材料概論(周達飛)(二版)_第5-2章

1、材材 料料 概概 論論 5.1玻璃的生產(chǎn)玻璃的生產(chǎn) 5.2陶瓷的生產(chǎn)陶瓷的生產(chǎn) *5.3水泥的生產(chǎn)水泥的生產(chǎn) 5.4黑色金屬的生產(chǎn)黑色金屬的生產(chǎn) *5.5有色金屬的生產(chǎn)有色金屬的生產(chǎn) 5.6合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn)合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn) *5.7聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn) 5.8聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn) *5.9聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn) 5.10環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn)合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn) 5.6.1概述概

2、述 5.6.2合成丁苯橡膠的生產(chǎn)合成丁苯橡膠的生產(chǎn) 5.6.3橡膠輪胎的生產(chǎn)橡膠輪胎的生產(chǎn)第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn)合成丁苯橡膠及橡膠輪胎的生產(chǎn) 5.6.1概述概述橡膠是具有高度伸縮性與極好彈性的高分子化合物。用以制造輪胎、管、帶、膠鞋等各種橡膠制品。還廣泛用于電線電纜、粘合劑及塑料改性等方面。橡膠可為天然橡膠與合成橡膠二大類。1492年以前，中美洲和南美洲的當?shù)鼐用窦匆验_始利用天然橡膠。1839年Goodyear發(fā)現(xiàn)橡膠硫化，奠定了橡膠硫化理論基礎。1888年（英國人J. B. Dunlop）發(fā)明了充氣輪胎。我國在1904年開始

3、引種巴西橡膠樹。合成橡膠源于對天然橡膠化學組成和結構的研究結果。丁鈉橡膠是第一個合成橡膠。丁苯橡膠、聚異戊二烯、聚丁二烯、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠、氯醚橡膠、聚硫橡膠等。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.2合成丁苯橡膠的生產(chǎn)合成丁苯橡膠的生產(chǎn) 合成橡膠品種繁多，其生產(chǎn)過程很多，但一般的生產(chǎn)流程大致如圖5-19： 在聚合方法上，現(xiàn)在普遍采用溶液聚合和乳液聚合。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.2.1丁苯橡膠分類丁苯橡膠分類丁苯橡膠（styrene butadiene rubber）是丁二烯與苯乙

4、烯的共聚物，最早實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。1933年德國I. G. Farben公司首先發(fā)明乳液聚合丁苯橡膠，并于1937年開始工業(yè)化生產(chǎn)。乳液聚合丁苯橡膠（高溫丁苯橡膠、低溫丁苯橡膠）、溶液聚合丁苯橡膠。還有充油丁苯橡膠、丁苯橡膠碳黑母煉膠、高苯乙烯丁苯橡膠、羧基丁苯橡膠和液體丁苯橡膠等，如圖520所示。結構式：第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述CH2CHCH2CHxCH2CHCH2CHCH2CHYZ 5.6.2.2乳液聚合丁苯橡膠乳液聚合丁苯橡膠 最初的乳液聚合丁苯橡膠以過硫酸鉀為引發(fā)劑，反應溫度為50C。 目前產(chǎn)量最大的是低溫乳液聚合丁苯橡膠，采用氧化還原引發(fā)體系，在58C下進行

5、聚合反應。凝聚前，填充油或炭黑或同時填充油和炭黑所制得的橡膠，分別稱充油丁苯橡膠、丁苯橡膠炭黑母煉膠和充油丁苯橡膠炭黑母煉膠。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.2.3乳聚丁苯橡膠的制法乳聚丁苯橡膠的制法 主要單體原料：苯乙烯和丁二烯。 制造方法：包括單體和助劑配制、聚合、單體回收、凝聚與后處理。其生產(chǎn)過程如圖5-21所示。 乳液聚合丁苯橡膠的結構與性能第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.2.4丁苯橡膠的配合與加工丁苯橡膠的配合與加工 丁苯橡膠的配合：配合的原則是制品應滿足產(chǎn)品的性能要求、使用要求，具有良好的工藝性能。 加工工藝：橡膠塑煉

