高分子化學(xué)：第5章 聚合反應(yīng)實(shí)施方法

1、第五章 聚合反應(yīng)實(shí)施方法5.1.1 本體聚合1. 體系組成 單體、引發(fā)劑、少量其它助劑（顏料、增塑劑、潤(rùn)滑劑） 5.1 自由基聚合反應(yīng)的實(shí)施方法設(shè)備儀器簡(jiǎn)單 2. 優(yōu)點(diǎn) 反應(yīng)快、產(chǎn)率高 聚合物純度高、透明度好 可在聚合過程中直接成型 反應(yīng)溫度較難控制，易發(fā)生過熱現(xiàn)象 3. 缺點(diǎn) 控制方法：預(yù)聚法、連續(xù)法和轉(zhuǎn)化率法 氣體本體聚合低密度聚乙烯以乙烯為原料合成的高聚物稱為聚乙烯。其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為目前，乙烯的聚合方法就以所采用的壓力高低分為高壓法、中壓法和低壓法，所得的聚合物相應(yīng)地稱為高壓聚乙烯、中亞聚乙烯和低壓聚乙烯。1. 乙烯氣相本體聚合的特點(diǎn)聚合熱大（表5.1.1）聚合轉(zhuǎn)化率較低基于乙烯高壓聚合

2、的轉(zhuǎn)化率低,乙烯高溫高壓聚合，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)易發(fā)生以氧為引發(fā)劑時(shí)，存在著一個(gè)壓力和氧濃度的臨界值關(guān)系。 聚合生產(chǎn)方法釜式法管式法 乙烯高壓聚合生產(chǎn)過程圖6.5乙烯高壓聚合生產(chǎn)流程圖1-一次壓縮機(jī)2-分子量調(diào)節(jié)劑泵3-二次高壓壓縮機(jī)4(a)-釜式聚合反應(yīng)器4(b)-管式聚合反應(yīng)器5-引發(fā)劑泵6-減壓閥7-高壓分離器8-廢熱鍋爐9(a)-低壓分離器9(b)-擠出切粒機(jī)10-干燥器11-密煉機(jī)12-混合機(jī)13-混合物造粒機(jī)14-壓縮機(jī) 熔融本體聚合聚苯乙烯聚苯乙烯是苯乙烯系樹脂的主要品種之一，通常稱為通用級(jí)聚苯乙烯。現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯、聚氯乙烯的第三大塑料品種。苯乙烯連續(xù)熔融本體聚合的方法（1）

3、分段聚合，逐步排除反應(yīng)熱，最終達(dá)到聚合反應(yīng)完全。（2）聚合反應(yīng)到一定程度，轉(zhuǎn)化率約達(dá)到40%，分離出未反應(yīng)的單體循環(huán)使用。 苯乙烯聚合工藝過程預(yù)聚合后聚合冷卻、切粒與包裝 主要設(shè)備預(yù)聚釜塔式聚合反應(yīng)器圖5.1.2苯乙烯本體聚合流程圖單體、溶劑、引發(fā)劑 1. 組成 5.1.2 溶液聚合 反應(yīng)容易控制、生成的產(chǎn)物的分子量分布窄 2. 特點(diǎn) 溶劑的選擇 3. 應(yīng)注意問題 溶劑對(duì)單體的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)要小，否則會(huì)降低分子量； 溶劑的稀釋作用：溶解能力好，粘度大，容易發(fā)生自加速現(xiàn)象，反應(yīng)不易控制；溶解能力差，聚合物容易析出。 從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度：容易回收，無污染。 聚丙烯酰胺的合成單體: 丙烯酰胺 8-10%得到

4、膠體; 25-30%得到干粉.溶劑:水引發(fā)劑: 氧化還原體系; 過硫酸鹽-亞硫酸鹽體系.萬達(dá)集團(tuán)改造后10000t/a耐溫耐鹽聚合物生產(chǎn)工藝流程單體合成工段單體精制 配料罐聚合釜膠塊暫儲(chǔ)罐造粒干 燥 粉碎 包裝 聚丙烯酰胺的應(yīng)用 造紙工業(yè): 降濾失劑, 增強(qiáng)劑石油工業(yè): 泥漿添加劑；酸化、壓裂、固井、堵水和三次采油。水處理： 絮凝劑，提高澄清度。單體介質(zhì)：水 分散劑：有機(jī)高分子物質(zhì)；不溶于水的無機(jī)粉末；實(shí)驗(yàn)室一般用聚乙烯醇；工業(yè)上用：碳酸鎂、碳酸鈣等 5.1.3 懸浮聚合 1. 體系 Free Radical Suspension Polymerization Initiator - Wate

5、r InsolubleBead Size 5mm反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與本體聚合相同； 成本低、散熱好、安全、后處理容易 產(chǎn)物的純度不高 2. 特點(diǎn) 單體、水、乳化劑、引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑 5.1.4 乳液聚合 1. 體系 Free Radical Emulsion Polymerization Micelles 10-3 10-4 mm; Monomer Droplets 110 mm; Swollen Micelles 0.5mm 單體液滴：15000A，1011粒/ml；單體倉庫 膠束：50A 增溶膠束：60100A，1018粒/ml，反應(yīng)的場(chǎng)所2. 乳液聚合的過程 膠束增溶膠束M/P顆粒膠乳顆粒（0.10.5m）聚合速度快，比懸浮聚合和本體聚合快好幾倍。分子量高，在相同條件下，聚合度達(dá)2400，而溶液聚合僅能達(dá)300。 用水作介質(zhì)，散熱容易、成本低、經(jīng)濟(jì)安全。 體系粘度低，溫度容易控制。 所得乳膠