塑料橡胶材料合成树脂及塑料辽宁石化职业技术学院

塑料橡胶材料合成树脂及塑料辽宁石化职业技术学院合成树脂及塑料概述壹、高分子工艺学任务原料来源：石油化工路线汽油煤油柴油乙烯乙烯石脑油粗丙烯纯丙烯丁烯丁烯丁二烯丁二烯芳烃芳烃合成橡胶塑料合成树脂各种产品纤维其它：涂料、黏合剂等二、高分子工艺学学习内容1.工艺流程设计（1）催化剂制备和配制（2）聚合反应（3）分离（4）后处理（5）单体回收图示：催化剂↓原料→聚合→分离→后处理→成品单体回收2.工艺实施方法选择连锁聚合反应→本体、溶液、悬浮、乳液缩聚反应→熔融、溶液、固相、界面、乳液3.操作方式间歇操作：生产能力小，产品多样化连续操作：生产能力大，产品种类少4.设备型式管式（LDPE）塔式（尼龙-6）釜式（采用）→从传热、搅拌、设备材质、高径比等几个方面考感谢阅读虑。第壹节塑料的分类和应用树脂：指遇热变软，具有可塑性的高分子化合物的统称。无定形的透明或半透明的固体或半固体。分类：天然树脂：如天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等按来源合成树脂：单体合成或天然高聚物改性而得→是制造合成塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料、离子交换树脂等产品的主要原料。塑料：以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂（如填料、增谢谢阅读精品文档放心下载产品最后能在常温下保持形状不变的壹类高分子材料。塑料和树脂区别：树脂→纯聚合物塑料→以树脂为主的聚合物制品一、塑料的分类1.按塑料受热后的性能变化分类（1）热塑性塑料是指成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变的壹类塑料。如聚感谢阅读乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚感谢阅读甲醛、聚酰胺、聚氨酯、氟塑料类、聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺等。谢谢阅读主要成型方法：压制成型壹定形状的模塑制品注塑成型合成树脂挤压成型→连续管、带、线状制品（线型高聚物）→混炼→造粒→热塑性塑料吹塑成型→空心瓶、桶、薄膜精品文档放心下载添加剂压延成型→塑料薄膜发泡成型→泡膜塑料人造革层压→板材（2）热固性塑料是指成型后不能再加热软化而重复加工的壹类塑料。酚醛树脂、脲醛精品文档放心下载树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、呋喃树脂、聚硅醚树脂等。谢谢阅读主要成型方法：合成树脂（活性低聚物）→混合→粉碎→压塑粉→模压→壹定形状模塑制品→浸渍谢谢阅读添加剂→干燥→层压成型→层压板、增强塑料2.塑料的应用分类（1）通用塑料产量大、应用范围广、成型加工好、成本低的壹类塑料。品种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、氨基树感谢阅读脂、不饱和聚酯及环氧树脂等。应用：包装、建筑、农业及日用领域。（2）工程塑料能在较宽温度范围内和较长使用时间，保持优良性能，且能承受机械应力精品文档放心下载作为结构菜料使用的壹类塑料。（3）壹般塑料用量不大，应用范围不广、性能壹般的壹类塑料。主要：聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、氟塑料类及氯化聚醚等。精品文档放心下载（4）特种塑料具有独特性能、价格高、产量少、应用范围窄的壹类塑料。感谢阅读主要：耐热塑料、阻隔塑料及导电塑料等，具体品种有聚苯硫醚、感谢阅读聚砜、聚酰亚胺、聚苯胺及乙烯和乙烯醇共聚物等。3.按塑料的组分分类（1）单组分塑料由合成树脂组成，其中仅有少量助剂（如染料、润滑剂、增塑剂谢谢阅读（2）多组分塑料感谢阅读颜料、稳定剂等）如：酚醛塑料、氨基塑料、硬聚氯乙烯塑料、复合塑料。4.按高聚物的化学组成分类分为：聚烯烃树脂和塑料；聚卤代烃树脂和塑料；聚酰胺树脂和塑料；聚酯树脂和塑料等。二、塑料的应用国内的塑料制品分布为：包装材料400万t，占22%；精品文档放心下载日用350万t，占20%；农业300万t，占17%；300万t16%；谢谢阅读建筑材料120万t，占7%；其他330万t，占18%。第二节聚乙烯树脂及塑料聚乙烯：是由乙烯单体经自由基聚合或配位聚合而获得的聚合物，简感谢阅读称PE。其产量自1965年壹直高居第壹。生产方法：按照聚乙烯生产压力高低能够分为高压法、中压法和低压精品文档放心下载法。壹、主要原料乙烯CH2＝CH2，是最简单的烯烃。二、聚乙烯生产工艺（壹）乙烯高压聚合生产工艺聚合机理：自由基聚合反应引发剂：以微量氧或有机过氧化物压力：147.1～245.2MPa温度：150～290℃聚合机理：自由基聚合反应聚合方法：气相本体聚合产物：低密度聚乙烯1．