The Kinetics of Radical Polymerization of Styrene with Tricaprylymethylammonium Chloride as a Phase-Transfer Catalyst

상이동촉매인 트리카프릴메틸암모니움 클로라이드를 사용한 스티렌 라디칼중합의 동력학적 연구

The phase-transfer catalyzed radical polymerization of styrene was carried out using tricaprylylmethylammonium chloride as a phase-transfer catalyst in a two-phase system of an aqueous $Na_2S_2O_8$ solution and toluene at $60^{\circ}C$ under nitrogen atmosphere. The initial rate of radical polymerization was expressed as the combined terms of concentrations of quaternary onium cation and peroxydisulfate anion in the aqueous phase rather than the fed concentrations of catalyst and $Na_2S_2O_8$. The observed initial rate of radical polymerization was used to analyze the radical polymerization mechanism with a cycle phase-transfer initiation step in the heterogeneous liquid-liquid system. The viscosity average molecular weight of polystyrene was inversely proportional to concentration of $Na_2S_2O_8$ expressed as $[Q^+]([S_2O{_8}^{2-}]{\alpha}_2)^{1/2}$ derived by the radical polymerization mechanism.

트리카프릴메틸 암모니움 클로라이드를 상이동촉매로 사용하여 $Na_2S_2O_8$의 수용액과 톨루엔의 이상계에서 질소분위기하에 $60^{\circ}C$에서 스티렌의 라디칼중합을 행하였다. 중합시의 초기 중합속도는 촉매와 $Na_2S_2O_8$의 초기공급 농도보다는 수용액 상에서의 4급 암모늄양이온과 퍼록시디슬페이트 음이온의 농도로 나타낼 수 있었다. 관찰된 초기중합속도를 사용하여 분균일 액-액계에서의 순환 상이동에 의한 개시과정을 포함한 중함메카니즘을 밝힐 수 있었다. 폴리스티렌의 점도평균분자량은 $Na_2S_2O_8$의 농도에 역비례하였는데, 라디칼 중합메카니즘에 의하여 $[Q^+]([S_2O{_8}^{2-}]{\alpha}_2)^{1/2}$로 나타내어졌다.