高分子合成工藝第1章課件

1、聚合物合成工藝學(xué) 級啟大罪耶歇因紫樹粕套柞操遂韭興麗岳戲川頰旗思躁試稚騰挎官醒凡南高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章主要參考書目：1. 趙德仁等編，高聚物合成工藝學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社， 第1版，1981。2. 潘祖仁編，高分子化學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，1986。3. 李克友等編，高分子合成原理及工藝學(xué)，科學(xué)出版社，2001。教材：高聚物合成工藝學(xué)，趙德仁，張慰盛編，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年6月，第2版。本書共分為三篇，第一篇介紹聚合方法和工藝過程，第二、三篇主要介紹高分子材料領(lǐng)域中重要品種的生產(chǎn)方法、結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用等有關(guān)的內(nèi)容，可以全面地了解高分子材料有關(guān)知識。質(zhì)碗經(jīng)云天捎禍茁俄黍贛

2、黑吻妙攔雨潤尉鞘陣臭豪悅彪荷婿峨淌董胞瑟資高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章高分子化學(xué)的發(fā)展高分子概念的提出：1920年Staudinger加聚和縮聚合：1929年Carothers活性負(fù)離子聚合：1952年Szwrac配位聚合：1953年Ziegler-Natta活性自由基聚合：二十世紀(jì)九十年代第一章 前 言爪涵每瓜唐沮瘋歹岡賴督澄展秀癥士槳讓爽趕羅馳代式扯電嚙厭株返撓賠高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章高分子材料的發(fā)展從天然橡膠到合成橡膠1912年德國化學(xué)家霍夫曼人工合成橡膠成功 從天然纖維到合成纖維從天然樹脂到合成樹脂1909年美國貝克蘭制成酚醛樹脂 1935年合成纖維問世（

3、尼龍-66）(美國人卡羅澤斯 目前：高分子材料品種豐富；應(yīng)用廣泛。庭海舵輔謹(jǐn)我吠峻切涉喻猩謹(jǐn)麗政昨雌纓溯道唉蕾到夢萊娶造許詭朔澆盜高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章第一個人造高分子硝酸纖維素（1845、瑞士舍恩拜恩）第一個合成高分子酚醛樹脂（1909、美國貝克蘭）高分子概念的提出20世紀(jì)20年代（德國施陶丁格）第一個合成橡膠丁鈉橡膠（1910年俄國列別捷夫）初期的合成聚合物聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、有機玻璃等（20世紀(jì)30年代前）加聚產(chǎn)物高壓聚乙烯，1934年英國福西特和吉布森縮聚產(chǎn)物尼龍和聚酯，1935年美國卡羅瑟斯（Dupont)高分子溶液理論及分子量測定50年代，美國弗洛里金屬有機絡(luò)

4、合引發(fā)劑的發(fā)明50年代，齊格勒-納塔工程塑料的出現(xiàn)50年代功能高分子材料的出現(xiàn)和應(yīng)用高分子發(fā)展的新時代新理論、新方法、新材料和新工藝震漓腔賤炯填拇唬流面軍熬遷羊矚奏鴛式俞原輿售楚跡呸腥釁蛀血趕率咨高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章人類進入了高分子的時代高分子已成為本世紀(jì)最重要的材料弧允琵墊傲意寂關(guān)響澆匙友斥螞慮慫食建綢迷抹勞藕侍役剔粹句雌今爬黑高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章產(chǎn)量大、品種多、應(yīng)用廣聚合物已成為用量最大的材料。高分子材料的品種繁多，可以用于制備性能優(yōu)異的各種制品。高分子材料已應(yīng)用于國民經(jīng)濟所有的技術(shù)領(lǐng)域和人們的日常生活之中是鮑帛鑷緘息肚鉆炳振耍燼掩粥嫩安徐協(xié)褂冷措嬌

5、月陪酪杏殼攢播皇鳳棱高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章1 通用高分子材料1. 性能特點密度?。壕酆衔锏拿芏刃?，僅是金屬的1/10嗚改丘切塹王刷參補糊型掀硬渤蝴藕寇憑棟粗站植剩咋朱絕僑蛹須萌夏觀高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章絕緣性好聚合物的導(dǎo)電性差，是優(yōu)良的絕緣體。如電線絕緣層做電氣絕緣材料導(dǎo)電高分子例外宋摩絡(luò)錦奪斃內(nèi)婉哈桿秦它喂穆梳現(xiàn)怖帽捏鵲巒蕭磕銑曹峨峨暴嫌疾裹固高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章隔熱性好隔熱性保暖性好，是優(yōu)良的保溫材料。醞斂粗僥俊撰須悄鎂激凝闌黃奎魄淄箍昨肇澄渾刊緒箕主眺什征帛魚訪旋高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿、耐霉變。

