離子型聚合（ionic polymerization）是借離子型引發劑（也稱催化劑）使單體形成活性離子，通過離子反應過程，其增長鏈端基帶有正或負電荷的加成聚合或開環聚合反應，又稱催化聚合。合成高聚物的重要方法之一。
基本介紹
- 中文名：離子型聚合
- 外文名：ionic polymerization
- 重要性：合成高聚物的重要方法之一
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特點
離子型聚合反應的特點是：①與自由基聚合相比，離子型聚合反應通常在較低溫度下進行。大多數聚合反應溫度低於0℃ ，而自由基聚合幾乎都在0℃以上甚至超過50℃的溫度下進行的。②離子型聚合反應的活化能總是小於相應的自由基聚合的活化能，甚至可能是負值。③離子型聚合對反應介質的極性和溶劑化能力的變化較敏感。在工業上的套用不如自由基聚合廣泛。④聚合反應不受自由基猝滅劑的加入而受影響。
分類
根據活性中心的不同，離子型聚合反應可分為陽離子聚合、陰離子聚合及配位聚合3類。工業化的陽離子聚合的產品有聚異丁烯、丁基橡膠、聚甲醛等。用陰離子聚合生產的有低順丁橡膠（順式-1，4結構的含量約為35%）、高順聚異戊二烯橡膠（順式-1，4結構約占90%～94%）、SBS熱塑性橡膠和聚醚等。
陽離子聚合
與雙鍵相連的碳原子上有推電子取代基團（如烷基、烷氧基等）的烯類單體只能進行陽離子聚合，因該類取代基使雙鍵帶有一定的負電性而具親核性，如：
所以當親電催化劑存在時，雙鍵打開，形成三價碳陽離子活性中心：
除乙烯類化合物外，醛類、環醚、環醯胺等類單體也可用陽離子催化劑進行聚合。陽離子反應所用的催化劑都是電子受體即親電試劑。常用的陽離子聚合催化劑有：①含氫酸。但其陰離子不應有很強的親核性，往往不採用氫鹵酸及強酸，如採用，聚合物分子量也不高。②路易斯酸如AlCl3、BF3、SnCl4、ZnCl2、TiCl4等，它被用作低溫下獲得高分子量聚合物的催化劑。在這類催化聚合體系中，除催化劑外，還須加入少量其他物質——質子給予體——水、有機酸及能產生碳陽離子的物質，使催化劑發揮作用。③其他陽離子聚合催化劑有I2、Cu2+、高能射線等。在陽離子聚合中，反應介質的特性起重要作用，反應介質的溶劑化能力增加，聚合速度和聚合度也增加；如採用介電常數較小的溶劑，除使聚合速度減小外，還能觀察到動力學級數的升高。
陽離子
陽離子聚丙烯醯胺（CPAM）產品特性：陽離子聚丙烯醯胺（CPAM）外觀為白色粉粒，離子度從20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解於水且不溶於有機溶劑。呈高聚合物電解質的特性，適用於帶陰電荷及富含有機物的廢水處理。適用於染色、造紙、食品、建築、冶金、選礦、煤粉、油田、水產加工與發酵等行業有機膠體含量較高的廢水處理，特別適用於城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業污泥的脫水處理。
用途
1)用於污泥脫水根據污泥性質可選用本產品的相應型號，可有效在污泥進入壓濾之前進行污泥脫水，脫水時，產生絮團大，不粘濾布，壓濾時不散，流泥餅較厚，脫水效率高，泥餅含水率在80%以下。
3)用於以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機絮凝劑複合使用效果更好，它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。
4)造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。
5)用於油田經學助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。
6)用於紡織上漿劑、漿液性能穩定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
包裝與貯存 本品無毒，注意防潮、防雨,避免陽光曝曬。 貯存期：2年,25kg紙袋（內襯塑膠袋外為貼塑牛皮紙袋）。
聚丙烯醯胺可以套用於各種污水處理，針對生活污水處理使用聚丙烯醯胺一般分為兩個過程：
一是高分子電解質與粒子表面的電荷中和；
二是高分子電解質的長鏈與粒子架橋形成絮團。
絮凝的主要目的是通過加入聚丙烯醯胺使污泥中細小的懸浮顆粒和膠體微粒聚結成較粗大的絮團。隨著絮團的增大，沉降速度逐漸增加。從而可以更好的通過壓濾機壓泥，進而達到環保處理的要求，乾泥外運進行焚燒處理。PAM為分子量由幾百萬至幾千萬的高分子水溶性有機聚合物，在顆粒間形成更大的絮體及由此產生的巨大表面吸附作用。
陰離子聚合
在該類反應中，烯類單體的取代基具有吸電子性，使雙鍵帶有一定的正電性，具有親電性，如：CH2=CH→CN、CH2=CH→NO2、CH2=CH→C6H5，凡電子給予體如鹼、鹼金屬及其氫化物、氨基化物、金屬有機化合物及其衍生物等都屬親核催化劑。陰離子聚合反應的引發過程不外有兩種形式：①催化劑分子中的負離子如H2N∶-、R∶-與單體形成陰離子活性中心；②鹼金屬把原子外層電子直接或間接轉移給單體，使單體成為游離：基陰離子陰離子聚合反應常常是在沒有鏈終止反應的情況下進行的。許多增長著的碳陰離子有顏色，如體系非常純淨，碳陰離子的顏色在整個聚合過程中會保持不變，直至單體消耗完。當重新加入單體時，反應可繼續進行，分子量也相應增加。這種在反應中形成的具有活性端基的大分子稱為活性聚合物。在沒有雜質的情況下，製備活性聚合物的可能性決定於單體和溶劑。如溶劑（液氨）和單體（丙烯腈）有明顯的鏈轉移作用，則很難得到活性聚合物。利用活性聚合物可製得嵌段共聚物、遙爪聚合物等。