6、、混煉、壓出、壓延、成型、硫化等，完成從橡膠原材料到制品的加工過程。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.3.1輪胎的結構與種類輪胎的結構與種類 結構：外胎、內(nèi)胎、墊帶和輪輞。外胎由胎體、胎面、胎圈三個主要部分組成。胎體包括簾布層和緩沖層二部分，胎面包括胎面膠和胎側膠二部分。如圖522、圖523所示。 種類：按用途分有汽車輪胎、農(nóng)業(yè)和林業(yè)機械用輪胎、工程機械輪胎、越野輪胎、航空輪胎、摩托車輪胎等；按結構分主要有斜交輪胎、子午線輪胎；按壓力分有低壓、中壓及高壓輪胎第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.3.2輪胎設計基本程序輪胎設計基本程序 輪胎

7、設計基本程序：包括輪胎結構設計程序和輪胎配方設計程序。 輪胎結構設計程序：技術設計及施工設計，如圖524所示。 輪胎配方設計程序：輪胎各部件膠料配方設計及配方試驗方法設計，如圖525所示。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.3.3輪胎生產(chǎn)用主要原材料輪胎生產(chǎn)用主要原材料 橡膠：天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠等，與各類助劑配合用于制造輪胎各部件。 助劑：補強填充體系（補強劑、填充劑）、硫化體系（硫化劑、促進劑、活性劑及防焦劑）、防護體系（防老劑、抗氧劑等）、增塑劑（各類油類）、加工助劑（增粘劑、隔離劑等）及其他助劑。 骨架材料：各種合成纖維（尼龍、聚酯等）、人

8、造纖維、金屬不銹鋼絲等，作為骨架材料承受大部分作用力，起支撐作用。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.6.3.4輪胎的生產(chǎn)工藝流程輪胎的生產(chǎn)工藝流程 輪胎生產(chǎn)包括外胎、內(nèi)胎、墊帶及生產(chǎn)輔助件（水胎、膠囊等）的生產(chǎn)，必須經(jīng)歷原材料準備、配制、煉膠（塑煉、混煉）、半成品的生產(chǎn)（壓出、壓延等）、成型、硫化、檢驗、包裝、入庫。具體可分如下幾部分（如圖526）第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述成 品原 材 料混 煉 膠外 胎內(nèi) 胎墊 帶配 套 包 裝 5.6.3.5輪胎的發(fā)展趨勢輪胎的發(fā)展趨勢 對橡膠輪胎要求主要集中在下述幾個方面：更安全、更舒適、更快速及低耗

9、能。 為了實現(xiàn)這方面的性能，輪胎設計人員結合現(xiàn)代計算機技術，提出了子午化、扁平化及無內(nèi)胎化的輪胎發(fā)展方向。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn) 5.7.1聚乙烯樹脂生產(chǎn)聚乙烯樹脂生產(chǎn) 5.7.2聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯薄膜生產(chǎn)第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn) 在20世紀崛起并得到飛速發(fā)展的塑料、橡膠和纖維三大合成材料中，塑料占有最為重要的地位。 早在19世紀以前，人類已利用瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂作為材料。 1868年制成第一個半人工合成的塑料品種

10、賽璐珞。 1909年誕生第一個合成高分子材料酚醛樹脂。 20世紀50年代以后合成樹脂及塑料工業(yè)快速發(fā)展。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯及聚乙烯薄膜生產(chǎn) 聚乙烯（PE）原料豐富，制造工藝流程較短，在五大通用塑料中產(chǎn)量最大，且是用途廣泛、價格最低廉的產(chǎn)品之一。 聚乙烯具有卓越的電絕緣性能、耐沖擊、耐摩擦性能、耐寒性、較高的耐熱性、化學穩(wěn)定性、很低的吸水性和水蒸汽滲透性，還具有一定的拉伸與彎曲強度、質輕、無毒和良好的加工性等一系列優(yōu)越的性能。 制造各種小型制品、零件以及薄膜、電線電纜絕緣層、單絲、牽引帶、管、板、片、中空制品、大型容器、合成

11、紙張、合成木材、泡沫材料、塑料復合鋼板等，并可用作防腐涂層。廣泛應用于國民經(jīng)濟各個部門。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1聚乙烯樹脂生產(chǎn)聚乙烯樹脂生產(chǎn) 5.7.1.1種類種類 聚乙烯一般分為：低密度聚乙烯（LDPE），密度為0.910.935g/cm3； 高密度聚乙烯（HDPE），密度為0.940.97g/cm3； 線性低密度聚乙烯（LLDPE），密度為0.9100.940g/cm3； 超高相對分子質量聚乙烯及改性和共聚乙烯等（如氯化聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物）。 聚乙烯按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法來分有三種，即低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。第五章第五章 十種