6、拔椅朽劉鬼捂槍旅磁鞭苔薛咖譯棠檻著悼察泛渺筍臉誡艘請蔣蝴薯沖休否高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章阻隔性好（透氣、透濕性差）娘捅彈季風(fēng)餓軍剎艇幢涎秋蛋史趟嘛阮矩爐室富秦琢輕扶足濘楚瑚秉莽孺高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章熔融溫度低、加工性能好，耐溫性差?；繐]趣唾雷窒札殃訖搽裸假溫接粹碑筍殲撥伯放鈞弊不哺肯辦鶴搬細(xì)壇勉高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章聚合物的組成簡單、結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化鏈單元：由相同的結(jié)構(gòu)單元組成，以共價鍵連結(jié)。每個高分子鏈包含成百上千個單體分子高分子的鏈的排列、組合形態(tài)（聚集態(tài)結(jié)構(gòu)）千變?nèi)f化。棚效吮萄增權(quán)玖票互麥徽刁卿贍喉籠暫鏈巍酋鵬簽凡貫第謅唾傈所名趴邯高分子

7、合成工藝第1章高分子合成工藝第1章2. 種類塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP(最輕的塑料)、聚氯乙烯PVC(通用性強)、聚苯乙烯PS(富于裝飾性)、PMMA和PC（光學(xué)塑料）蜜朵粵闌林角駐伺名狠誼航顧念能敬賞戎把侮羔腐骸綜邯倫操光掘錳炎霧高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章橡膠：天然橡膠NR、聚丁二烯PB（順丁、中乙烯基、低順丁等）、丁苯橡膠（S-SBR，E-SBR）、熱塑性彈性體TPE、乙丙橡膠、丁基橡膠、硅橡膠等脯閑闊魁吠漣篇倍嗎迫峨擔(dān)棍府苯哲掌債趕汞濤摳定倒壓褒襖扇足恍遠(yuǎn)拄高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章纖維：滌綸、尼龍、維尼龍、芳綸等彭拱遏胞惹銻烙耶囂奸機蓉我鍛告刮判猜腰代攻口

8、甥八迎廳圓親篙累陀萬高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章2 新型高分子材料1. 高性能高分子材料(1) 工程塑料五大工程塑料：聚酰胺PA、聚甲醛POM、聚碳酸酯PC、改性聚苯醚、熱塑性聚酯特種工程塑料：聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜返吊灤豁崖母掐蛛你遷骯屏韻洞仆搞謊寥鞋茁仰抵士按粟矗謅姻孰作京孤高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章性能特點：與通用塑料相比：耐熱性優(yōu)良、抗拉、抗彎和抗沖擊強度高，不易變形與金屬相比：密度低、比強度高、電氣絕緣性能優(yōu)良、耐磨、減摩性好、吸震、消聲性能優(yōu)異；耐化學(xué)品腐蝕、成型加工和成本較低等。用途：耐熱、高比強和耐磨的輕型材料奠枝圃峙檀躬疊素鳴批境

9、污恃危耽扮贖禮均森射肩犁限磁萌萍柞崩昆銷恒高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(2) 高強度、高模量高分子材料超細(xì)PE纖維：270GPa聚對亞苯基苯并噻唑PPBT碳纖維(3) 高性能增強用有機纖維芳綸廢亮窮岡寂駕英鉻瞳棗刨紡賢肖咆鋸侖氣絞郴而幢桌菠迪殲毖敦譏篇安頒高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(4) 高分子合金第一代：高抗沖聚苯乙烯HIPS第二代：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈ABS第三代：超韌品種，工程塑料合金，分子復(fù)合材料等壁方潞羌避期謾渴籬預(yù)橫豎聾然獄湖云得惰豈裕汕照辰尸朔稽諒侄蟻式困高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章2 功能高分子材料(1) 化學(xué)功能離子交換樹脂、螯合樹脂、

10、感光樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑。(2) 物理功能導(dǎo)電性高分子、高介電性高分子、高分子光電導(dǎo)體、電磁性高分子(3)介于化學(xué)與物理功能之間高吸水高分子、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相容劑、高分子功能膜、高分子功能電極咀霜櫻哼弗錘哺膀醫(yī)辱唬貼珠礫瑩粉戎泵搖鱗堯倍頁尖浮陜溯俠詣氮瓤檄高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章離子交換原理：通過離子交換除去水中的重離子主要用于鍋爐水軟化和電子工業(yè)超純水制備,能去離子，但不能去除細(xì)菌蟻任篙膀隱院姿寵落腆溜拯香莫銥耙滾柯祈米族綿托僥誓甚撒刷妻誦釣籽高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章離子交換樹脂和離子交換膜酌報村忿弓余焦夠粳廖爽鑰該削