聚合原理精品文档放心下载容易发生向大分子的链转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型精品文档放心下载大分子。同时由于支链较多，造成高压法聚乙烯的产物的结晶度低，密度谢谢阅读较小，故高压聚乙烯称为低密度聚乙烯。2．主要工艺条件（1）乙烯纯度：聚合级乙烯气体的规格要求，纯度不低于99.9%。谢谢阅读（2）引发剂：0.003%～0.007%之内。精品文档放心下载防止气体在高压下发生爆炸。以有机过氧化物为引发剂时，将有机过氧化物溶解于液体石蜡中，配谢谢阅读制成1%～25%的引发剂溶液。（3）相对分子质量调节剂：如烷烃中的乙烷、丙烷、丁烷、已烷、环已烷；烯烃中的丙烯、异丁感谢阅读精品文档放心下载（4）聚合温度：取决于引发剂种类。以氧为引发剂温度控制在230℃之上；以有机过氧化物为引发剂时，温度控制在150℃左右。精品文档放心下载（5）聚合压力：108～245MPa，高低依据聚乙烯生产牌号确定。压力愈大，产物相对分子质量愈大。（6）聚合转化率和产率聚合转化率为16%～27%感谢阅读烯经冷却器冷却后循环使用，总产率高达95%。聚合时进料温度为40℃，精品文档放心下载乙烯-聚乙烯混合物出料温度160～280感谢阅读带走。反应器夹套冷却只能除去部分热量。（7）聚合产物的相对分子质量测定低密度聚乙烯树脂的数均相对分子质量控制在10000～50000，重均感谢阅读相对分子质量控制在100000之上。测定方法：采用“熔融指数（MI法，以熔融指数的大小表示其相精品文档放心下载应的相对分子质量及流动性。壹般生产控制的熔融指数为0.3；0.4；0.5；精品文档放心下载0.7；2.0；2.5；5.0；7.0；20等。3．乙烯高压聚合生产工艺流程生产过程：压缩、聚合、分离和掺合四个工段。来自于总管的压力为1.18MPa的聚合级乙烯进入接收器（1精品文档放心下载辅助压缩机（2329.43MPa，精品文档放心下载再和来自于低聚物分离器（456）精品文档放心下载注入调节剂丙烯或丙烷。气体物料经二次压缩机（7）加压到113～感谢阅读196.20MPa8谢谢阅读由泵（9谢谢阅读聚合。从聚合釜出来的聚乙烯和未反应的乙烯经反应器底部减压阀减压进行感谢阅读冷却器（101124.53～感谢阅读29.43MPa，分离出来的大部分未反应的乙烯和低聚物，经过低聚物分离器谢谢阅读（45精品文档放心下载分液器（14）中回收夹带的乙烯后排出。由高压分离器（11）出来的聚乙精品文档放心下载12）中减压至49.1kPa，谢谢阅读13精品文档放心下载氧剂、抗静电剂等后，和熔融状态的聚乙烯壹起经挤压齿轮泵（15）送至谢谢阅读切粒机（16）进行水下切粒。切成的粒子和冷却水壹起到脱水贮槽（17）谢谢阅读脱水，再经振动筛（18）过筛后，料粒用气流送到掺合工段。谢谢阅读用气流送来的料粒首先经过旋风分离器（19）中，通过气固分离后，精品文档放心下载颗粒落入磁力分离器（20）以除去夹带的金属粒子，然后进入缓冲器谢谢阅读（2122）感谢阅读中的壹个，取样分析，合格产品进入掺合器（23）中进行气动循环掺合；精品文档放心下载不合格产品送至等外品贮槽（24）进行掺合或贮存包装。精品文档放心下载掺合均匀后的合格产品——聚乙烯颗粒气流送至合格品贮槽（25）贮感谢阅读存，然后用磅秤称量，装袋后送入成品仓库。高压法生产聚乙烯的流程比较简单，产品性能良好，用途广泛，但对感谢阅读设备和自动控制要求较高。4．聚合反应设备当下工业采用的乙烯高压聚合反应器能够分为釜式反应器和管式反应谢谢阅读器俩种。（1）釜式反应器L/D为4～201000～2000rpm谢谢阅读L/D较感谢阅读大）搅拌轴上带有分区档板，适合于单线操作。容积为1m3的釜式反应器，精品文档放心下载单线生产能力为100000t/a。最大特点是生产易控，产品多样。（2）管式反应器L/D为300～4000025～75mm感谢阅读应器在900m谢谢阅读（温度不能低于130℃，以防止聚乙烯凝固）段。（二）乙烯中压聚合工艺俩条路线：第壹条路线是乙烯单体，以烷烃为溶剂，以CrO3-Al2O3-SiO2引发剂，精品文档放心下载在150℃，4.91MPa下聚合。第二路线是乙烯单体，以脂肪烃或芳烃为溶剂，以MoO2-Al2O3或氧化谢谢阅读镍-活性炭为引发剂，在200～260℃，6.87MPa下聚合。精品文档放心下载1．主要工艺条件（1）单体杂质如水、氧、壹氧化碳及含硫、氮、卤素等化合物都要的控制在万谢谢阅读分之壹以下；为了防止乙烯和其他烯烃共聚，而不能含有其他烯烃。单体谢谢阅读中含有的饱和烷烃对聚合没有影响。（2）引发剂最好是采用以CrO3分散于Al2O3-SiO2组成的载体上的固体引发剂。其谢谢阅读中铬的含量为2%～3%。载体Al2O3-SiO2的用量在90∶10范围内效果较好。感谢阅读同时，要求载体的表面积要小，孔穴较大为好。反之，使生成的聚乙烯容谢谢阅读易混有引发剂。