陰離子
陰離子聚丙烯醯胺（APAM）產品描述：陰離子聚丙烯醯胺（APAM）外觀為白色粉粒，分子量從600萬到2500萬水溶解性好，能以任意比例溶解於水且不溶於有機溶劑。有效的PH值範圍為7到14，在中性鹼性介質中呈高聚合物電解質的特性，與鹽類電解質敏感，與高價金屬離子能交聯成不溶性凝膠體。
工業廢水處理：對於懸浮顆粒，較出、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或鹼性的污水，鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。飲用水處理：我國很多自來水廠的水源來自江河，泥沙及礦物質含量高，比較渾濁，雖經過沉澱過濾，仍不能達到要求，需要投加絮凝劑，投加量是無機絮凝劑的1/50，但效果是無機絮凝劑的幾倍，對於有機物污染嚴重的江河水可採用無機絮凝劑和陽離子聚丙烯醯胺配合使用效果更好。澱粉廠及酒精廠的流失澱粉酒糟的回收：很多澱粉廠的廢水內含澱粉很多，現投加陰離子聚丙烯醯胺，使澱粉微粒絮凝沉澱，然後將沉澱物經壓濾機壓濾變成餅狀，可作飼料，酒精廠的酒精也可採用陰離子聚丙烯醯胺脫水，壓濾進行回收。用於河水泥漿沉降。用於造紙乾強劑。
用於造紙助劑、助率劑。在造紙前泵口式儲漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯醯胺可使水中填料與細小纖維在網上存留提高20-30%。每噸可節約紙漿20-30kg。
舉例：在洗煤過程中產生大量廢水，直接排放污染環境，必須沉清後循環利用，回收水中煤泥，也很有價值，但靠自然沉降，費時費力，同時水也不清。
另外，陰離子聚丙烯醯胺在制香行業的套用也越來越受歡迎，陰離子聚丙烯醯胺產品特點：具溶解性好，粘度高，韌性強，易燃無（少）煙、燃燒無異味、無毒等特點；產品性能穩定，避免了其它植物膠粉和普通澱粉因產地、時間不同，粘結質量參差不齊，在香業生產時需要反覆調試配方，以免造成產品質量不穩定的現象；香製品外表光潔平整、成型好、不易破碎；尤其是其冷水可糊化性，無需煮糊，將物料直接混和均勻、加水攪拌既可生產，而且加水混合後的物料較長時間放置也不會有物料乾硬無法使用的現象發生，有效地節約了能源和方便了
生產操作
使用效果：使用本產品做成的香坯（香製品）外觀平整、無斷裂、無霉斑，抗折力強，產品成色好、烘曬後不褪色，燃點時間足，可燃性好，過鐵齒盤不“斷頭”熄火，有利於蚊香有效成份的揮散率的提高及可減少成品在烘乾過程中的損失，同時，可大大減輕工人的勞動強度、提高工作效率。此外，本品對環境無污染，可滿足綠色環保方面對產品的要求。
經濟效益：使用本產品可減少原料成本5—12%,節約能耗20—30%。
配位聚合
又稱絡合催化聚合。是不飽和乙烯基單體首先在具有空位的化活性催化劑上配位，形成某種形式的配位化合物，然後再聚合的反應。它的特點是可以選擇不同的催化劑和聚合條件以製備特定立構規整的聚合物。按照其增長鏈端基的性質可分為配位陰離子聚合和配位陽離子聚合，前者活性鏈按負離子機理增長，後者按陽離子機理增長。高分子工業中的許多重要產品，如高密度聚乙烯、等規聚丙烯、順丁橡膠和異戊橡膠等，都是用配位陰離子聚合反應製備的。
離子型聚合物
聚合氯化鋁
聚合氯化鋁中的鋁離子是陽離子，聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。具有粉末細、顆粒均勻、易溶於水、絮凝效果好、淨化高效穩定、投加量少、成本低等特點。適合於飲用水淨化、城市給水淨化及工業給水淨化等方面；適用於各種濁度的源水，PH適用範圍廣，礬花形成大、快、沉降速度快。
聚合氯化鋁與傳統無機混凝劑的根本區別在於傳統無機混凝劑為低分子結晶鹽，而聚合氯化鋁的結構由形態多變的多元羧基絡合物組成，絮凝沉澱速度快，適用PH值範圍寬，對管道設備無腐蝕性，淨水效果明顯，能有效支除水中色質SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產品廣泛用於飲用水、工業用水和污水處理領域。
特點
1、絮凝體成型快，活性好，過濾性好。
2、不需加鹼性助劑，如遇潮解，其效果不變。
3、適應PH值寬，適應性強，用途廣泛。
4、處理過的水中鹽份少。
5、能除去重金屬及放射性物質對水的污染。
6、有效成份高，便於儲存，運輸。
作用
聚合氯化鋁其絮凝作用表現如下：
a、水中膠體物質的強烈電中和作用。
b、水解產物對水中懸浮物的優良架橋吸附作用。
c、對溶解性物質的選擇性吸附作用。
用途
⒈城市給排水淨化：河流水、水庫水、地下水。
⒉工業給水淨化。
⒊城市污水處理。
⒋工業廢水和廢渣中有用物質的回收、促進洗煤廢水中煤粉的沉降、澱粉製造業中澱粉的回收。
⒌各種工業廢水處理：印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水、污水處理。
⒍造紙施膠。
⒎糖液精製。
⒏鑄造成型。
⒐布匹防皺。
⒑催化劑載體。
⒒醫藥精製
⒓水泥速凝。
⒔化妝品原料。