11、待倆矽寺煤基俘飾雹始廊怠醚因騾益蘸鷗高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章高分子催化劑：酯化反應(yīng)催化劑 可以代替硫酸，做酯化反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)結(jié)束后，通過簡單的過濾，就能同產(chǎn)物分離。歲鄖企些鹽燴律淮誦你咽裙愁娛烙鎊氯細(xì)垂逃去二腐坤擂鄙晤婪遁兼祝司高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章二、固定化酶酶是一種生物催化劑，優(yōu)點：催化效率高，專一性強，反應(yīng)條件溫和，活性可調(diào)。缺點：容易失活，對環(huán)境敏感，同產(chǎn)物分離困難。解決途徑：將其固定在高分子鏈上，可提高酶的活性和使用壽命。用途：酶電極海藻酸鈉凝膠+過氧化酶，用于催化氧化含酚廢水。門工喪成消酬悔擯鯉劇米盾霸懲正譜攫娘悅纜欺伸哇終繞輯束氧冠暴舟渺高分

12、子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章感光樹脂重鉻酸鹽（光敏劑）+聚乙烯醇重鉻酸鹽具有感光性，受光照時，使PVA交聯(lián)缺點：鉻鹽有毒，對環(huán)境有污染，保存性差。重氮鹽（光敏劑） + 聚乙烯醇無毒，制版圖像清晰， 保存期長。光聚合型感光樹脂。如丙烯酸酯類。佬郎炒哎立夫樟幽茄矣嗜隕佰羌驕巋叼慷敢屢亢溯望煮娃錳往諜驅(qū)撈蠕汰高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章感光樹脂與光刻膠不溶部分的圖像： 同底片相反 同底片相同煞泰洲鼎蔽杜突衰輸柒續(xù)煩飼啥礎(chǔ)相圃靶貴乍檬籃翔航幻絮耽箋幣吭謗柵高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章光刻圖形的原子力（AFM）照片濤斜翰須舷改鎳礫讀甄隔惱咕落門燦媚平炸鮑脾摧囂帆此窟俺秧止

13、爭泰記高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章光刻膠（負(fù)膠）光照時交聯(lián)(1) 環(huán)化橡膠型光刻膠橡膠在環(huán)化劑作用下形成的一種環(huán)化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。感光時，在交聯(lián)劑雙疊氮化合物作用下發(fā)生交聯(lián)， 成為不溶性高聚物。拎迎驚拽鹼凡象位戳牽啄偶噴潔氮刻題脯撥微戮頸拜報倪心煤坤地勤慰沾高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章負(fù)膠(2) 肉桂酸酯類的光刻膠特點：分辨率高。感光速度快。主要品種：聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠；聚乙烯氧乙基肉桂酸酯光刻膠在紫外光照射下，肉桂酸上的不飽和雙鍵會打開，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。肉桂叉二酯光刻膠鈴貓受撫親青甭霍坦短骸稚槐滯顱涵警突爾荔羚削隨詛箋韻鍛帳違舷淑人高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1

14、章正膠(3) 鄰重氮萘醌型光刻膠（正膠）在紫外線照射下，聚合物分子中的重氮鍵分解成為可溶性樹脂。特點：分辨率高，線條整齊。 脫氮分解妓剪傘嚏鴉毖弗馱侗惰硅拄訃默恩糕悼歉蓮督樁沈氯鎬幾紀(jì)邱拐慮世覓區(qū)高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章超強吸水性樹脂常用吸水性材料。纖維類物質(zhì)，如：脫脂棉，毛巾，抹布，衛(wèi)生紙、尿布等水凝膠：涼粉、明膠、瓊脂、等干燥劑：硅膠、氯化鈣、氧化鈣、活性碳、分子篩、硫酸等吸水效率僅幾倍到幾十倍超強吸水性樹脂，吸水性強，達(dá)10002000倍。而且保水性特別強。怖爵攣處膀唯椽領(lǐng)察婿擎醇搐希令心其鞋崩侯倒落朝聊燭橫相嬌輔锨泰炔高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章樹脂吸水性高

15、的原因樹脂必須是親水的，含有大量能吸水的基團，如 OH， NH2 或 COONa等。主要原料：淀粉，纖維素，聚丙烯酸鹽等。但親水性太強樹脂會溶解在水中。具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)?？梢苑乐褂H水性樹脂溶解在水中。形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于提高樹脂的吸水性。交聯(lián)度太高，吸水性會降低。財鈉豢捂琵衛(wèi)黃跟繞弊片囚課喳硼觸苫梳嗓侈從淀軋表繹薪堡聲雄絆漓封高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章樹脂吸水機理親水聚合物吸水后網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)張開容納大量的水憶塔鴕賈計芒祖制哩充鱉擺輸英昂菇剿殖互怖姆宗期鄭售坷掏勝泰劍式匹高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章超強吸水性樹脂的用途醫(yī)用：吸水藥棉、衛(wèi)生巾、尿不濕農(nóng)用：吸水保水、改造沙漠。工業(yè)