（3）溶剂主要采用饱和的石蜡烃或环烷烃。其中C5～C12是最好的。精品文档放心下载（4）温度壹是引发剂活化温度，引发剂的活化温度越高，所得聚乙烯的相对分感谢阅读子质量越低，如图8-2所示。适宜的引发剂活化温度为550℃左右。感谢阅读二是聚合反应的温度。（5）聚合压力聚乙烯的相对分子质量随压力的升高而增加。3．乙烯中压法聚合工艺流程（三）乙烯低压聚合工艺以烷基铝和TiCl4或TICl360～75谢谢阅读℃下聚合成高密度聚乙烯的方法。1．聚合原理配位阴离子聚合机理。2．乙烯低压聚合工艺条件（1）原料单体、引发剂、溶剂（2）工艺条件聚合温度：60～75℃。聚合压力：壹般在0～981kPMa之间。3．乙烯低压聚合工艺流程乙烯在以Al(C2H5)3-TiCl460～75谢谢阅读为0～981kPa。工艺过程包括：引发剂的配制、聚合、分离、净化和干燥、溶剂回收精品文档放心下载等。三、聚乙烯的结构、性能、用途1．聚乙烯的结构CH2－CH2精品文档放心下载原子组成的线型高聚物。依据聚合方法的不同，其产物结构不同。（11000个碳原子中含15～20个支链，感谢阅读（2）中压法和低压法合成的聚乙烯：基本上无支链。由于结构的不同，其结晶度的密度不同。（1）高压聚乙烯：相对分子质量为25000～50000，结晶度为50%～60%，密度为0.91～谢谢阅读0.93，熔融温度为115℃，壹般称为低密度聚乙烯感谢阅读（lowdensitypolyethylene（2）中压法聚乙烯：相对分子质量为45000～50000，结晶度为85%之上。感谢阅读（3）低压法聚乙烯：相对分子质量壹般小于350000，超过1000000的为超高相对分子质量感谢阅读80%0.92～0.97127谢谢阅读高密度聚乙烯（highdensitypolyethylene感谢阅读按照聚乙烯的结构性能能够分为：高密度聚乙烯（HDPELDPE精品文档放心下载乙烯（UHMWPELLDPE）和茂金属聚乙烯，此外，仍感谢阅读有改性品种如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）和氯化聚乙烯（CPE）等。谢谢阅读2．聚乙烯的性能（1）壹般性能（2）力学性能精品文档放心下载冲击强度LDPE＞LLDPE＞HDPELDPE＜LLDPE＜HDPE谢谢阅读密度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性精品文档放心下载能增大。耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加时，有所改善。感谢阅读耐穿刺性好，其中LLDPE最好。（3）热学性能聚乙烯的耐热性不高，随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。耐谢谢阅读低温性能好，脆性温度壹般可达－50℃以下；且随相对分子质量的增大，精品文档放心下载最低可达－140℃。聚乙烯的线膨胀系数大，最高可达（20～24×10－5/K。感谢阅读热导率较高。（4）电学性能因聚乙烯无极性，所以具有介电损耗低、介电强度大的优异电性能，精品文档放心下载即能够做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，又能够做高压绝缘材料。精品文档放心下载（5）环境性能由于聚乙烯分子中含有少量双键和醚键，其耐候性不好，日晒、雨淋精品文档放心下载都会引起老化，需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。（6）加工特性因LDPEHDPE谢谢阅读在惰性气体中高温度300℃不分解，所以是壹种加工性能很好的塑料。但精品文档放心下载LLDPE的粘度稍高，需要增加电机功率20%～30%；易发生熔体破裂，需增谢谢阅读加口模间隙和加入加工助剂；加工温度稍高，可达200～215℃。聚乙烯的感谢阅读吸水率低，加工前不需要干燥处理。感谢阅读以控制制品的结晶度，使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收缩率大，在谢谢阅读设计模具时壹定要考虑。3．聚乙烯的用途见教材表8-10第三节聚甲基丙烯酸甲酯PMMA谢谢阅读高软化点，较好冲击强度和耐气候性的，清澈、无色透明的热塑性塑料。精品文档放心下载壹、主要原料1.甲基丙烯酸甲酯：CH2＝C－COOCH32.理化性能：在常温常压下是带有特殊气味的无色、透明液体，易溶于有感谢阅读机溶剂中。3.来源：丙酮氰醇（1）合成路线法异丁烯氧化法（2）废有机玻璃在270℃以下解聚。二、聚甲基丙烯酸甲酯生产工艺（壹）聚合原理1.反应机理：自由基聚合机理2.引发方式：光、热、或引发剂3.实施方法：本体聚合→生产有机玻璃（关键的问题是如何控制克服甲基丙烯精品文档放心下载酸甲酯聚合过程中的“凝胶效应”和聚合过程体积收缩问题）悬浮聚合→生产模塑粉溶液聚合→生产油漆，但应用较少乳液聚合→生产皮革或织物处理（二）生产工艺1.