12、產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1.2制造方法制造方法 聚乙烯以乙烯為原料，在引發(fā)劑的作用下，經(jīng)不同聚合方法、工藝，得到不同聚乙烯樹脂。其基本反應式可簡單表示如下:第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述nCH2CH2nCH2CH2聚 合 5.7.1.2制造方法（制造方法（低密度聚乙烯） 低密度聚乙烯一般采用高壓法生產(chǎn)?？煞譃楦椒ê凸苁椒?。 1933年由英國ICI公司首先發(fā)現(xiàn)低密度聚乙烯，1939年開始工業(yè)化生產(chǎn)。 我國于1959年采用釜式高壓氣相聚合法，研制低密度聚乙烯。 目前國外生產(chǎn)廠商有Du Pont Co.（美國）、住友化學株式會社（日本）、BASF AG

13、（德國）、Montedison S.P.A.（意大利）、ICI Ltd.（英國）等四十幾家公司生產(chǎn)。 國內(nèi)有北京燕山石油化學總公司、上海石油化工股份有限公司塑料廠、蘭州化學工業(yè)公司石油化工廠、大慶石油化工總廠塑料廠等公司生產(chǎn)。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1.2制造方法（制造方法（高密度聚乙烯）高密度聚乙烯可采用低壓或中壓法生產(chǎn)，可分為三大類，即溶液聚合、淤漿聚合和氣相聚合。1923年德國化學家Ziegler進行了基礎研究，終于在1953年發(fā)現(xiàn)用Et3AL-TiCl4配合起來的引發(fā)劑，可以使乙烯在常壓下聚合。1954年意大利Montedison公司（即原來Mo

14、ntecatini公司）利用Ziegler的研究成果Et3AL-TiCl4引發(fā)劑，首先實現(xiàn)低壓制備聚乙烯的工業(yè)化。目前，世界上生產(chǎn)高密度聚乙烯的廠商很多，主要有Du Pont Co.（美國）、Monsanto Co.（美國）、三井石油化學工業(yè)株式會社（日本）、BASF AG（德國）、Montedison S.P.A.（意大利）、Shell Chemicals UK Limited（英國）等四十幾家公司生產(chǎn)。1958年我國廣州塑料廠采用Et3AL-TiCl4引發(fā)劑法建成60噸/年裝置并投入生產(chǎn)，目前國內(nèi)生產(chǎn)廠商主要有遼寧遼陽石油化學纖維廠、上海高橋化工廠、北京助劑二廠、南京揚子石油化工公司烯烴廠

15、、山東齊魯石化公司烯烴廠等。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1.2制造方法（制造方法（線性低密度聚乙烯） LLDPE工業(yè)化技術主要有四種工藝方法：氣相聚合、溶液聚合、淤漿聚合、高壓聚合。 1959年Du Pont Canada公司采用溶液法低壓生產(chǎn)LDPE獲得成功，60年代，Phillips Petroleum公司（美國）和三井石油化學工業(yè)株式會社（日本）用同樣的方法開始少量生產(chǎn)。 線性LLDPE生產(chǎn)的真正突破是在1977年Union Carbide Corp.（美國，UCC）發(fā)表氣相低壓聚合生產(chǎn)LDPE獲得成功之后。 目前國外有十幾家主要廠商生產(chǎn)。 我國70年

16、代末，由上海市合成樹脂研究所、上?；ぱ芯吭翰捎妹绹鳸CC聚合工藝研制成功，大慶石油化工總廠塑料廠引進UCC生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)LLDPE。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1.2制造方法（制造方法（其他聚乙烯） 為適應不同使用條件、不同使用性能與不同加工性能的需要，各大生產(chǎn)廠商還開發(fā)了超高相對分子質量聚乙烯、氯化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯及乙烯基共聚物等品種生產(chǎn)技術，新型加工技術的開發(fā)成功也為開發(fā)新品種聚乙烯提供了必要的加工技術保證。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.1.3結構與性能結構與性能 材料的性能主要由其化學結構決定，不同密度聚乙烯的重復