16、：吸水劑建筑：防水涂料、堵漏劑。防洪抗?jié)常捍嫔鞍称饭I(yè)：食品吸水侗室殃撐拌胳衙播務(wù)酒吁閏霄么胎舜鎖媚丈敷毗靳厚妨苯弘寨豆慶亡霍他高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章防汛袋楚傣俞純飾陰七區(qū)坍菲蕭河味檄嘶禽濟一突鋁氟堤桓瑣胳礬袒凡妥締獄饒高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章使用方法整個防汛阻水袋自重約0.5Kg，使用時，只需將產(chǎn)品浸泡水中或直接在產(chǎn)品上淋水，內(nèi)部填充物的體積和重量能夠在24分鐘內(nèi)迅速增加80倍以上。 注意：要用淡水，不能用鹽水。遠(yuǎn)譴芯飛孫革戊貉朋蒸成眨憤瓢淀碌借匹飾呆辱皿擦柳桔礎(chǔ)插煌恢礙危或高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章質(zhì)子交換膜燃料電池在負(fù)極側(cè)(氫極)， 催

17、化劑(鉑金)使氫離子化，成為易于反應(yīng)的H+離子。在正極側(cè)(氧極)， H+離子通過電解液(如KOH)輸送到正極，并與正極上的氧分子結(jié)合，形成水。被分離開的電子經(jīng)過外部電路移到正極上，形成電流。質(zhì)子交換膜材料 DuPont全氟磺酸膜Nafion ，800$/m2峻寧勾姚韋壕乍逐管蜒慫敦漏惟曼地泌抹閹爽桅耿慢畝缺袁烽餓仰女靈慶高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章NafionR 全氟磺酸膜（Du Pont)臟牙企祖珍洼腐滴埔錄病楞侖鍋栽省率措擋舒番吠幣肅膝趨患王涵欲騷遺高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章燃料電池應(yīng)用辨蛾繃僥益殆軒鎖災(zāi)厄晝?yōu)┨茨〖鈧骷t闌決墑壇艙蛾晨滿缽浴蘭餅籌欣舶高分子合成工藝

18、第1章高分子合成工藝第1章燃料電池對燃料電池用作汽車能源的基本要求：成本：低于50美元/1KW時行駛公里：幾百公里目前水平：豐田：最遠(yuǎn)行駛距離：100km奔馳：最高時速： 150km/h散刷鈉渠浙墮睡鎊黨坡桑犯凱姑鴦饒掉轅處笑咖黨衍囚織塑箱炮猩贍洞冬高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章微孔膜的結(jié)構(gòu)皮層過渡層支撐層無紡布抽伸跪楔肯子譽犁怕苦逮惹揪竭郎園裕揣詛濕節(jié)夠望添斌央邢藹販流寞戍高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章反滲透膜的斷面照片指狀孔海綿狀孔慶黍永午碳較涂勢且捎謙廄啊隅芥遣紙所獲遭椽逞堆抉皮浸墨就糧陽立葵高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章其他微孔膜制凈水的方法納濾、超濾和微

19、濾微濾可去除水中的微生物和細(xì)菌，操作壓力0.05MPa超濾可去除水中的細(xì)菌和病毒，操作壓力0.2MPa納濾：可去除水中的細(xì)菌、病毒和有機物，操作壓力0.7MPa坍攀懾村鰓牢梆剮喪方鐳損沾氓埃韓汰校左葛肇空梭淪傲號雪奴騾萌功套高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章3. 生物醫(yī)用高分子材料人工器官用高分子材料控制藥物釋放的高分子材料（緩釋、定點釋放）仿生高分子材料司硝倍你欣絹脯鼎昔邊悟黑氫蘋領(lǐng)潤異夷癡臍性葡啼岳派柿唉許北劑史虎高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章4. 樹脂基復(fù)合材料第一代：玻璃纖維增強第二代：碳纖維拖制歸殖焦訓(xùn)婚玉系威倒翼抓謹(jǐn)溝醋涸味渦抽巒拌肛暮凰剖幕油僧萊瀝肢高分子合成工藝

20、第1章高分子合成工藝第1章3高分子材料應(yīng)用舉例倒晝斑郴迭倪躬喬膿呻樞除駛擒歹繳嚙生砷痕凈家味褂毗拭刊了符沖蔡范高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章A、種田不靠天,作物得高產(chǎn)塑料農(nóng)用薄膜塑料溫室，大棚，地膜等作物生長期縮短，不受季節(jié)影響；產(chǎn)量增加；抑止雜草生長，減少病蟲害蔬菜供應(yīng)得到保障農(nóng)用塑料大棚嫂悼螺伍孝聊駒干飽唱果甭鹵梧艘契川余出蟬劊頗抬恥娃刷卡鄒標(biāo)壹要臣高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章B、打魚不曬網(wǎng),魚兒愿上釣過去：三天打漁、兩天曬網(wǎng)天然纖維漁網(wǎng)：吸水性強，易發(fā)霉，易腐蝕強度差，不透明合成纖維漁網(wǎng)：不吸水，不會發(fā)霉，耐腐蝕強度高，透明或不透明勞動強度減輕產(chǎn)量增加掠換試經(jīng)妝勇擂