本体聚合浇注法生产板、棒、管状有机玻璃（1）有机玻璃板材的生产谢谢阅读预聚合的目的：①缩短聚合反应的诱导期②移出较多的聚合热③减少聚合时的体积收缩④能够减少灌模的渗漏损失（2）有机玻璃棒材的生产要经过制浆、灌浆、聚合、脱模等过程。为了克服棒材因单体聚合收缩不均匀而造成缺陷，需要采取连续精品文档放心下载分层聚合法。（3）有机玻璃管材的生产用铝管作模具，先将壹端封闭，根据要求厚度灌入预制浆液，旋谢谢阅读转，管外喷啉热水，浆液即均匀分布于管壁且进壹步聚合生成壁厚壹致的感谢阅读有机玻璃管。2.悬浮聚合制得的PMMA感谢阅读塑粉、做注射成型的原料。（1）普通PMMA模塑粉的生产配方：甲基丙烯酸甲酯100去离子水200过氧化苯甲酰0.08聚甲基丙烯酸（5%）20NaH2PO4·12H2O10聚合过程：去离子水、聚甲基丙烯酸、NaH2PO4·12H2O→聚合釜（搅谢谢阅读谢谢阅读至82℃→维持1h后→加热至93℃保持40min→降温至65℃放料→过滤→精品文档放心下载洗涤→干燥→热轧→粉碎→过筛→模塑粉。（2）医用PMMA模塑粉的生产配方：甲基丙烯酸甲酯100份过氧化苯甲酰0.73份去离子水600份聚乙烯醇0.036份聚甲基丙烯酸（0.1%）25.7份聚合过程：和普通模塑粉生产过程类似。制得的模塑粉，筛分后，取40～120精品文档放心下载120目之上粉料为造牙粉用料。三、聚甲基丙烯酸甲酯的结构、性能和用途1.结构：线型热塑性高聚物，因此是无定形的。2.性能：（1）光学性能→高度透明（2）力学性能→质轻而坚韧（3）热学性能（4）电学性能→高频率绝缘材料（5）环境性能→耐候性好，耐溶剂壹般3.用途：照明及采光→仪表窗、展示窗、广告窗、天花板、照明板等。精品文档放心下载光学仪器→光学镜片如眼镜、放大镜及透镜等，信息传播材料如光盘谢谢阅读及光纤等。医学材料→用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。日用品→各种产品模型、标本及工艺美术品等，各种钮扣、发夹、儿精品文档放心下载童玩具、笔杆及绘图仪器等。第四节聚氯乙烯树脂及塑料聚氯乙烯:是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，简称PVC。谢谢阅读分类：1.按相对分子质量的大小分为俩类：通用型→平均聚合度为500～1500高聚合度→平均聚合度大于1700之上。2.按形态能够分为俩种：粉状→用于生产压延和挤出制品；糊状→用于人造革、壁纸、儿童玩具及乳胶手套等。3.按结构不同能够分为俩种：紧密型→呈乒乓球状，吸收增塑剂能力低，用于硬制品生产；疏松型→呈棉花团状，可大量吸收增塑剂，用于软制品生产。壹、主要原料单体；氯乙烯CH2＝CHCl常温常压下是带有乙醚香味的无色气体，容易液化。来源：乙炔电石法路线联合法路线→目前生产氯乙烯的主要路线乙烯氧氯化法→新的路线二、聚氯乙烯的生产工艺（壹）聚合原理和方法1.聚合原理：自由基型聚合反应。2.引发剂：油溶性的偶氮类、有机过氧化物类和氧化-仍原引发体系感谢阅读3.链增长方式：头-尾相连4.精品文档放心下载5.实施方法：悬浮聚合→常用溶液聚合→生产成本高，除特殊涂料生产使用外，应用较少本体聚合、乳液聚合→凝胶效应而产生“自动加速”6.实施方法的选择：根据产品的用途、劳动强度、成本高低等合理选谢谢阅读择（二）氯乙烯悬浮聚合生产工艺1.特点和技术进步操作简单、生产成本低、产品质量好、经济效益好、用途广泛等，适精品文档放心下载于大规模的工业生产。PVC树脂的孔隙率提高了300%之上，感谢阅读经过适当处理的树脂，其单体氯乙烯的残留量由原来的0.1%降到了谢谢阅读0.0005%感谢阅读制，使批次之间树脂质量更加稳定。另外，清釜技术、大釜技术和残留单体回收技术的发展，减少了开釜感谢阅读次数，进而减少了氯乙烯单体的释放量；采用烧结、冷凝或吸收方法汽提谢谢阅读产品和处理废气，进壹步减少了氯乙烯单体的消耗。2.氯乙烯悬浮聚合工艺条件（1）单体纯度单体纯度在99.9%之上，其他杂质的含量如表。乙炔→参和聚合后，形成不饱和键使产物热稳定性变坏。不饱和多感谢阅读氯化物存在，不但降低聚合速率、降低产物聚合度，仍容易产生支链，使精品文档放心下载（2）引发剂多用有机过氧化物和偶氮类引发剂，复合使用，效果比单独使用好，感谢阅读其优点是反应速度均匀，操作更加稳定，产品质量好，同时使生产安全。感谢阅读工业生产中聚合时间壹般控制在5～10h，应用选择t1/2为2～3h的引感谢阅读t1/2为1～2h谢谢阅读种引发剂的t1/2为4～6h。（3）分散剂工业常用：明胶、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素等。感谢阅读明胶→用量为单体量的0.05%～0.2%感谢阅读聚乙烯醇→所得聚氯乙烯为疏松型棉花球状的多孔树脂，”少，热稳定性好。