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聚合物合成工藝學(xué)1聚合反應(yīng)釜中攪拌器的形式有哪些適用范圍如何①常用攪拌器的形式有平槳式、旋槳式、渦輪式、錨式以及螺帶式等;②渦輪式和旋槳式攪拌器適于低粘度流體的攪拌;平槳式和錨式攪拌器適于高粘度流體的攪拌;螺帶式攪拌器具有刮反應(yīng)器壁的作用,特別適用于粘度很高流動(dòng)性差的合成橡膠溶液聚合反應(yīng)釜的攪拌。2簡(jiǎn)述合成樹(shù)脂與合成橡膠生產(chǎn)過(guò)程的主要區(qū)別。一合成橡膠生產(chǎn)中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反應(yīng)的乳液聚合法和離子與配位聚合反應(yīng)的溶液聚合法兩種。而合成樹(shù)脂的聚合方法則是多種的。合成樹(shù)脂與合成橡膠由于在性質(zhì)上的不同,生產(chǎn)上的差別主要表現(xiàn)在分離過(guò)程和后處理過(guò)程差異很大:①分離過(guò)程的差異:合成樹(shù)脂,通常是將合成樹(shù)脂溶液逐漸加入第二種非溶劑中,而此溶劑和原來(lái)的溶劑是可以混溶的,在沉淀釜中攪拌則合成樹(shù)脂呈粉狀固體析出。合成橡膠的高粘度溶液,不能用第二種溶劑以分離合成橡膠,其分離方法是將高粘度橡膠溶液噴入沸騰的熱水中,同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌,未反應(yīng)的單體和溶劑與一部分水蒸氣被蒸出,合成橡膠則以直徑10—20mm左右的橡膠析出,且懸浮于水中。經(jīng)過(guò)濾、洗滌得到膠粒。②后處理過(guò)程的差異:合成樹(shù)脂后處理方框圖:一干燥 干燥的粉狀合成樹(shù)脂 包裝 粉狀合成樹(shù)脂商品穩(wěn)定劑等潮濕的粉狀穩(wěn)定劑等合成樹(shù)脂 If[粒狀塑料均勻化 "一干燥 干燥的粉狀合成樹(shù)脂 混煉f造粒包裝粒狀塑料制品合成橡膠后處理方框圖:潮濕的粒狀合成橡膠r燥一壓塊包裝 合成橡膠制品3、高分子合成工業(yè)的“三廢”是如何產(chǎn)生的怎樣處理什么是“爆炸極限”①高分子合成工業(yè)所用的主要原料一單體和有機(jī)溶劑,許多是有毒的,甚至是劇毒物質(zhì)。由于回收上的損失或設(shè)備的泄漏會(huì)產(chǎn)生有害或有臭味的廢氣、粉塵污染空氣和環(huán)境。聚合物分離和洗滌排除的廢水中可能有催化劑殘?jiān)⑷芙獾挠袡C(jī)物質(zhì)和混入的有機(jī)物質(zhì)以及懸浮的固體微粒。這些廢水如果不經(jīng)過(guò)處理排入河流中,將污染水質(zhì)。此外,生產(chǎn)設(shè)備中的結(jié)垢聚合物和某些副產(chǎn)物會(huì)形成殘?jiān)虼烁叻肿雍铣晒I(yè)與其他化學(xué)工業(yè)相似,存在著廢氣、粉塵、廢水和廢渣等三廢問(wèn)題。②對(duì)于三廢的處理,首先在進(jìn)行工廠設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮將其消除在生產(chǎn)過(guò)程中,不得已時(shí)則考慮它的利用,盡可能減少三廢的排放量。必須進(jìn)行排放時(shí),應(yīng)當(dāng)了解三廢中所含各種物質(zhì)的種類和數(shù)量,有針對(duì)性地進(jìn)行回收利用和處理,最后再排放到綜合廢水處理場(chǎng)所。不能用清水沖淡廢水的方法來(lái)降低廢水中有害物質(zhì)的濃度。③一種可燃?xì)怏w、可燃液體的蒸汽或有機(jī)固體和空氣混合時(shí),當(dāng)達(dá)到一定的濃度范圍,遇火花就會(huì)引起激烈爆炸??砂l(fā)生爆炸的濃度范圍叫做爆炸極限。4、簡(jiǎn)述乙烯在高聚物合成方面的重要性。一乙烯可以合成各種單體,從而得到各種合成樹(shù)脂與合成橡膠。例如:CH2=CH2一聚乙烯CH2=CH2+CH3-CH=CH2一乙丙橡膠CH2=CH2+Cl2+O2—CH2Cl-CH2Cl—CH2=CHCl一聚氯乙烯CH2=CH2+CH3COOH+O2—CH2=CH-OOCCH3一聚乙酸乙烯酯一聚乙烯醇一維綸樹(shù)脂5、如何選擇自由基聚合的引發(fā)劑一首先,根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件,選擇適當(dāng)分解速度的引發(fā)劑。