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文档简介

1、2聚合物生产实施的方法,称为聚合方法。聚合物生产实施的方法,称为聚合方法。溶解性溶解性沉淀聚合沉淀聚合非均相聚非均相聚合合均相聚合均相聚合聚合物聚合物单体互溶单体互溶单体形态单体形态气相聚合气相聚合固相聚合固相聚合在单体沸点以上聚合在单体沸点以上聚合在单体熔点以下聚合在单体熔点以下聚合聚合物聚合物单体部分溶单体部分溶聚合物聚合物单体不溶单体不溶一一. 引言引言5.2 本体聚合本体聚合体系:单体体系:单体+少量(或无)引发剂少量(或无)引发剂优点优点: 产物纯净,不存在介质分离问题;产物纯净,不存在介质分离问题; 多适用于实验室研究;多适用于实验室研究; 聚合设备简单,可连续或间歇生产聚合设备简

2、单,可连续或间歇生产 缺点缺点: : 体系粘度,聚合热不易扩散,温度难控制;体系粘度,聚合热不易扩散,温度难控制; 若散热不良,轻则造成局部过热,分子量分布宽;若散热不良,轻则造成局部过热,分子量分布宽;重则温度失调,引起爆聚。重则温度失调,引起爆聚。5.2 本体聚合本体聚合聚合的关键问题:混合和散热聚合的关键问题:混合和散热解决办法:分段聚合解决办法:分段聚合 第一阶段:预聚,在聚合釜中进行,保持低转化率第一阶段:预聚,在聚合釜中进行,保持低转化率1035,放出一部分聚合热;,放出一部分聚合热; 第二阶段:后聚,进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内第二阶段:后聚,进行薄层聚合或在特殊设计的反应

3、器内进行聚合,逐步升温,使聚合完全。进行聚合,逐步升温,使聚合完全。本体聚合工业生产举例聚合物过程要点聚苯乙烯第一阶段于8085度预聚至33%35%转化率,然后送入特殊聚合反应器内在100220度温度递增的条件下聚合,最后熔体挤出造粒。聚甲基丙烯酸甲酯第一阶段预聚至约10%转化率的粘稠浆液,然后烧模分段升温聚合,最后脱模成板材或型材。聚氯乙烯第一阶段预聚至7%11%转化率,形成颗粒骨架,然后在第二反应器内继续沉淀聚合,保持原有的颗粒型态,最后以粉状出料。高压聚乙烯选用管式或釜式反应器进行连续聚合,控制单程转化率15%30%,最后熔体从气相中分离出来,挤出颗粒,未反应单体经精制后循环使用。5.2

4、 本体聚合本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯板材的制备聚甲基丙烯酸甲酯板材的制备 将将MMA单体单体, 引发剂引发剂BPO或或AIBN, 增塑剂和脱模剂置于增塑剂和脱模剂置于普通搅拌釜内普通搅拌釜内, 9095下反应至下反应至1020%转化率转化率, 成为粘稠的成为粘稠的液体。停止反应。将预聚物灌入无机玻璃平板模具中,移入液体。停止反应。将预聚物灌入无机玻璃平板模具中,移入热空气浴或热水浴中,升温至热空气浴或热水浴中,升温至4550,反应数天,使转化,反应数天,使转化率达到率达到90%左右。然后在左右。然后在100120高温下处理一至两天,高温下处理一至两天,使残余单体充分聚合。使残余单体充分聚合。 P