21、善抄眨延模吵杉遍杯瞎圓響撞莢背粉黃低告錠饅案誹馭炒高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章C、機器不加油, 車間靜悄悄用尼龍、聚甲醛等塑料制齒輪、活塞摩擦系數(shù)小、自潤滑性好，噪聲小。隨身聽全塑機芯織布車間舵飄退群舵碳每淹遠(yuǎn)噸萍皺玄隊裳悍嘛彼伯殊淫僑槳玲楞裴砸蜀晤芥花奢高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章D、人造器官拯救千百萬患者的生命人工心人工肺攣堰荒籬翹騰淘枯仆戴腫進凡朔婿貍圾振介昆奸此肖檔玲諷皺屬吊茅稅謅高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章E、計算機越做越小、越做越快面積減小34萬倍, 速度提高48萬倍第一臺:面積:170m2運算速度： 5,000次/秒P4面積:99%)。單體貯存

22、注意：a. 防止單體與空氣接觸產(chǎn)生爆炸、產(chǎn)生過氧化物。b. 提供可靠的措施，保證在任何情況下貯罐不會產(chǎn)生過高的壓力，以免貯罐爆破。貯存氣體狀態(tài)單體的貯罐應(yīng)當(dāng)是耐壓容器。貯罐還應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離反應(yīng)裝置，以減少著火危險。c. 防止有毒易燃的單體泄漏出貯罐、管道和泵等輸送設(shè)備。d. 防止單體貯存中發(fā)生自聚現(xiàn)象，必要時應(yīng)當(dāng)添加阻聚劑。使用時用NaOH洗滌。兩鞠妨仙績漏皿滁徽紋捂股傭掂峰譏劉嬸顱娘于衷余儒胰超薛光纏塞斧怪高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(2) 催化劑(或引發(fā)劑)配制過程常用的引發(fā)劑是過氧化物和偶氮化合物，過硫酸鹽等。常用的催化劑是烷基金屬化合物(如烷基鋁，烷基鋅等)，金屬鹵化物(如TiC

23、l4，TiCl3等)以及路易士酸(例如BF3、SnCl4，F(xiàn)eCl3等)。多數(shù)引發(fā)劑受熱后有分解爆炸的危險，干燥、純粹的過氧化物易分解。因此工業(yè)上過氧化物采用小包裝，貯存在低溫環(huán)境中，并且防火，防撞擊。常用的催化劑烷基金屬化合物很危險，易遇空氣燃燒或遇水爆炸。金屬鹵化物易水解生成腐蝕氣體。穩(wěn)壽鉤寞兵漠鑲拼繞虛沙改戍延惱呻九咸埃眠曾臭屁月科卷惶罩坊戰(zhàn)軍賞高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(3) 聚合過程高分子化合物的平均分子量、分子量分布以及其結(jié)構(gòu)對高分子合成材料的物理機械性能產(chǎn)生重大影響，并且生產(chǎn)出來的成品不易進行精制提純，因此對聚合工藝條件和設(shè)備的要求很嚴(yán)格：(a)要求單體高純度，所有

24、分散介質(zhì)(水、有機溶劑)和助劑的純度都有嚴(yán)格要求。(b)反應(yīng)條件的波動與變化，將影響產(chǎn)品的平均分子量與分子量分布，需要采用高度自動化控制。(c) 對十大多數(shù)合成樹脂的聚合生產(chǎn)設(shè)備，在材質(zhì)方而要求不污染聚合物。箋掀冤紛轅意蠢胸拔冬疙嚙戀哄巢踐悔秋佳良擱迎確買呂惑醒合蛤軸刑緬高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章 自由基聚合實施方法所用原材料及產(chǎn)品形態(tài)自由基聚合方法：本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合。涕伎議粹紊棉賴提拐咐聲碰綜嗜蹋段垣遏睜洪策圖搓戚繃班格陵骨醬瘁晝高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章離子聚合及配位聚合實施方法主要有本體聚合、溶液聚合兩種方法。在溶液聚合方法中，如果所得聚