工业上：常以纤维素类（如羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素等）和醇感谢阅读解度75～90%谢谢阅读硬脂酸酯、三硬脂酸酯等为助分散剂，俩者进行复合使用效果也很好。感谢阅读（4）水质和水量水→去离子水，水中的氯离子、铁和氧等的含量要严格控制，其谢谢阅读增多；谢谢阅读水中的铁会降低树脂的热稳定性，且能终止反应。用量→和树脂内部结构有关，紧密型树脂（作明胶为分散剂）的谢谢阅读生产，单体和水的质量比为1∶1.1～1∶1.3；疏松型树脂（以聚乙烯醇为感谢阅读分散剂）的生产，单体和水的质量比为1∶1.4～1∶2.0。精品文档放心下载作用→起分散作用，有利于传热，控制生产容易。（5）系统中的氧作用→对聚合有缓聚和阻聚，必须彻底清除干净。（6）其他助剂pH调节剂→控制在7～8，即在偏碱性的条件下进行聚合调节剂。精品文档放心下载防止粘釜剂→影响传热及产品的质量。人工清釜劳动强度大，条感谢阅读件恶劣，影响工人健康。防止粘釜方法→选择合适的引发剂；R盐，仍有多元酚的缩合物等。谢谢阅读14.7～39.2MPa感谢阅读C6～C20羧酸精品文档放心下载甘油酯等。（7）聚合温度和压力聚合温度→决定着聚合产物的相对分子质量大小，因此，当配方谢谢阅读确定以后，必须严格控制聚合的温度。且且，要确保温度控制平稳，要有精品文档放心下载降温处理手段，防止出现异常现象，壹般采用大流量低温差循环方式。最谢谢阅读好采用计算机数控联机质量控制系统。聚合压力→聚合温度下，氯乙烯有相应的蒸汽压力，只有在聚合精品文档放心下载末期，大量单体聚合后，压力才明显下降，3.氯乙烯悬浮聚合生产工艺（1）工艺配方（质量份数）（2）主要工艺参数①聚合→聚合温度、聚合压力、聚合时间、转化率②碱处理→NaOH浓度、加入量、温度、时间③脱水→紧密型树脂含水率、疏松型树脂含水率精品文档放心下载沸腾床干燥（干燥温度、物料停留时间、含水率）（3）工艺流程（4）碱处理的目的破坏残存的引发剂、分散剂、低聚物和挥发性物质，使其变成能精品文档放心下载溶于热水的物质，便于水洗清除。（5）树脂的干燥方法采用二段式干燥法：气流干燥管→除的是树脂上的表面非结合水精品文档放心下载沸腾床干燥器→除的是树脂内部结合水缺点：物料停留时间长，投资较大，热效率较差，费用较高，谢谢阅读X公司采用的MST旋风干燥器，具有停留时间适中、感谢阅读热效率利用好的特点。4.聚合设备→聚合釜（釜式聚合反应器）（1）主要参数材质：复合钢板、全不锈钢和搪瓷三种趋势→大型化国内→普遍采用33m3复合钢板釜国外→日本采用127m3聚合釜，德国采用200m3聚合釜。感谢阅读（2）聚合釜的传热传热能力意味着釜的生产能力。传热能力：式中Q——传热能力或传热速度（kJ/hK——传热系数（W/(m2·K)）Δtm——传热温差（℃）提高传热能力的途径：增大传热面积、提高传热系数、增大传热温度感谢阅读差。①传热面积影响因素→聚合釜的高径比和容积。高径比：（aspectratio）=L/DL/D越大（瘦长型）→釜的传热面积、越大；L/D＝1时，釜的传热面积最小。L/D影响搅拌器的安装↓按日本日立X公司的观点是，当釜的容积小于30m3时，传精品文档放心下载热面积是主要矛盾，因此L/D应大些；当釜的容积大于30m3时，搅拌器是精品文档放心下载主要矛盾，因此L/D应小些。按神钢法德拉的观点是，无论多大的釜，搅精品文档放心下载L/DX公司的观点基本感谢阅读相同，壹般L/D在1.5～4左右。比传热面积：随釜容积的增加而减小，用比传热面积A/V（m2/m3）表感谢阅读示若釜容积放大比传热面积将下降。解决方法：采用釜内加内冷管或D型档板或釜项冷凝器等来增加传热精品文档放心下载感谢阅读能不加仍是不加或尽量少加。②传热系数壹般：465～582W/(m2·K)，甚至在698W/(m2·K)之上，搪瓷釜能够达精品文档放心下载349W/(m2·K)之上。当传热系数在233W/(m2·K)以下时，则认为传热不好应精品文档放心下载该强化。影响传热系数的因素如下式所示。式中α1、α2——分别为釜内和釜外给热系数（W/(m2·K)）感谢阅读δi——为釜壁粘釜物层、不锈钢层、碳钢层、搪瓷层、水垢层各层的厚度精品文档放心下载（m）λi——为釜壁粘釜物层、不锈钢层、碳钢层、提高传热系数的方法：及时清除粘釜物；使用软化水进行冷却，以减少水垢；增加冷却水的流速→方案有俩种。非循环系统：用于小型的搪瓷聚合釜。大流量低温差循环系统：用于大型聚合釜，优点是冷却水流速大，有精品文档放心下载利于传热；釜内温度分布均匀，产品质量好；防止粘釜。③传热温差聚合能够使用的水夏季在30℃左右，深井水可常年保持12～15℃，感谢阅读冷冻水可达5～8℃。更低的冷冻盐水可达－15～－35℃。感谢阅读冷却水的出入口温度差越大，对传热越有利于，但对产品质量控制不精品文档放心下载利。因此，多采用上述大流量低温差循环方式。（3）搅拌器浆叶形式及作用分为俩大类型：低粘度用→典型浆叶有浆式、推进式、涡轮式、感谢阅读三叶后掠式等（氯乙烯悬浮聚合）高粘度用→典型浆叶有锚式、框式、螺带式、螺轴和导流筒组合式等。