17、結構單元基本相同，但微觀結構存在差異，所得到產(chǎn)品性能也有很大差別。 短支鏈度、長支鏈度、不飽和度和相對分子質量、相對分子質量分布，不但影響聚乙烯的加工性能，還影響到制品的機械性能和使用壽命。分子線性結構不同，結晶度不同，密度也不同。因此，聚乙烯樹脂密度是結晶度和分子線型結構的一種表現(xiàn)。 LDPE分子鏈上長支鏈數(shù)較多，樹枝狀結構。 HDPE分子鏈支鏈較少，呈線型結構，規(guī)整度高。 LLDPE其支鏈較規(guī)整，呈線型結構，和高密度聚乙烯相近。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.2聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯薄膜生產(chǎn) 聚乙烯樹脂用途廣泛，其制品覆蓋面大，其中薄膜是最大的品種。 塑料薄膜

18、的生產(chǎn)方法很多，有擠出吹塑、壓延、流延拉幅以及使用狹縫機頭直接擠出等方法，其中以擠出吹塑法建設成本低、工藝成熟、操作簡便、品種覆蓋面廣、產(chǎn)量大而廣泛使用。 采用擠出吹塑法生產(chǎn)的薄膜其厚度為0.010.30mm，折徑為101000mm之間?？蛇M行單層成型，也可多層復合成型。 吹塑的主要設備是擠出機?？煞譃椋浩綌D上吹、平擠平吹及平擠下吹，其中以平擠上吹法應用最為廣泛。其工藝流程示意圖如圖538所示。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.7.2聚乙烯薄膜生產(chǎn)聚乙烯薄膜生產(chǎn) 物料塑化擠出：質量保證的關鍵之一是物料的塑化均勻。 管坯的吹脹與管膜的牽引：通常吹脹比（D2/D1）在26

19、之間，牽引作用，通常V2V1。 薄膜的冷卻 薄膜的卷取第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn) 5.8.1聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂生產(chǎn) 5.8.2聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn) 以聚氯乙烯樹脂（PVC）為基礎原料，與穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色劑及其他改性劑配合的聚氯乙烯塑料是目前品種和數(shù)量最多的五大通用塑料之一，其產(chǎn)量僅次于聚乙烯。 聚氯乙烯塑料具有強度高、耐腐蝕性好、加工簡便、價

20、格低廉、容易改性等優(yōu)點，廣泛應用于農(nóng)業(yè)、化工、電子、建筑、機械及輕工等部門。 尤其是硬質聚氯乙烯制品具有優(yōu)越的阻燃性、電絕緣性好、硬度大、耐磨好、耐老化性好、強度大、耐腐蝕性好等優(yōu)點，近幾年來發(fā)展很快，大量用來制造管材、板材、異型材，尤其是當前我國政府部門大力推廣的、用以替代金屬門窗的聚氯乙烯塑料門窗。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯及聚氯乙烯電纜料生產(chǎn) 聚氯乙烯發(fā)展至今已經(jīng)歷了一百多年的歷史。 首次文獻記錄，1872年德國的E. Bauman。 1912年德國F. Klatt發(fā)現(xiàn)乙炔和氯化氫經(jīng)催化加成可制得氯乙烯，真正開始現(xiàn)代

21、化工業(yè)生產(chǎn)氯乙烯。 20世紀30年代初，隨著PVC熱穩(wěn)定化技術和增塑技術的發(fā)展，為PVC的加工和應用提供了廣闊的前景。 二次世界大戰(zhàn)中，PVC作為電線絕緣材料，是潛艇電線絕緣來說是唯一可選用的材料。 二次大戰(zhàn)之后，聚氯乙烯轉向民用，打開了更為廣闊的應用天地，聚氯乙烯的生產(chǎn)進入更為迅速的發(fā)展階段。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂生產(chǎn) 5.8.1.1種類種類 聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝方法眾多，不同的生產(chǎn)工藝方法制備的聚氯乙烯的結構、性能存在較大差異性，而不同的結構、性能適合于不同加工工藝、制品使用性能，各種類型的聚氯乙烯樹脂制備大致如圖5

22、39所示第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法制造方法 聚氯乙烯是以氯乙烯為單體，在引發(fā)劑的作用下，聚合而成的熱塑性樹脂。其基本反應式表示如下：第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述nCH2nCH2聚 合CHClCHCl 5.8.1.2制造方法制造方法 原料：聚氯乙烯的單體為氯乙烯（又稱一氯乙烯）。氯乙烯常用的工業(yè)上生產(chǎn)方法有：乙炔法、乙烯乙炔聯(lián)合法、乙烯氧氯化法。 聚合：乳液聚合法、懸浮聚合、本體聚合、溶液聚合、其他聚合方法第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法（制造方法（聚合：乳液聚合法） 乳液