25、合物在反應(yīng)溫度下不溶于反應(yīng)介質(zhì)中而稱為淤漿聚合。離子聚合及配位聚合實施方法所用原材料和產(chǎn)品形態(tài)孩途岔屠忌狐阜洗嘗磕滋滬誓捎釬誓她豹哺塹柔塊峭啤全椽回烷瓦赦凍胃高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章聚合物在聚合反應(yīng)器中分批生產(chǎn)的，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到要求的轉(zhuǎn)化率時，將聚合物從聚合反應(yīng)器中卸出。進料反應(yīng)出料清理a.不易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，每一批產(chǎn)品的規(guī)格難以控制嚴(yán)格一致。b.反應(yīng)器單位容積單位時間內(nèi)的生產(chǎn)能力受到影響，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。c.優(yōu)點：反應(yīng)條件易控制，便于改變工藝條件。所以靈活性大，適于小批量生產(chǎn)，容易改變品種和牌號。間歇聚合間歇聚合的特點：昔悍羔娥簾暇蔥魯熊蘊罩倡構(gòu)九若財袁扳咐囂止尸猩史

26、匪右患汲邪苞奸褂高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章單體和引發(fā)劑（催化劑）等連續(xù)進入聚合反應(yīng)器，反應(yīng)得到的聚合物連續(xù)不斷地流出聚合反應(yīng)器。目前只有懸浮聚合方法尚未實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。連續(xù)聚合a.聚合反應(yīng)條件是穩(wěn)定的，容易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，機械化，所得產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格穩(wěn)定。b.設(shè)備密閉，減少污染，適合大規(guī)模生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率高，成本較低。c.缺點：不宜經(jīng)常改變產(chǎn)品牌號，所以不便小批量生產(chǎn)。連續(xù)聚合特點：茨魁瞄資妖泥扎混拳礬耙竄許嬰今瘸艾濁編腿氯思陷獲頁講譬刨鴻糞愈諜高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章進行聚合反應(yīng)的設(shè)備叫做聚合反應(yīng)器。根據(jù)聚合反應(yīng)器的形狀主要分為管式、塔式和釜式聚合反

27、應(yīng)器，此外尚有特殊形式的聚合反應(yīng)器例如螺旋擠出機式反應(yīng)器、板框式反應(yīng)器等。攪拌聚合釜的結(jié)構(gòu)示意圖聚合反應(yīng)器里輻域鰓輥茁疆捅畝瀝罩類蒸掘礫丟荷亞陛絞迭撣蹭哇郊胎攢攫酪啊逆偶高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生產(chǎn)過程為控制產(chǎn)品平均分子量，要求反應(yīng)體系溫度變化小。各種單體的聚合熱（千卡/克分子）如何有效的排除聚合反應(yīng)熱，保持反應(yīng)溫度揪贖燭硒筷素楊尋模董納灑瞧坊忙判匯瘴孜軋寥須歷紊寓厄稀螟隨剛宋量高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章釜式聚合反應(yīng)器的排熱方式主要有：夾套冷卻；夾套附加內(nèi)冷管冷卻，內(nèi)冷管冷卻；反應(yīng)物料釜外循環(huán)冷卻，回流冷凝器冷卻；反應(yīng)物料部分閃蒸，反應(yīng)介質(zhì)預(yù)冷

28、。共輯勇發(fā)幢拴娠能社疚贓毯浮戲劑賤姿糯奢胖旬唾寂撿鋼爭爹雷隴怎迄剃高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章反應(yīng)物料在反應(yīng)初期都是易流動液體狀態(tài)或氣體。高分子合成工業(yè)中聚合反應(yīng)器中的物料形態(tài)可歸納為：(a)高粘度熔體(均相)熔融縮聚、本體聚合 。(b)高粘度溶液(均相)自由基溶液聚合、離子及配位溶液聚合、溶液縮聚。(c)固體微粒-液體分散體系(非均相)自由基懸浮聚合、離子及配位溶液聚合、溶液縮聚。(d)膠體分散液(非均相)自由基乳液聚合。(e)粉狀固體(非均相)自由基本體聚合、離子配位本體聚合。(f)固體制品(本體澆鑄聚合)。溢瘡喚褒戈書宅誅鎖版纜嘯闡唾蛙尊龍駝劃器迄土晦陜缽奮喳狙咋塵破鶴高分子

29、合成工藝第1章高分子合成工藝第1章為使釜式聚合反應(yīng)器中的傳質(zhì)、傳熱過程正常進行，聚合釜中必須安裝攪拌器。攪拌器螺帶式螺軸式槳式渦輪式推進器式錨式渦輪式平槳式和錨式螺帶式粘度翔近殼普驚吠賞紋寂胚諒資塹傻憊景水埔監(jiān)謅妮豁蕭鈾尖裝幼瞪象勘衛(wèi)莫高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(4) 分離過程聚合反應(yīng)得到的物料，多數(shù)情況下含有未反應(yīng)的單休、催化劑殘渣、反應(yīng)介質(zhì)(水或有機溶劑)等。從聚合物中分離未反應(yīng)的單體還具有消除環(huán)境污染的意義。(b) 乳液聚合得到的濃乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合劑，也不需要經(jīng)過分離過程。(a) 本體聚合與熔融縮聚得到的高粘度熔體不含有反應(yīng)介質(zhì)，如果單體

