始應(yīng)用到聚合反應(yīng)中，并表現(xiàn)出巨大潛力。

  反應(yīng)器在自由基聚合、離子聚合和逐步聚合中的應(yīng)用中相比于傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器，微反應(yīng)器可以更好地調(diào)節(jié)聚合產(chǎn)物分子量和分子量分布、控制共聚組成和分子結(jié)構(gòu)。

  在強放熱聚合反應(yīng)中，利用微反應(yīng)器可以獲得窄分子量分布的聚合產(chǎn)物；在擴散控制的聚合反應(yīng)中，利用微反應(yīng)器可以大大縮短反應(yīng)所需時間。

  今天首先給大家介紹自由基聚合，后續(xù)會介紹離子聚合和逐步聚合在微反應(yīng)器中的應(yīng)用。

  聚合溫度對自由基聚合所得產(chǎn)物的分子量和分子量分布有很大影響。因此，對反應(yīng)體系溫度的控制是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

  大部分自由基聚合是較強的放熱反應(yīng)，且反應(yīng)速度較快。在傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器中，反應(yīng)器傳熱和傳質(zhì)能力的不足往往導(dǎo)致反應(yīng)體系內(nèi)溫度分布不均，從而影響產(chǎn)物的分子量分布。

  在放熱較強的自由基聚合中，使用傳熱能力強的微反應(yīng)器可以顯著改善反應(yīng)結(jié)果。

  Iwasaki 等用T 形微混合器和內(nèi)徑分別為250μm 和500 μm 的微管式反應(yīng)器組成微反應(yīng)器系統(tǒng)進(jìn)行了一系列丙烯酸酯單體的自由基聚合。釜式反應(yīng)器中丙烯酸丁酯的聚合反應(yīng)產(chǎn)物分子量分布指數(shù)（PDI）高達(dá)10 以上，而相同的反應(yīng)時間和產(chǎn)率下微混合器中反應(yīng)產(chǎn)物的PDI 可控制在3.5 以下，證明微反應(yīng)器可以有效地控制自由基聚合產(chǎn)物的分子量分布。

  在此基礎(chǔ)之上，Iwasaki 等用8個微反應(yīng)器組合搭建了小試規(guī)模的甲基丙烯酸甲酯自由基聚合裝置，進(jìn)行了微反應(yīng)器放大的研究，結(jié)果證明該裝置可以長時間穩(wěn)定運行，展示了利用微反應(yīng)器進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的前景。

  Serra 等對不同構(gòu)型的微反應(yīng)器中進(jìn)行的自由基聚合進(jìn)行了數(shù)值模擬，從理論上展示了微反應(yīng)器對自由基聚合反應(yīng)的控制作用。

  摘自文獻(xiàn)：化工進(jìn)展 2012年第31卷第2期 P.259-267