搅拌作用：强制传热，确保液滴形成和分散。搅拌叶形式不同，其感谢阅读作用不尽壹样。直浆式→径向循环为主；推进式→轴向循环为主；三叶后掠式→同时有径向和轴向循环。谢谢阅读搅拌转速：在悬浮聚合中必须控制。三、聚氯乙烯的结构、性能及用途1.聚氯乙烯的结构2.聚氯乙烯的性能（1）壹般性能（2）力学性能（3）热学性能（4）电学性能（5）环境性能（6）加工性能3.聚氯乙烯塑料的用途类别具体应用管材上水管、下水管、输气管、输液管、穿线管型材门、窗、装饰板、木线、家具、楼梯扶手硬质聚板材可分为瓦椤板、密实板、发泡板等。用于壁板、天花板、百叶窗、地板、装饰材料，家具材料、化工防腐贮槽等氯乙烯片材吸塑制品如包装盒等丝类纱窗、蚊账、绳索瓶类食品、药品及化妆品等用的包装材料注塑制品管件、阀门、办公用品罩壳及电器壳体等薄膜农用大棚膜、包装膜、日用装饰膜、雨衣膜、本皮膜谢谢阅读软质聚氯乙烯电缆中、低压绝缘和护套电缆料鞋类雨鞋、凉鞋及布鞋的鞋底、鞋面材料革类人造革、地板革及壁纸其他软透明管、唱片及垫片第五节聚苯乙烯、ABS树脂及塑料优点：高度透明、电绝缘性好、易着色、加工流动性好、刚性好、及感谢阅读化学腐蚀等。精品文档放心下载改性：ABS树脂壹、主要原料苯乙烯性质：无色或微黄色易燃液体；有芳香气味和强折射性；谢谢阅读化学性质非常活泼，不但能进行均聚合，也能和其他单体如丁二烯、丙烯感谢阅读感谢阅读涂料等的主要原料。贮存、运输：加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂。感谢阅读二、聚苯乙烯生产工艺感谢阅读聚合方法：本体聚合和悬浮聚合1.苯乙烯的本体聚合（1）引发剂：可加、也可通过单体的热引发进行聚合（2）反应器：有塔式、釜式、槽式和管式等，壹般采用俩个或更多反精品文档放心下载应器串联。随着苯乙烯本体聚合工艺的不断改造，仍出现了五釜串联、三感谢阅读釜壹管串联、壹立壹卧串联等生产工艺。2.苯乙烯的悬浮聚合（1）苯乙烯低温悬浮聚合单体和水比值：1∶1.4～1∶1.6分散剂：磷酸三钙引发剂：过氧化苯甲酰（占90%～80%精品文档放心下载10%～20%）复合型引发剂，份散介质：水（去离子水）感谢阅读99.5%之上（各种杂质如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯精品文档放心下载聚合转化率：控制在90%左右工艺流程：20×104。宜作发泡聚苯乙烯的材料。感谢阅读（2）苯乙烯高温悬浮聚合分散剂：MgCO3（主）苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物（助）工艺流程：三、聚苯乙烯塑料的结构、性能和用途1.聚苯乙烯的结构PS的大分子主链为饱和烃类聚合物，具有良好的电绝缘性；又因吸湿感谢阅读性小，用于潮湿环境中。侧基为体积大的苯环，分子结构不对称，大分子精品文档放心下载链运动困难，PS呈现刚性和脆性，制品易产生内应力。侧苯基在空间的排感谢阅读列为无规结构，导致PS精品文档放心下载存在，主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用精品文档放心下载变黄变脆。2.聚苯乙烯的性能（1）壹般性能PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟且带有松节油气味，吹熄可拉长精品文档放心下载谢谢阅读断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强感谢阅读度和尺寸稳定性影响不大。（2）光学性能透明性好是PS谢谢阅读于高档光学仪器。（3）力学性能PSPS的拉伸强度和弯谢谢阅读60MPa感谢阅读PSPS的力学性能受温度的精品文档放心下载影响比较大。（4）热学性能PS的耐热性能、耐低温性也不好（5）电学性能PS的电绝缘性优良，可耐适当的电晕放电，耐电弧性好，适于做高频谢谢阅读绝缘材料。（6）环境性能PS的化学稳定性较好，耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不适于长精品文档放心下载期户外使用；但耐辐射性好。（7）聚苯乙烯塑料的加工性能是壹种易于加工的塑料，在加工前壹般不需干燥；3.聚苯乙烯的用途电器制品：兼有透明性和良好的绝缘性，可用于电视机、录音机及各精品文档放心下载种电器的配件、壳体及高频电容器等。透明制品：具有优异的透明性，可用于壹般光学仪器、透明模型、灯精品文档放心下载,谢谢阅读感谢阅读包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及谢谢阅读陶瓷制品等包装；隔热材料等。四、ABS树脂的生产工艺ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-精品文档放心下载耐冲击韧性和综合性能，是重要的工程塑料之壹，应用非常广泛。