第二,根據(jù)引發(fā)劑的分解速度隨溫度的不同而變化,所以要根據(jù)反應(yīng)溫度選擇合適的引發(fā)劑。第三,根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑。第四,根據(jù)分解活化能(Ed)選擇引發(fā)劑。第五,根據(jù)引發(fā)劑的半衰期選擇引發(fā)劑。6、在自由基聚合生產(chǎn)中,主要采用什么方法控制產(chǎn)品的平均分子量一控制平均分子量的手段:(1)嚴(yán)格控制引發(fā)劑的用量,一般僅為千分之幾;(2)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和其他反應(yīng)條件;(3)選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于聚合物品種不同,采用的控制手段各有所側(cè)重,根據(jù)主要影響因素來(lái)選擇控制手段。7自由基聚合反應(yīng)的實(shí)施方法有哪幾種分別能生產(chǎn)哪些主要的高聚物品種自由基聚合反應(yīng)的實(shí)施方法有哪幾種分別能生產(chǎn)哪些主要的高聚物的品種一高分子聚合反應(yīng)實(shí)施方法有自由基聚合(本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合);離子與配位聚合(本體聚合、溶液聚合)。本體聚合生產(chǎn)的主要品種:LDPE、PS、PMMA等。懸浮聚合生產(chǎn)的主要品種:PVC、EPS、AS、ABS、PMMA、PTFE等。乳液聚合主要產(chǎn)品:合成樹(shù)脂如PVC、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯等,合成橡膠如SBR、NBR、CR。8比較懸浮聚合和乳液聚合、本體聚合的優(yōu)缺點(diǎn)。一懸浮聚合的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):用水作為連續(xù)相,聚合反應(yīng)熱易除去;操作安全;反應(yīng)體系粘度較低;溫度易控制;分離較容易;產(chǎn)品純度較乳液聚合的高。缺點(diǎn):分散體系不穩(wěn)定,間歇法生產(chǎn)。乳液聚合的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):聚合反應(yīng)熱清除較容易;反應(yīng)體系粘度低;分散體系的穩(wěn)定性優(yōu)良,可連續(xù)操作;產(chǎn)品乳液可直接用作涂料、粘合劑、表面處理劑。缺點(diǎn):分離過(guò)程較復(fù)雜,產(chǎn)生大量廢水,直接干燥能耗大;聚合物雜質(zhì)含量較高。本體聚合的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):無(wú)反應(yīng)介質(zhì),工藝過(guò)程簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):聚合反應(yīng)熱的散發(fā)困難,反應(yīng)溫度難以控制,一般先進(jìn)行預(yù)聚合,排除部分反應(yīng)熱;反應(yīng)后期粘度大,單體反應(yīng)不易進(jìn)行完全。9破乳方法有哪些乳液聚合工業(yè)生產(chǎn)中采用什么方法破乳一破乳方法:加電解質(zhì);改變PH值;冷凍破乳;機(jī)械破乳;稀釋破乳。工業(yè)生產(chǎn)中采用破乳的主要方法是在乳膠中加入電解質(zhì)并且改變pH值。10名詞解釋Ziegler-Natta催化劑:中文譯名“齊格勒-納塔”催化劑,由三乙基鋁與四氯化鈦組成,是一種優(yōu)良的定向聚合催化劑。催化劑又稱觸媒,可以組合成Ziegler-Natta觸媒的化合物種類相當(dāng)多,Ziegler-Natta觸媒可由下列的化合物組合而成:周期表中第IV到第VIII族的過(guò)渡金屬化合物,和周期表中第I到第III族的金屬所組成的有機(jī)金屬化合物。其中過(guò)渡金屬化合物為觸媒,而有機(jī)金屬化合物為助觸媒。