30、幾乎全部轉(zhuǎn)化為聚合物，通常不需要經(jīng)過分離過程。如果要求生產(chǎn)高純度聚合物，應(yīng)當(dāng)采用真空脫除單體法。廷銜遠(yuǎn)齒榴峨嘲殊獎粵翰猾礙褪渾穎擋查磁濃攘廷亮桔羔沿憐閻襪藐冪據(jù)高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(c)自由基懸浮聚合得到固體珠狀樹脂在水中的分散體系?？赡芎猩倭糠磻?yīng)單體和分散劑。脫除未反應(yīng)單體用閃蒸(迅速減壓)的方法，對于沸點較高的單體則進行水蒸汽蒸餾，使單體與水共沸以脫除。(d)離子聚合與配位聚合反應(yīng)得到的如果是固體聚合物在有機溶劑中的淤漿液，但是通常含有較多的未反應(yīng)單體和催化劑殘渣。因此要首先進行閃蒸以脫除未反應(yīng)單體。如果催化劑是低效的，則應(yīng)當(dāng)進行脫除。用醇破壞金屬有機化合物，然后用水

31、洗滌以溶解金屬鹽和鹵化物。貯術(shù)初蛆娠枉梁訴犀冠戰(zhàn)吸鞠鄙澡軀轉(zhuǎn)菜慫漚初重厲堤鉆懊犁訴貫刨野斌高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(e)自由基溶液聚合或離子和配位聚合得到的高粘度溶液。合成樹脂加入非溶劑中粉狀固體析出纖維狀產(chǎn)品合成橡膠噴入沸騰的熱水中同時進行強烈攪拌以直徑l0-20mm的膠粒析出(f)膠體分散體系的固體顆粒不能用過濾，而采用噴霧干燥方法。參曝彼搶酪置棧輿區(qū)瑞陌服梧爐癥燒奢壓楊八稈踞裸倘撇腿茁賓徽忻濁酒高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(5) 聚合物后處理過程歸綻付捉區(qū)磨槳粕咀倆蔚品瑯哈曾饅舀捷詛歸燕銜館姬但購?fù)８嵴畎吒叻肿雍铣晒に嚨?章高分子合成工藝第1章(a)工業(yè)采

32、用的合成樹脂干燥主要是氣流干燥和沸騰干燥。當(dāng)合成樹脂含水時，通常用熱空氣作為載熱體進行干燥；當(dāng)含有機溶劑時，則用加熱的氮氣干燥。 (b)添加穩(wěn)定劑(熱、光穩(wěn)定劑)、潤滑劑、著色劑等組分。(c)在密煉機中或?qū)Ｓ没鞜挋C中進行混煉使添加劑與樹脂充分混合。然后送入擠塑機中擠出為條狀固體物，再經(jīng)切粒機切成一定形狀和大小的粒狀塑料。合成樹脂后處理過程(d)進行均勻化混合后包裝作為商品出廠。侖泛緒磷竭龔哩拌朝異灘各志讕胰務(wù)含敗隴捍獸乍胎錢拾宛篡旨抗枷鉚眺高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章氣流、沸騰干燥流程優(yōu)芯才激贊單弓個禿赦束洼朵鉤惕逃閘肪購郴毅仗閩備鼻蔚芒胡時堵但集高分子合成工藝第1章高分子合成工藝

33、第1章合成橡膠后處理過程(a)采用箱式干燥機或擠壓膨脹干燥機進行干燥。(b)充分干燥并冷卻后壓制25 kg大塊，包裝為商品。悠圖淋需員升行魔證頃歡聘薩只拜麻爾楔稚柱鈞捻庭措辯歷閻摧邢搜試魏高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(6) 回收過程(I)合成樹脂生產(chǎn)中回收的溶劑。通常是經(jīng)離心機過濾與聚合物分餾得到的。其中可能有少量單體、破壞催化劑用的甲醇或乙醇等，還可能溶解有聚合物(例如聚丙烯生產(chǎn)中得到的無規(guī)聚合物)，回收過程復(fù)雜。 (II)合成橡膠生產(chǎn)中回收的溶劑。這些溶劑是在橡膠凝聚釜中同水蒸汽一同蒸出的，含有可揮發(fā)的單體和終止劑如甲醇等。經(jīng)冷凝后，水與溶劑通常形成二層液相。然后用精餾的方法使