精品文档放心下载乳液掺合法掺合法固体掺合法本体法本体-悬浮法接枝法乳液-本体法乳液法乳液接枝-乳液AS掺合乳液接枝掺合法乳液接枝-悬浮AS掺合乳液接枝-本体AS掺合五、聚苯乙烯型离子交换树脂离子交换树脂是分子中含有活性功能基而能和其他物质进行离子交换精品文档放心下载的树脂。它是高分子发展史上第壹个功能高分子产品，是普通高聚物经化谢谢阅读学修饰的产物。离子交换树脂的由网状结构的高分子骨架和连接在骨架上的功能基组成。精品文档放心下载精品文档放心下载7类。谢谢阅读从骨架的角度，按骨架的物理结构能够分为凝胶型树脂和大孔型树脂。谢谢阅读精品文档放心下载脲醛系、氯乙烯系等7大类。其中苯乙烯系列是较重要的壹类。谢谢阅读离子交换树脂的合成过程，先是合成网状结构的高分子骨架，后是通过谢谢阅读高聚物的化学变化引入相应功能基。应用较广和生产量较大是：聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂和聚苯乙精品文档放心下载烯季胺型阴离子交换树脂主要应用：纯水制备、药物提纯、稀有金属和贵重金属的提纯等。精品文档放心下载第六节酚醛树脂及塑料酚醛树脂：酚类化合物和醛类化合物在酸性或碱性条件下，经缩聚反感谢阅读谢谢阅读简称为PF，是第壹个工业化生产的树脂品种。感谢阅读包括PF模塑料制品、PF层压制品、PF泡沫塑料制品、PF精品文档放心下载纤维制品、PF铸造制品及PF封装材料等六种。壹、主要原料1.苯酚：HO－。俗称石炭酸，无色或白色晶体，有特殊气味。有毒！谢谢阅读且有腐蚀性。2.H－C＝O，无色气体，有特殊的刺激气味，对人的眼鼻等有刺精品文档放心下载激作用。二、酚醛树脂的生产原理和工艺1.热塑性酚醛树脂的聚合原理和生产工艺（1）热塑性酚醛树脂的聚合原理热塑性酚醛树脂：甲醛和三官能度的酚（苯酚、间甲酚）或双官能度感谢阅读的酚（邻甲酚、对甲酚等）在酸性介质中缩聚而成的。6∶感谢阅读5或7∶6精品文档放心下载增加酚的用量会使树脂的相对分子质量降低。固化时，利用树脂中酚基上未反应的对位活泼氢和甲醛或六甲基四胺感谢阅读作用，形成不溶不熔的热固性酚醛树脂。（2）热塑性酚醛树脂的生产工艺热塑性酚醛树脂主要用于制备模塑粉。工业上生产方法：间歇法和连续法俩种，其中以间歇法为主。精品文档放心下载典型生产配方：苯酚100份甲醛26.5～27.5份盐酸第壹次加入使pH达到1.6～2.3；第二次加入量为0.056份谢谢阅读油酸1.5～2.0份生产过程：原料准备、溶液缩聚和树脂干燥、卸料和冷却、树脂的粉精品文档放心下载碎等。①原料准备感谢阅读用真空管路或离心泵将桶装（或槽装）甲醛送入铝制贮罐，在送入计谢谢阅读量槽前，必须加热搅拌，溶解其中的多聚甲醛。②溶液缩聚和树脂干燥a.溶液缩聚按配方将计量的苯酚和甲醛加入反应釜内，搅拌混合均匀（约5min精品文档放心下载pH达到1.6～2.3精品文档放心下载通蒸汽加热，当物料温度升至55～65℃时，停止加热。由于反应的放热效感谢阅读应使物料温度会自行上升至95～98℃而开始沸腾，此时，打开冷凝器，使感谢阅读反应物的蒸汽冷凝回流，同时停止搅拌且向夹套内通入冷却水，以防止反谢谢阅读应过于激烈。沸腾20min后，再启动搅拌器搅拌，且加入第二批盐酸，继谢谢阅读续保持45min左右，直到树脂密度达到1.15～1.18时为止。精品文档放心下载b.树脂的干燥缩聚完毕后，停止搅拌，使树脂分层，且吸出树脂上层水，以热水洗感谢阅读涤数次；再对树脂进行真空干燥，以除去树脂中所含的水分、甲醇、催化谢谢阅读剂及未反应的甲醛和苯酚。c.卸料和冷却经真空脱水后的树脂很粘稠，应趁热及时出料。③树脂的粉碎热塑性酚醛树脂比较脆，极易粉碎。制造模塑粉用的树脂，壹般用十谢谢阅读字形锤式粉碎机粉碎，粉碎后的树脂有30%能通过0.25号筛。感谢阅读采用上述过程生产的模塑粉是模压塑料的半成品，它和热固性酚醛模谢谢阅读塑粉相比，具有贮存稳定，成型速度快等优点。精品文档放心下载经过混合、辊压、粉碎和过筛、且批等过程制成成品。2.热固性酚醛树脂的聚合原理和生产工艺（1）热固性酚醛树脂的聚合原理是苯酚和甲醛在碱性介质中缩聚而得。其中甲醛稍微过量，壹般酚和甲醛的物质的量的比为6∶7。反应的第精品文档放心下载壹阶段形成各种羟基酚，第二阶段是各种羟基酚之间进行反应，第三阶段谢谢阅读是形成网状大分子的反应：（2）热固性酚醛树脂的生产工艺热固性酚醛树脂的生产设备和工艺基本上和生产热塑性酚醛树脂时的谢谢阅读设备和工艺相同。不同的是酚和醛的配比不同，催化剂为碱性物质，且且谢谢阅读不同牌号的热固性酚醛树脂性能不同。用于生产层压塑料或玻璃纤维增强塑料的热固性层压酚醛树脂，壹般感谢阅读制成液体树脂，如乳液树脂或乙醇溶液。乳液热固性酚醛树脂是经部分脱水后的粘稠缩聚物，主要用于浸渍纤精品文档放心下载谢谢阅读全、浸渍后的物料经干燥后便可热压成型的优点。而乙醇溶液是在树脂真精品文档放心下载空脱水操作结束后立即加入乙醇，进行回流搅拌，使树脂均匀溶解后，冷谢谢阅读却而成。