本體聚合ppt課件

1、本體聚合bulk polymerization目 錄本體聚合概念1本體聚合特點(diǎn)2本體聚合優(yōu)缺點(diǎn)3工業(yè)應(yīng)用實(shí)例4本體聚合概念本體聚合概念本體聚合概念本體聚合概念定義：單體(或原料低分子物)在不加溶劑以及其它分散劑的條件下，由引發(fā)劑或光、熱作用下其自身進(jìn)行聚合引發(fā)的聚合反應(yīng)。熱、光、輻射本體聚合單體引發(fā)劑 或催化劑引發(fā)劑 或催化劑本體聚合的分類本體聚合的分類按單體和聚合物互溶的情況均相本體聚合非均相本體聚合按參加反應(yīng)的單體相態(tài)氣象本體聚合液相本體聚合本體聚合的分類本體聚合的分類按單體和聚合物互溶的情況均相本體聚合聚合物溶于單體聚合物溶于單體，在聚合過程中物料逐漸變稠，始終成為均一相態(tài)均一相態(tài)，最后

2、變成硬塊。非均相本體聚合單體聚合后所生成的聚合物不溶于單聚合物不溶于單體體中，從而沉淀下來成為異相，即非非均相的聚合均相的聚合。本體聚合的分類本體聚合的分類氣相本體聚合最為成熟的是高壓聚乙烯的高壓聚乙烯的生產(chǎn)生產(chǎn)液相本體聚合典型的液相本體聚合有苯乙苯乙烯烯、甲基丙烯甲基丙烯酸甲酯酸甲酯的本體聚合按參加反應(yīng)的單體相態(tài)本體聚合的分類本體聚合的分類苯乙烯的本體聚合 苯乙烯受熱會(huì)形成自由基，受熱至120時(shí)自由基生成速率明顯增加，可用于引發(fā)聚合。因而，苯乙烯的聚合可以不加引發(fā)劑，而是在熱的作用下進(jìn)行熱引發(fā)聚合。但苯乙烯的熱聚合產(chǎn)物很復(fù)雜，至少有15種，其中，三烯化合物是真正的引發(fā)劑。三烯化合物與苯乙烯發(fā)

3、生氫原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成兩個(gè)單體自由基，然后進(jìn)行引發(fā)聚合。本體聚合的分類本體聚合的分類甲基丙烯酸甲酯的本體聚合 甲基丙烯酸甲酯單體既可進(jìn)行自由基聚合，又可進(jìn)行陰離子聚合。應(yīng)用mma本體聚合的引發(fā)劑主要是偶氮類與過氧化物類油溶性引發(fā)劑。以過氧化二苯甲酰（bpo）引發(fā)聚合反應(yīng)為例：h2cccch3ooch3nbpoh2ccch3cooch3n本體聚合的分類本體聚合的分類乙稀高壓氣相本體聚合 乙稀高壓氣相本體聚合屬于自由基型聚合反應(yīng)機(jī)理。在聚合過程中，由于溫度較高，而使產(chǎn)物中以支鏈大分子為主。這主要是因高溫下易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移。高壓聚乙烯有兩種支鏈，即長支鏈和短支鏈，其中長支鏈?zhǔn)怯捎诜肿娱g的鏈轉(zhuǎn)移造成的；短

4、支鏈主要有乙基和丁基短支鏈，他們的形成是因?yàn)殒溩杂苫c本身鏈中的亞甲基上的氫發(fā)生了分子鏈內(nèi)的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。本體聚合的分類本體聚合的分類氯乙烯非均相本體聚合鏈引發(fā)是形成單體自由基活性中心的反應(yīng)第一步一般是引發(fā)劑的均裂反應(yīng)，形成單體自由基r.第二步是初級(jí)自由基和vc加成，形成單體自由基m.本體聚合的分類本體聚合的分類鏈引發(fā)階段形成的單體自由基，不斷地加成單體分子，構(gòu)成鏈增長反應(yīng)。增長的活性鏈帶有獨(dú)電子，當(dāng)兩個(gè)鏈自由基相遇時(shí)，獨(dú)電子消失而使鏈終止。本體聚合特點(diǎn)本體聚合特點(diǎn)特點(diǎn)引發(fā)劑種類原料組分本體聚合特點(diǎn)本體聚合特點(diǎn)聚合場所產(chǎn)品特點(diǎn)關(guān)鍵問題本體聚合的原料組分本體聚合的原料組分包括氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)單體。例

