高分子化学：第5章 聚合反应实施方法

1、第五章 聚合反应实施方法5.1.1 本体聚合1. 体系组成 单体、引发剂、少量其它助剂（颜料、增塑剂、润滑剂） 5.1 自由基聚合反应的实施方法设备仪器简单 2. 优点 反应快、产率高 聚合物纯度高、透明度好 可在聚合过程中直接成型 反应温度较难控制，易发生过热现象 3. 缺点 控制方法：预聚法、连续法和转化率法 气体本体聚合低密度聚乙烯以乙烯为原料合成的高聚物称为聚乙烯。其分子结构简式为目前，乙烯的聚合方法就以所采用的压力高低分为高压法、中压法和低压法，所得的聚合物相应地称为高压聚乙烯、中亚聚乙烯和低压聚乙烯。1. 乙烯气相本体聚合的特点聚合热大（表5.1.1）聚合转化率较低基于乙烯高压聚合

2、的转化率低,乙烯高温高压聚合，链转移反应易发生以氧为引发剂时，存在着一个压力和氧浓度的临界值关系。 聚合生产方法釜式法管式法 乙烯高压聚合生产过程图6.5乙烯高压聚合生产流程图1-一次压缩机2-分子量调节剂泵3-二次高压压缩机4(a)-釜式聚合反应器4(b)-管式聚合反应器5-引发剂泵6-减压阀7-高压分离器8-废热锅炉9(a)-低压分离器9(b)-挤出切粒机10-干燥器11-密炼机12-混合机13-混合物造粒机14-压缩机 熔融本体聚合聚苯乙烯聚苯乙烯是苯乙烯系树脂的主要品种之一，通常称为通用级聚苯乙烯。现已成为世界上仅次于聚乙烯、聚氯乙烯的第三大塑料品种。苯乙烯连续熔融本体聚合的方法（1）

3、分段聚合，逐步排除反应热，最终达到聚合反应完全。（2）聚合反应到一定程度，转化率约达到40%，分离出未反应的单体循环使用。 苯乙烯聚合工艺过程预聚合后聚合冷却、切粒与包装 主要设备预聚釜塔式聚合反应器图5.1.2苯乙烯本体聚合流程图单体、溶剂、引发剂 1. 组成 5.1.2 溶液聚合 反应容易控制、生成的产物的分子量分布窄 2. 特点 溶剂的选择 3. 应注意问题 溶剂对单体的链转移常数要小，否则会降低分子量； 溶剂的稀释作用：溶解能力好，粘度大，容易发生自加速现象，反应不易控制；溶解能力差，聚合物容易析出。 从技术经济角度：容易回收，无污染。 聚丙烯酰胺的合成单体: 丙烯酰胺 8-10%得到

4、胶体; 25-30%得到干粉.溶剂:水引发剂: 氧化还原体系; 过硫酸盐-亚硫酸盐体系.万达集团改造后10000t/a耐温耐盐聚合物生产工艺流程单体合成工段单体精制 配料罐聚合釜胶块暂储罐造粒干 燥 粉碎 包装 聚丙烯酰胺的应用 造纸工业: 降滤失剂, 增强剂石油工业: 泥浆添加剂；酸化、压裂、固井、堵水和三次采油。水处理： 絮凝剂，提高澄清度。单体介质：水 分散剂：有机高分子物质；不溶于水的无机粉末；实验室一般用聚乙烯醇；工业上用：碳酸镁、碳酸钙等 5.1.3 悬浮聚合 1. 体系 Free Radical Suspension Polymerization Initiator - Wate

5、r InsolubleBead Size 5mm反应动力学与本体聚合相同； 成本低、散热好、安全、后处理容易 产物的纯度不高 2. 特点 单体、水、乳化剂、引发剂、分子量调节剂 5.1.4 乳液聚合 1. 体系 Free Radical Emulsion Polymerization Micelles 10-3 10-4 mm; Monomer Droplets 110 mm; Swollen Micelles 0.5mm 单体液滴：15000A，1011粒/ml；单体仓库 胶束：50A 增溶胶束：60100A，1018粒/ml，反应的场所2. 乳液聚合的过程 胶束增溶胶束M/P颗粒胶乳颗粒（0.10.5m）聚合速度快，比悬浮聚合和本体聚合快好几倍。分子量高，在相同条件下，聚合度达2400，而溶液聚合仅能达300。 用水作介质，散热容易、成本低、经济安全。 体系粘度低，温度容易控制。 所得乳胶