三、酚醛树脂的性能及用途纯酚醛树脂因性脆、机械强度低、耐热性及抗氧化性能力不高、易吸谢谢阅读水、高频绝缘性和耐电弧性不好等原因，很少单独加工成制品，要对酚醛感谢阅读树脂进行改性后再使用.改性的方法：化学方法改性：（如封锁酚羟基、引入其他基团包围酚羟基、和多价感谢阅读谢谢阅读其品种有聚乙烯醇改性PFPFPFPF、感谢阅读磷改性PF、共混PF等。物理改性：在酚醛树脂制品为树脂中加入大量填料以进行改性，且以谢谢阅读填料的品种不同而具有不同的性能，且应用在不同领域。热塑性酚醛树脂多适用于PF感谢阅读脂多适用于层压、泡沫及铸造等制品的原料。1.酚醛树脂模塑料的性能和应用（1）酚醛树脂模塑料的性能①机械性能PF制品的耐蠕变性比热塑性塑料好，尤其是云母和石棉填充的制品更谢谢阅读好。PF制品尤其是玻璃纤维增强的制品的机械强度对温度的依赖性小。谢谢阅读PF树脂及填料都易吸水，产生内应力的翘曲变形，且引起机械强度的精品文档放心下载下降。②电器性能随温度的升高，PF的体积电阻下降；介电强度开始升高，达到100℃谢谢阅读后迅速下降；介电损耗角正切值和介电常数升高。当PF吸水率大于5%时，电性能迅速下降。③物理性能8-21感谢阅读般是注塑＞传递成型＞压制成型。线膨胀系数是塑料中较小的，壹般为（2～4.5）×10－5/K。谢谢阅读④耐热性PF塑料的耐热性在热固性塑料仅次于SI，但不同填料PF的耐热性不感谢阅读160140160～180感谢阅读℃。⑤耐腐蚀性不耐酸、碱介质。（2）酚醛树脂模压塑料的应用PF模压塑料主要用于电器绝缘件，日用品、汽车电器和仪表零件等。感谢阅读具体产品有电器开关、灯头、电话机外壳、瓶盖、钮扣、手柄、电熨斗及感谢阅读电饭锅零件及刹车片等。2.酚醛树脂层压制品的性能和应用（1）纸基层压板对强酸的稳定性不高，不耐碱，但耐矿物油，绝缘耐热E级。可用于制谢谢阅读造电器绝缘结构零件如接线板绝缘垫圈等（2）布基层压板机械强度和耐油性好于纸基层压板。多用于垫圈、轴瓦、轴承、皮带及感谢阅读无声齿轮等机械零件，以及电话、无线设备和要求不高的绝缘体等。谢谢阅读（3）玻璃布基层压板比其他层压板具有耐热性、机械强度高、介电性能好、化学稳定性好谢谢阅读200B谢谢阅读工业绝缘材料，广泛用于电机、电器及无线电工程中。（4）石棉层压板具有耐热性和耐磨擦性突出，多用于刹车片及离合器等耐磨材料及要谢谢阅读求高机械强度及耐热的机械零件。(5)超级纤维层压板用聚酰胺纤维、碳纤维、石墨等为基材制成的层压制品具有优异的耐谢谢阅读热性能，可作为耐烧蚀导弹外壳、宇宙飞船的耐热面层等。感谢阅读(6)层压管感谢阅读烘焙而制成，主要用于电器绝缘结构零件(7)敷铜层压板在纸或玻璃纤维层压板的壹面或俩面敷上铜箔，以赋予其导电性，主感谢阅读要用于印刷电路板。第七节环氧树脂及塑料环氧树脂：指大分子链上含有醚基而在俩端含有环氧基团的壹类聚合精品文档放心下载物，简称为EP。按组成分：双酚A型、双酚F型、双酚S型及脂环型多种类型。感谢阅读壹、主要原料1.环氧氯丙烷结构式：CH2－CH－CH2ClO2．双酚A双酚A：二酚基丙烷的简称，结构式：HO－－C－－OH二、原理和工艺CH31.聚合及固化原理(1)环氧氯丙烷、双酚A在NaOH作用下的线型加成反应精品文档放心下载原料配比对产物的相对分子质量有显著的影响(2)线型加成产物的固化反应FB3SnCl4ZnCl4AlCl3谢谢阅读等；有机多元胺类如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙胺、苯二甲胺等；有谢谢阅读精品文档放心下载2.环氧树脂的生产工艺按相对分子质量的高低分为：低相对分子质量、中相对分子质量及高感谢阅读相对分子质量环氧树脂三种类型。（1）环氧树脂生产工艺的控制条件2∶1感谢阅读的量仍要大些。对于高相对分子质量环氧树脂（接近1∶1）感谢阅读反应温度和时间：反应温度高，聚合速度快。采用低温度生产工艺，感谢阅读对生成低相对分子质量的环氧树脂有利，反应均匀，且分子大小也均匀，感谢阅读但时间较长。氢氧化钠的用量和投料方式：合成低相对分子质量环氧树脂时，NaOH精品文档放心下载30%10%谢谢阅读的溶液。加入方式，壹般分二次滴加为好。A溶解于环氧氯丙烷中，再滴加NaOH时，则生成谢谢阅读最低相对分子质量的环氧树脂；若先将双酚A溶解于碱液中，然后将该溶液加到环氧氯丙烷中树脂的精品文档放心下载相对分子质量较小；若先将双酚A溶解于碱液中，然后加入环氧氯丙烷，生成的树脂相对精品文档放心下载分子质量较大。（2）低相对分子质量环氧树脂的生产工艺（3）中等相对分子质量环氧树脂生产方法中等相对分子质量环氧树脂的平均相对分子质量为500～1500感谢阅读先将双酚A溶解于碱液中，再滴加环氧氯丙烷，维持反应温度85～95℃，精品文档放心下载保持3～4h谢谢阅读快，相对分子质量低；加料慢，相对分子质量高些。反应结束后，反应物感谢阅读静置澄清吸去上层碱液，再水洗数次常压和减压脱水后即得成品树脂。感