爆炸極限:可燃物質(zhì)與空氣或氧氣必須在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合,形成預(yù)混氣,遇火源才會(huì)發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍成為爆炸極限,或爆炸濃度極限逐步加成反應(yīng):某些單體的官能團(tuán)可按逐步反應(yīng)的機(jī)理相互加成而獲得聚合物,但又不會(huì)析出小分子副產(chǎn)物,這種反應(yīng)稱為逐步加成聚合反應(yīng)。界面縮聚:兩種單體分別溶解在水及與水不相混溶的有機(jī)溶劑中,在常溫常壓下,在水和有機(jī)溶劑的界面進(jìn)行縮聚反應(yīng)的方法。工程塑料:是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料,是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。11、離子聚合與配位聚合反應(yīng)在工業(yè)上有哪些應(yīng)用聚合實(shí)施方法有哪些為什么不能采用懸浮聚合和乳液聚合生產(chǎn)一①陽(yáng)離子聚合反應(yīng)工業(yè)應(yīng)用:聚異丁烯:聚乙烯亞胺;聚甲醛。此外還可以合成端基為某功能團(tuán)的聚合物,具有功能性懸掛基團(tuán)的聚合物,嵌段共聚物,大單體。實(shí)施方法:乙烯基單體或某些雜環(huán)單體在陽(yáng)離子引發(fā)劑作用下生成相應(yīng)陽(yáng)離子進(jìn)行聚合的反應(yīng)陰離子聚合反應(yīng)工業(yè)應(yīng)用:合成分子量甚為狹窄的聚合物;合成利用先后加入不同種類單體進(jìn)行陰離子聚合的方法合成AB型,ABA型以及多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物;利用在聚合反應(yīng)結(jié)束時(shí)需要加入終止劑這一點(diǎn),合成某些具有適當(dāng)功能團(tuán)端基的聚合物。實(shí)施方法:有兩種情況,一是聚合引發(fā)劑和單體分子之間有兩個(gè)電子轉(zhuǎn)移而生成一個(gè)鍵;二是單電子轉(zhuǎn)移而不生成鍵,首先生成自由基離子,然后二聚成為雙離子。配位聚合反應(yīng)工業(yè)應(yīng)用:合成樹(shù)脂中HDPE、聚丙烯及其共聚物;合成橡膠中順丁橡膠(BR)、順式聚異戊二烯(合成天然橡膠)以及乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物(乙丙橡膠)。實(shí)施方法:乙烯和a-烯烴的配位聚合、1,3-烯烴配位聚合。②原因:離子聚合與配位聚合都使用相應(yīng)的催化劑進(jìn)行催化聚合反應(yīng),由于有些催化劑對(duì)H2O的作用是靈敏的?;蛴捎诜磻?yīng)過(guò)程中生成的碳正離子增長(zhǎng)鏈(??C+X-)、碳負(fù)離子增長(zhǎng)鏈(??C-M+)、陰離子配位鍵對(duì)HJ的作用是靈敏的,所以不能采用HJ為反應(yīng)介質(zhì)。因此與游離基聚合不同,不能采用以HJ為反應(yīng)介質(zhì)的懸浮聚合生產(chǎn)方法和乳液聚合生產(chǎn)方法進(jìn)行生產(chǎn)。而采用無(wú)反應(yīng)介質(zhì)的本體聚合方法或有反應(yīng)介質(zhì)存在的溶液聚合方法。12、工業(yè)上用于生產(chǎn)線型縮聚高聚物的方法有哪些各有何特點(diǎn)一熔融縮聚特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本低,可連續(xù)法生產(chǎn)直接紡絲,聚合設(shè)備的生產(chǎn)能力高。缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度高,要求單體和縮聚物在反應(yīng)溫度下不分解,單體配比要求嚴(yán)格,反應(yīng)物料粘度高,小分子不易脫除,局部過(guò)熱可能產(chǎn)生副反應(yīng),對(duì)聚合設(shè)備密封性要求高。廣泛用于大品種縮聚物。溶液縮聚特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是溶劑存在下可降低反應(yīng)溫度避免單體和產(chǎn)物分解,反應(yīng)平穩(wěn)易控制,可與產(chǎn)生的小分子共沸或與之反應(yīng)而脫除,聚合物溶液可直接用作產(chǎn)品。