23、聚合法生產(chǎn)的是聚氯乙烯糊狀樹脂，是最先工業(yè)化的生產(chǎn)方法，乳液聚合在以水為分散介質（連續(xù)相）的乳液中進行，所用的表面活性劑（乳化劑）要求乳化力強而穩(wěn)定性好，常用的有十二烷基苯磺酸鈉、十二醇硫酸鈉、硬脂酸銨等。聚合時采用水溶性的引發(fā)劑如過硫酸銨、過硫酸鉀等。聚合反應在乳膠粒內(nèi)部進行。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法（制造方法（聚合：懸浮聚合） 自懸浮聚合法聚氯乙烯工業(yè)化以來，由于其工藝穩(wěn)定，操作簡便，后處理簡單，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益好，產(chǎn)品雜質含量少，樹脂質量好，用途廣，已成為聚氯乙烯生產(chǎn)的主要方法。 氯乙烯懸浮聚合是將壓縮成液體的氯乙烯，在攪拌作用下

24、分散到含有分散劑的去離子水介質中，形成懸浮液，使用油溶性引發(fā)劑，每一個液滴相當于一個小本體聚合體系，溶于單體中的引發(fā)劑在聚合溫度下分解，引發(fā)氯乙烯聚合反應。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法（制造方法（聚合：本體聚合） 氯乙烯的本體聚合（MPVC）既不用水作介質也不用分散劑，只用單體和可溶于單體的引發(fā)劑。和一般聚合物生產(chǎn)工藝相比，具有工藝簡便、設備簡單等特點，聚合物中幾乎不含雜質，樹脂質量高，樹脂的熱穩(wěn)定性較高，透明性好。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法（制造方法（聚合：溶液聚合） 1933年美國Bake

25、lite公司采用氯乙烯溶液聚合法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，氯乙烯的溶液聚合是將氯乙烯溶于溶劑中，溶劑以環(huán)己烷、苯、甲苯、烷烴、丙酮、四氫呋喃為主，在過氧化物引發(fā)劑存在下進行聚合，聚合反應溫度保持在40C，反應密閉操作。溶液聚合散熱容易，聚合反應容易控制，得到的聚合物相對分子質量分布較窄、化學組成均勻。但由于溶劑具有鏈轉移劑作用，溶液聚合物的相對分子質量和聚合速率均不高，不宜用作一般成型，且生產(chǎn)成本高，通常只作罐頭涂料等特殊用途。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.1.2制造方法（制造方法（聚合：其他聚合方法） 隨氯乙烯聚合生產(chǎn)技術的不斷深入研究，除上述四種聚合工藝外，還出現(xiàn)了

26、氣相聚合、低溫等規(guī)立構聚合和定向聚合等方法，新技術新工藝的出現(xiàn)必將對氯乙烯聚合理論的發(fā)展和氯乙烯聚合工業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.2聚氯乙烯電纜料生產(chǎn)聚氯乙烯電纜料生產(chǎn) 以PVC樹脂為基礎原料，添加穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色劑及其他改性助劑，可生產(chǎn)兩種截然不同性能與用途的PVC塑料即硬質制品和軟質制品兩大類，一般添加增塑劑大于30的為軟質制品，小于10或不加的為硬質制品，介于兩者之間的稱半硬質制品或半軟質制品。進入20世紀90年代以來，PVC在熱塑性塑料市場中仍占有近20的份額， PVC主要用于制造各種管材、管件、板材、

27、異型材、電線電纜、片材、薄膜與包裝材料、裝飾材料、仿革材料、醫(yī)用材料和其他材料 在整個PVC塑料應用中，消耗量最大的是電線電纜料。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.2.1物料組成物料組成 樹脂、穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色劑、其他助劑。 5.8.2.2加工方法加工方法 電線電纜料的加工過程主要步驟如下：物料配制、混合、塑化、造粒。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.8.2.3電線電纜包覆電線電纜包覆 電線電纜中廣泛采用塑料作為包覆絕緣材料。 電線電纜包覆采用擠出法成型加工工藝，是用一層熱塑性塑料材料包覆連續(xù)長度的電線芯、電纜芯，其加