5、MMA为非晶体聚合物,为非晶体聚合物,Tg=105 ,机械性能、耐光耐,机械性能、耐光耐候性均十分优异,候性均十分优异,透光性达透光性达90%以上以上,俗称,俗称“有机玻璃有机玻璃”。广泛用作航空玻璃、光导纤维、标牌、指示灯罩、仪表广泛用作航空玻璃、光导纤维、标牌、指示灯罩、仪表牌、牙托粉等。牌、牙托粉等。5.2 本体聚合本体聚合苯乙烯连续本体聚合苯乙烯连续本体聚合 20世纪世纪40年代开发釜年代开发釜塔串联反应器,分别承担预聚合塔串联反应器,分别承担预聚合和后聚合的作用。和后聚合的作用。 预聚合预聚合:立式搅拌釜内进行,:立式搅拌釜内进行,8090 ,BPO或或AIBN引发,转化率引发,转化

6、率30%35%; 后聚合后聚合:透明粘稠的预聚体流入聚合塔,可以热聚合或:透明粘稠的预聚体流入聚合塔,可以热聚合或加少量低活性引发剂,料液从塔顶缓慢流向塔底,温度从加少量低活性引发剂,料液从塔顶缓慢流向塔底,温度从100 增至增至200 ,聚合转化率,聚合转化率99%以上。以上。5.2 本体聚本体聚合合 上述工艺中无脱挥装置,聚合物中残留单体较多,影响上述工艺中无脱挥装置,聚合物中残留单体较多,影响质量。质量。 近近20年来发展了许多新型反应器,能有效保证搅拌和传年来发展了许多新型反应器,能有效保证搅拌和传热,降低残留单体含量。热,降低残留单体含量。 聚苯乙烯也是一种非结晶性聚合物,聚苯乙烯也

7、是一种非结晶性聚合物,Tg = 95 ,典型的,典型的硬塑料,伸长率仅硬塑料,伸长率仅13。尺寸稳定性优,电性能好,透。尺寸稳定性优,电性能好,透明色浅,流动性好,易加工。性脆、不耐溶剂、紫外、氧。明色浅,流动性好,易加工。性脆、不耐溶剂、紫外、氧。 采用上述同一设备,还可生产采用上述同一设备,还可生产HIPS,ABS等。等。5.2 本体聚合本体聚合氯乙烯间歇本体沉淀聚合氯乙烯间歇本体沉淀聚合 聚氯乙烯生产主要采用聚氯乙烯生产主要采用悬浮聚合法悬浮聚合法,占,占80%82%。其。其次是乳液聚合,占次是乳液聚合,占10%12% 。近。近20年来发展了年来发展了本体聚合本体聚合。 聚氯乙烯不溶于氯

8、乙烯单体,因此本体聚合过程中发生聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体,因此本体聚合过程中发生聚合物的沉淀。本体聚合分为预聚合和聚合两段:聚合物的沉淀。本体聚合分为预聚合和聚合两段: 预聚合预聚合:小部分单体和少量高活性引发剂(过氧化乙酰:小部分单体和少量高活性引发剂(过氧化乙酰基磺酰)加入釜内,在基磺酰)加入釜内,在50 70下预聚至下预聚至7%11%转化转化率,形成疏松的颗粒骨架。率,形成疏松的颗粒骨架。 聚合聚合:预聚物、:预聚物、 大部分单体和另一部分引发剂加入另一大部分单体和另一部分引发剂加入另一聚合釜内聚合,颗粒骨架继续长大。转化率可达聚合釜内聚合,颗粒骨架继续长大。转化率可达90%。 通常预聚通常预聚12h, 聚合聚合59h。5.2 本体聚合本体聚合乙烯高压连续气相本体聚合乙烯高压连续气相本体聚合 聚合条件:压力聚合条件:压力150200MPa, 温度温度180200 ,微量氧,微量氧 (10-6 10-4mol/L )作引发剂。)作引发剂。 聚合工艺:连续法,管式反应器,长达千米。停留时间几聚合工艺:连续法,管式反应器,长达千米。停留时间几分钟,单程转化率分钟,单程转化率15%30%。 易发生分子内转移和分子间转移,前者形成短支链,后者易发生分子内转移和分子间转移,前者形成短支链,后者长支链。平均每个分子含有长支链。平均每个分子含有50个短支链和一

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