过氧化氢引发剂的活化能为52千卡/克分子,而其相应的氧化还原体系H2O2-Ee"的活化能只有9,4千卡/克分子,异丙苯过氧化氢的活化能为30千卡/克分子,但其与亚铁离子构成的氧化还原体系的活化能只有12千卡/克分子。
初级游离基尺·作用于单体分子时,激发双键上的π电子,使之分离为两个独立电子,这是需要活化能的,R与其中一个独立电子结合,放出一定的能量,而生成单体游离基RM。
在上述两步反应中,引发剂的分解是吸热反应,其分解活化能约为30千卡/克分子。而形成单体游离基的反应是放热反应,活化能约为5~8千卡/克分子,反应极易进行,反应速度较快,即初级游离基R・一旦生成后,马上就与单体M作用。故游离基RM的生长率主要决定于引发剂的分解速度。
在链的引发阶段存在着许多副反应,主要是初级游离基或单体游离基与氧作用,或者是与杂质作用,这都将影响引发效率。要使链引发顺利进行,就必须严格控制氧、杂质和阻聚剂,以尽量减少副反应。所谓阻聚剂就是一种捕提游离基的物质,它能极迅速与初级游离基作用,终止链反应。当聚合系统内有阻聚剂时,就产生诱导期,直到阻聚剂消耗完后,聚合作用才正常进行。通常,为防止纯净单体在生产或贮运中发生自然聚合现象,常在单体中加入少量阻聚剂(或叫稳定剂)。如加入0.05~0.1%的对苯二酚等。另一种阻滞剂或缓聚剂是只在反应初期阻滞聚合速度,使聚合速度减低,而不产生诱导期。引发效率就是引发剂分解产生的游离基数目,用于形成单体游离基的百分数,常用f%表示。通常,由于副反应的存在,以及单体性质、介质、引发剂浓度和反应温度的影响,初级游离基的引发效率一般不能达到100%。用同一种引发剂去引发不同单体,引发效率也不同,见表1-3。
因为引发剂的分解速度直接关系到聚合速度,所以需知道引发剂的分解速度。由于引发剂是以端基形式参与聚合物的组成,加大引发剂用量,虽可以加快整个聚合速度,但却使聚合物平均分子量降低。