28、工工藝流程如圖544所示。 設備由放線架、預熱器、擠出機、冷卻槽、收線架和其他輔助設備組成。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn) 5.9.1合成纖維的概述合成纖維的概述 5.9.2聚丙烯腈纖維生產(chǎn)聚丙烯腈纖維生產(chǎn)第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn) 合成纖維由于具有強度高、質輕、耐磨性好以及耐霉蛀、耐化學腐蝕性等突出的優(yōu)點，被廣泛應用到日常生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和國防等領域中。 纖維可分為天然纖維與合成纖維兩大類，天然纖維包括動物纖維和植物纖維，動物纖維有羊毛、兔毛、鴕毛、蠶絲

29、等；植物纖維主要有棉花、麻等。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn) 合成纖維的研究開發(fā)在20世紀30年代初已成為科學家、廠商的重要課題之一。 1935年美國W. Carothers等首先研究成功第一種聚酰胺纖維 尼龍66（Nylon-66），并于1938年建立了中試工廠，1939年開始工業(yè)化生產(chǎn)。 50年代初聚酯纖維（滌綸）及聚丙烯腈纖維（腈綸）的問世，并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，豐富了合成纖維的品種。 此后，改性纖維、特種纖維的開發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)、應用使合成纖維進入了高速發(fā)展階段。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9

30、.1.1種類種類 目前國內(nèi)外大量發(fā)展的主要有聚酰胺纖維、聚酯纖維及聚丙烯腈纖維三大類，占90以上。合成纖維一般從化學結構上加以分類，如圖545所示。 雜鏈纖維：典型代表有聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚氨酯纖維等。 碳鏈纖維：典型代表有聚丙烯腈纖維（腈綸）、聚氯乙烯纖維（氯綸）、聚丙烯纖維（丙綸）等。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.1.2基本概念基本概念 纖維、長絲、短絲、絲束。 5.9.1.3生產(chǎn)方法簡述生產(chǎn)方法簡述 合成纖維工業(yè)包括樹脂制備和紡絲兩部分，目前合成纖維的成形有熔體紡絲、濕法紡絲、干法紡絲及其他紡絲法（包括復合法紡絲、乳液紡絲、凍膠紡絲、相分離紡絲等）。

31、第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.2聚丙烯腈纖維生產(chǎn)聚丙烯腈纖維生產(chǎn) 聚丙烯腈纖維，我國的商品名稱為腈綸。又可叫“人造羊毛”。 制造腈綸的主要原料為丙烯腈。 自1960年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，腈綸纖維已成為三大主要合成纖維之一。 特殊性能的新品種：阻燃纖維、高吸水纖維、抗靜電纖維、易染色纖維、耐熱纖維、高收縮纖維等。 我國于1966年實現(xiàn)腈綸的工業(yè)化生產(chǎn)，目前有上海石油化工股份有限公司腈綸廠、蘭州化纖廠等多家廠商生產(chǎn)。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.2.1聚丙烯腈的制備聚丙烯腈的制備 以丙烯腈為主要原料，通過溶液聚合，制得聚丙烯腈。

32、其生產(chǎn)方法分兩種：一步法（均相溶液聚合）和二步法（水相沉淀聚合）。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.2.2紡絲原液制備紡絲原液制備 腈綸紡絲通常采用濕法或干法紡絲（溶液紡絲）。 進行濕法或干法紡絲時，首先必須制備紡絲原液。 一步法生產(chǎn)工藝，無需特別配制。 二步法生產(chǎn)聚丙烯腈樹脂，得到的聚丙烯腈為固體顆粒，則需將固體顆粒溶解于溶劑中，經(jīng)混合、脫泡、過濾等工序，制成符合要求的紡絲原液。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.2.3腈綸的紡絲腈綸的紡絲 腈綸紡絲溶液紡絲時，紡絲原液經(jīng)噴絲頭細孔中壓出而形成細流，再在一定介質中凝固成細絲的過程，稱為

33、纖維的成形。 濕法紡絲：噴出的原液細流進入凝固浴，原為均相的聚丙烯腈溶液發(fā)生相分離，聚丙烯腈從溶液中沉淀析出，形成初生纖維。 干法紡絲：經(jīng)噴絲頭噴出的細流不進入凝固浴，而是進入紡絲甬道，并與甬道中的熱空氣進行熱交換，溶劑開始蒸發(fā)，原液細流便凝固成細絲，形成初生纖維。圖547。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.9.2.4后加工后加工 初生纖維實際上還含有較多溶劑，必須經(jīng)進一步處理，才能成為具有使用價值的纖維。 腈綸的后處理包括拉伸、水洗、致密化、卷曲、熱定型、上油、干燥、打包等工序。這樣才能制得成品，供紡織工業(yè)用。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述