5、如苯乙烯、甲基丙烯 酸甲酯、氯乙烯、乙烯液態(tài)單體一般為油溶性。例如bpo，aibn，aibme（偶氮二異丁酸二甲酯）等 著色劑、增塑劑、分子量調(diào)節(jié)劑。例如偶氮著色劑 ；鄰苯二甲酸二辛酯(dop）和鄰苯二甲酸二丁酯(dbp)增塑劑；十二烷基硫醇分子量調(diào)節(jié)劑引發(fā)劑助劑本體聚合的聚合場所本體聚合的聚合場所 在自由基聚合本體聚合所用的反應(yīng)器有以下幾種： 模型式反應(yīng)器 釜式反應(yīng)器 本體連續(xù)聚合釜 反應(yīng)釜聚合塔本體聚合引發(fā)劑種類本體聚合引發(fā)劑種類油溶性氧化還原引發(fā)體系有機(jī)過氧化物類引發(fā)劑種類偶氮類引發(fā)劑本體聚合引發(fā)劑種類本體聚合引發(fā)劑種類偶氮類引發(fā)劑 本體聚合引發(fā)劑種類本體聚合引發(fā)劑種類有機(jī)過氧化物類引發(fā)

6、劑 本體聚合引發(fā)劑種類本體聚合引發(fā)劑種類油溶性氧化還原引發(fā)體系本體聚合引發(fā)劑種類本體聚合引發(fā)劑種類油溶性氧化還原引發(fā)體系本體聚合的產(chǎn)品特點(diǎn)本體聚合的產(chǎn)品特點(diǎn)本體聚合關(guān)鍵問題本體聚合關(guān)鍵問題關(guān)鍵性問題本體聚合的優(yōu)缺點(diǎn)本體聚合的優(yōu)缺點(diǎn)分析本體聚合的優(yōu)缺點(diǎn)工業(yè)應(yīng)用實(shí)例分析工業(yè)應(yīng)用實(shí)例分析氣相本體聚合低密度聚乙烯熔融本體聚合聚苯乙烯本體澆鑄聚合有機(jī)玻璃123特點(diǎn)特點(diǎn)231聚合熱大乙烯聚合熱約為950kjmol聚合轉(zhuǎn)化率較低 通常在20一30%鏈終止反應(yīng)非常容易發(fā)生，因此聚合物的平均分子量小。氣相本體聚合低密度聚乙烯特點(diǎn)特點(diǎn)54乙烯高溫高壓聚合，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)容易發(fā)生 。聚合物的分子量分布幅度越大，產(chǎn)品的加

7、工性能越差。以氧氣為引發(fā)劑時(shí)，存在著一個(gè)壓力和氧濃度的臨界值關(guān)系 即在此界限下乙烯幾乎不發(fā)生聚合，超過此界限，即使氧含量低于2ppm時(shí)也會(huì)急劇反應(yīng)。主要原料 低密度聚乙烯生產(chǎn)的主要原料是乙烯。低密度聚乙烯生產(chǎn)的主要原料是乙烯。 乙烯的純度要求超過9995。 乙烯高壓聚合中單程轉(zhuǎn)化率為15一30% 低密度聚乙烯生產(chǎn)除主要原料乙烯外，低密度聚乙烯生產(chǎn)除主要原料乙烯外，還有引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑。此外，還有還有引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑。此外，還有若干添加劑若干添加劑. 將添加劑配制成濃度約10的白油(脂肪族烷烴)溶液或分散液，用泵計(jì)量注入低壓分離器或二次造粒時(shí)加入。低密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝低密度聚乙烯的生產(chǎn)

8、工藝 釜式法上藝大都采用有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，聚合物停留時(shí)間稍長，部分反應(yīng)熱是借連續(xù)攪拌和夾套冷卻帶走。大部分反應(yīng)熱是靠連續(xù)通入冷乙烯和連續(xù)排出熱物料的方法加以調(diào)節(jié)，使反應(yīng)溫度較為恒定。此法的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)24.5，生產(chǎn)流程簡短，工藝較易控制。聚合生產(chǎn)方法:1.釜式法2.管式法 管式法所使用的引發(fā)劑是氧或過氧化物 ，反應(yīng)器的壓力梯度和溫度分布大、反應(yīng)時(shí)間短，所得聚乙烯的支鏈少，分子量分布較寬，適宜制作薄膜用產(chǎn)品及共聚物。單程轉(zhuǎn)化率較高，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱面大。乙烯壓縮引發(fā)劑配制和注入聚合物與未反應(yīng)的乙烯分離、 擠出高壓聚乙烯流程高壓聚乙烯流程聚合后序處理(包括脫氣、混合、包裝、貯存等)低密度