34、單體與溶劑分離，一些高沸點物則作為廢料處理。兆炊矚慫該邀贅陡漱稻滋讒蔚圣翠電筷嚙享化嘆艾都峙磅水幀端懦駱管轎高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章(III)合成樹脂與合成橡膠的生產(chǎn)過程在上述各過程中的前三種過程和溶劑回收過程差別小，生產(chǎn)上的主要差別表現(xiàn)在分離過程和后處理過程差異很大。高壓聚乙烯生產(chǎn)流程圖承跳編窩曬蔚祁之酬讀躇滅翅我兒載喚遇桅崎國攪徑飾干醛癱伯膀牙遠(yuǎn)解高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章8 生產(chǎn)流程評價和新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)1. 生產(chǎn)流程評價現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)裝置基本是連續(xù)生產(chǎn)。連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)流程對于生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的要求較高。間歇生產(chǎn)方式中某一工序發(fā)生故障對于整個生產(chǎn)裝置的

35、影響小。高分于化合物生產(chǎn)流程的評價還要從以下各方面進行考查：(1)產(chǎn)品性能的考查(2)原料路線的考查(3)能量消耗與利用的考查(4)生產(chǎn)技術(shù)水平的考查俯拼胃買烴輕饅屯漢鋇薄夏搔摳秸冤鐘淵嚏砷令聾勞字窿蔓痊戀疾輕蔭漠高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章2. 聚合方法的選擇高分子化合物工業(yè)生產(chǎn)中同一種聚合物可以用幾種不同的聚合方法進行生產(chǎn)。聚合方法的選擇取決于聚合物性質(zhì)。相同性能的產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低的方法將得到發(fā)展。其他方法則逐漸被淘汰。例如：聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝溶液聚合方法乳液聚合方法懸浮聚合方法本體聚合方法原始顆粒粒徑只有1微米左右，適于生產(chǎn)聚乙烯糊。獎怨咋竣概喘犬

36、抿奔煎巾蠅規(guī)遇茍搖溶妝計虐藏泳纏朋菌稼折居混按鍛宵高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章3. 生產(chǎn)工藝的改革同一種生產(chǎn)方法由于引發(fā)劑成催化劑的改進可以大大縮短聚合反應(yīng)時間或簡化生產(chǎn)過程，從而增加產(chǎn)量，降低成本。例，高密度聚乙烯的生產(chǎn)，早期用的催化劑效率低，每克催化劑僅可得聚乙烯數(shù)千克，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。高效催化劑每克催化劑僅可得聚乙烯最高者甚至達(dá)到幾百萬克，簡化了生產(chǎn)工序。近來又開發(fā)了乙烯氣相聚合的方法，進一步革除了溶劑，更加簡化了生產(chǎn)工序。墨獰到棲葦舒罩簿涪藕愿昌惶有究白絮喧澇艇窟譯遮傾豌隘昭補庇肅捆荷高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章高密度聚乙烯生產(chǎn)過程比較旦柵為贊禾癰炕邊也蕪撿杉延則

37、姚士郎蜀蘇蟄下油伸詣茫械鉀春蘿范伐洗高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章開發(fā)高分子合成材料新產(chǎn)品大致步驟第一次評價第二次評價通用塑料：25-250 kg通用橡膠：100-1000 kg合成纖維：500-2000 kg4. 新產(chǎn)品的開發(fā)澀讕覓崇唉鄉(xiāng)嘛巢椽扯鄧滄探碰基墨粕瀑望廈表佰反遭質(zhì)翅毅坎憋瘸膊摟高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章9 高分子合成工業(yè)的三廢處理與安全1. 三廢來源和處理廢氣主要來自氣態(tài)和易揮發(fā)單體積有機溶劑或單體合成過程中使用的氣體。粉塵則主要來自聚合后樹脂干燥過程。單體污染大氣的途徑大致有以下方面：a.生產(chǎn)裝置密閉性不夠而造成泄漏；b.清釜操作中或生產(chǎn)間歇中聚合釜內(nèi)殘

38、存的單體濃度過高；c.干燥過程中聚合物殘存的單體逸入大氣中。高分子合成工廠中污染水質(zhì)的廢水，主要來源于聚合物分離和洗滌操作排放的廢水和清洗設(shè)備產(chǎn)生的廢水。姓漾炔準(zhǔn)公飲莊圣拾絹菏表狡駿俱絡(luò)七失主稻畢殖坍患之脾它置扭紗囂沼高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章2. 生產(chǎn)安全高分子合成工廠中最易發(fā)生的安全事故是引發(fā)劑、催化劑、易燃單體、有機溶劑引起的燃燒與爆炸事故?？扇?xì)怏w、液體的蒸氣或有機固體與空氣混合時，當(dāng)達(dá)到一定的濃度范圍，遇火花就會引起激烈爆炸。例如乙烯的爆炸極限是2.7(下限)和34.0(上限) 。高分子合成工業(yè)所用的化學(xué)品、單體、溶劑、聚合用助劑、加工助劑等，有些已知為劇毒品、致癌物質(zhì)、具腐蝕性、可長期積累中毒等。胚筏晃廬間防了啃筐逐佯厚泵鵬舉撿絕秤膀撈柞慨磨唾蘆系冠光懶昨罩香高分子合成工藝第1章高分子合成工藝第1章10