34、5.9.2.5用途用途 腈綸具有良好的柔軟性、保溫性，非常優(yōu)越的耐光性和耐輻射性，且有多種特殊改性的纖維。 廣泛用于混紡和純紡工業(yè)中，制成各種民用衣著，如華達呢、大衣呢、運動衫、針織衫、毛毯及長絨織物等；在軍用和工業(yè)材料方面也有較廣應用，可制成室外織物，用于帆布、炮衣、帳幕、旗幟等。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生產(chǎn)環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生產(chǎn) 5.10.1環(huán)氧樹脂生產(chǎn)環(huán)氧樹脂生產(chǎn) 5.10.2玻璃鋼生產(chǎn)玻璃鋼生產(chǎn)第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生產(chǎn)環(huán)氧樹脂及其玻璃鋼的生產(chǎn) 合成樹脂可分為熱固

35、性樹脂和熱塑性樹脂兩大類。 目前常用的熱固性樹脂主要有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂等。 環(huán)氧樹脂開始工業(yè)化生產(chǎn)至今已有50多年歷史，1946年瑞士Ciba-Geigy公司首先投產(chǎn)，之后美國、英國、德國等西方國家相繼實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，我國在1957年開始進行環(huán)氧樹脂研究，1958年上海樹脂廠實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，目前國內(nèi)有40多家生產(chǎn)廠商。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10.1環(huán)氧樹脂生產(chǎn)環(huán)氧樹脂生產(chǎn) 環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的一類有機高分子化合物，是熱固性樹脂中最重要的品種之一。由于活性環(huán)氧基的存在，它可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應而形成不

36、溶不熔、立體網(wǎng)狀結構的高分子化合物。 5.10.1.1種類種類 主要四類：雙酚A型環(huán)氧樹脂；酚醛環(huán)氧樹脂；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂及其他類型環(huán)氧樹脂。其中雙酚A型環(huán)氧樹脂是最常用的一種。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10.1.2制造方法制造方法雙酚A型環(huán)氧樹脂也稱為通用型環(huán)氧樹脂，是環(huán)氧樹脂中最常用的一種。隨著反應條件的不同，可以制得n=020不同相對分子質量的樹脂。n值從零到近似1的低相對分子質量產(chǎn)物是液態(tài)的，隨n增大，則樹脂變成一種脆性的、熱塑性固體。E44的生產(chǎn)過程如下：將雙酚A投入溶解釜中，加入環(huán)氧氯丙烷，加熱升溫至70C左右溶解，待溶解結束后，將溶解料用泵打入反應

37、釜，開始攪拌，并滴加氫氧化鈉溶液，控制反應溫度在5055C，維持一定時間。待反應結束后，減壓回收環(huán)氧氯丙烷?；厥战Y束后，加苯溶解，在5570C下第二次加氫氧化鈉溶液，進行閉環(huán)反應。反應結束后，冷卻、靜止分層，將上層苯樹脂溶液在回流脫水釜中脫水，再進入脫苯釜中脫苯，即可得到成品環(huán)氧樹脂。其生產(chǎn)工藝流程如圖548所示。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10.1.3性能性能 優(yōu)良的粘結性能 固化收縮率低 良好的耐化學腐蝕性能 較好的耐熱性能 固化成型方便 第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10.2玻璃鋼生產(chǎn)玻璃鋼生產(chǎn) 玻璃纖維增強塑料俗稱玻璃鋼。 它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈等）作增強材料來增強塑料基體的一種復合材料。 玻璃鋼分為熱固性玻璃鋼和熱塑性玻璃鋼兩大類。 玻璃鋼自1932年在美國出現(xiàn)后，至今已有70多年的歷史。在這段時間里，玻璃鋼從原材料、成型工藝、制品種類到性能檢驗都有較大發(fā)展。西歐一些國家和日本在20世紀50年代初開始研究玻璃鋼，我國玻璃鋼工業(yè)是在1958年發(fā)展起來的。第五章第五章 十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述十種產(chǎn)品生產(chǎn)過程概述 5.10.2.1物料組成物料組成 玻璃鋼主要由玻璃纖維