9、聚乙烯的用途 低密度聚乙烯綜合性能優(yōu)異， 衛(wèi)生性好，因此廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門和日常生活用品。 低密聚乙烯薄膜占其總產(chǎn)量的一半，主要用于食品包裝、工業(yè)品包裝、化學(xué)藥品包裝、農(nóng)用膜和建筑用膜等。聚合反聚合反應(yīng)的控應(yīng)的控制要素制要素231作為通用級(jí)聚苯乙烯必須控制分子量在5萬一10萬之間(重均分子量在10萬一40萬之間)。粘度和反應(yīng)熱隨聚合物的生成，粘度急劇上升轉(zhuǎn)化率聚合反應(yīng)的最后階段的目的是盡可能提高轉(zhuǎn)化率熔融本體聚合熔融本體聚合聚苯乙烯聚苯乙烯控制要素54隋性氣體保護(hù)反應(yīng)系統(tǒng)中采用n2保護(hù)，尤其是脫氧n2保護(hù)，可抑制聚苯乙烯熱氧化而變黃 單體純度聚合前可用l0氫氧化鈉水溶液洗滌，分離掉含溶有酚

10、類阻聚劑堿液后，用水洗至中性，經(jīng)干燥處理后可用于聚合。工藝流程1.塔式反應(yīng)流程2.少量溶劑存在下的生產(chǎn)流程3.壓力釜串聯(lián)流程苯乙烯聚合工藝流程苯乙烯聚合工藝流程塔式流程三階段1.預(yù)聚合2.后聚合3.聚合物的后處理 第一階段為預(yù)聚合，可在較低溫度下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化第一階段為預(yù)聚合，可在較低溫度下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率控制在率控制在10%30%,一般在自加速以前，這時(shí)體系聚一般在自加速以前，這時(shí)體系聚合流程粘度較低，散熱容易。合流程粘度較低，散熱容易。 第二階段繼續(xù)進(jìn)行聚合，在薄層或板狀反應(yīng)器中第二階段繼續(xù)進(jìn)行聚合，在薄層或板狀反應(yīng)器中進(jìn)行，或者采用分段聚合，逐步升溫，提高轉(zhuǎn)化率。進(jìn)行，或者采用分段聚合，逐步升溫

11、，提高轉(zhuǎn)化率。料斗去包裝造粒機(jī)擠壓機(jī)添加劑和單體去精制循環(huán)使用脫出揮發(fā)物塔聚合反應(yīng)器苯乙烯 聚苯乙烯具有透明、價(jià)廉、剛性、絕緣聚苯乙烯具有透明、價(jià)廉、剛性、絕緣和衛(wèi)生性好等優(yōu)點(diǎn)。和衛(wèi)生性好等優(yōu)點(diǎn)。聚苯乙烯的應(yīng)用聚苯乙烯的應(yīng)用 在家用電氣、電子電氣工業(yè)和通用器材在家用電氣、電子電氣工業(yè)和通用器材工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛用途。工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛用途。特點(diǎn)特點(diǎn)231“凝膠效應(yīng)凝膠效應(yīng)” 爆聚爆聚聚合物體積收縮率聚合物體積收縮率大大本體澆鑄聚合本體澆鑄聚合有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃生產(chǎn)方法 按加熱方式可分為水浴法和空氣浴法，按加熱方式可分為水浴法和空氣浴法，或兩種方式結(jié)合使用；若按單體是否預(yù)聚或兩種方式結(jié)合使用；若按單體是否預(yù)聚灌模又可分為單體灌模法和單體預(yù)聚成漿灌模又可分為單體灌模法和單體預(yù)聚成漿液后灌模兩種。液后灌模兩種。有機(jī)玻璃的生產(chǎn)工藝有機(jī)玻璃的生產(chǎn)工藝預(yù)聚合混合，過濾，脫氣聚合有機(jī)玻璃生產(chǎn)流程有機(jī)玻璃生產(chǎn)流程灌模熱處理及切割引發(fā)劑mma增塑劑脫模劑預(yù)聚合混合色料過濾、脫氣澆注一次聚合冷卻40脫模有機(jī)玻璃平板熱處理檢驗(yàn)成品10%轉(zhuǎn)化率二次聚合120靜置12h 40一70轉(zhuǎn)化率達(dá)93一95 聚甲基丙烯酸甲酯的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)為無定形，分子量約為200萬，具有高度的透明性，可透過92以上的太陽光，紫外線達(dá)73.5%。 有機(jī)玻璃的密度為1.18kg/dm3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，