缺點(diǎn)是溶劑可能有毒、易燃,提高了成本,增加了縮聚物分離、精制、溶劑回收等工序,生產(chǎn)高分子量產(chǎn)品時(shí)須將溶劑蒸出后進(jìn)行熔融縮聚。適用于單體或縮聚物熔融后易分解的產(chǎn)品生產(chǎn)。界面聚合的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件緩和,反應(yīng)時(shí)不可逆的,對(duì)兩種單體的配比要求不嚴(yán)格。缺點(diǎn)是必須使用高活性單體,需要大量溶劑,產(chǎn)品不易精制。適用于氣液相、液-液相界面縮聚和芳香族酰氯生產(chǎn)芳酰胺等特種性能聚合物。固相縮聚的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度低于熔融縮聚溫度,反應(yīng)條件緩和。缺點(diǎn)是原料需充分混合,要求達(dá)一定細(xì)度,反應(yīng)速度低,小分子不易擴(kuò)散脫除。適用于提高已生產(chǎn)的縮聚物的分子量以及難溶的芳族聚合物的生產(chǎn)。13、簡(jiǎn)述影響線型縮聚高聚物分子量的影響因素。一①線型高分子量縮聚物生產(chǎn)過(guò)程中單體轉(zhuǎn)化率的高低對(duì)產(chǎn)品的平均分子量產(chǎn)生重要影響;②縮聚物生產(chǎn)過(guò)程中兩種二元官能團(tuán)單體的摩爾比應(yīng)嚴(yán)格相等,而加入適量的一元官能團(tuán)單體以控制產(chǎn)品的平均分子量;③縮聚反應(yīng)生成的小分子化合物須及時(shí)用物理方法或化學(xué)方法除去,其殘存量對(duì)聚合度產(chǎn)生明顯影響。14、具有反應(yīng)活性的低聚物可分為哪兩類各舉兩例。一具有反應(yīng)活性的低聚物有(1)反應(yīng)性官能團(tuán)為可發(fā)生縮聚反應(yīng)的合成樹(shù)脂:酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等。(2)反應(yīng)性官能團(tuán)為不能發(fā)生縮聚反應(yīng)的合成樹(shù)脂:不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、端羥基聚醚或聚酯等。15、生產(chǎn)聚氨酯的主要原料有哪些簡(jiǎn)述聚氨酯的合成原理。一聚氨酯(PUR):塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑。是世界五大塑料之一,主要產(chǎn)品是泡沫塑料,占78%。生產(chǎn)聚氨酯原料有異氰酸酯,多元醇化合物(包括聚醚多元醇,聚酯多元醇,其他類型的多元醇)。聚氨酯的合成原理:1.異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng):(1)異氰酸酯與含活潑氫化合物間的反應(yīng);2.異氰酸酯的自聚反應(yīng):(1)芳香族異氰酸酯的二聚反應(yīng)(2)異氰酸酯的三聚反應(yīng)(3)異氰酸酯的線型聚合反應(yīng)(4)異氰酸酯的脫二氧化碳縮聚反應(yīng);3.二元(或多元)異氰酸酯和二元(或多元)醇:(1)一步法,由異氰酸酯和醇直接反應(yīng),如雙組分的聚氨酯粘合劑,聚氨酯泡沫塑料也可由一步法直接合成(2)兩步法(預(yù)聚體法),第一步:合成預(yù)聚體,二元醇和過(guò)量的二元異氰酸酯反應(yīng),生成兩端皆為-NCO基團(tuán)的加成物。第二步:預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。(3)擴(kuò)鏈反應(yīng);(4)交聯(lián)反應(yīng)。16、PE的主要品種有哪些各有什么特點(diǎn)生產(chǎn)方法如何簡(jiǎn)述工藝流程(寫典型工藝)。影響PE性能的因素有哪些一①主要品種有:(1)高壓低密度聚乙烯(LDPE)?cm3;(2)線型低密度和中等密度聚乙烯(LLDPE)?cm3;(3)高密度聚乙烯(HDPE)?cm3。此外,還有超高分子量聚乙烯、改性聚乙烯(交聯(lián)、氯化、氯磺化、接枝)等品種。②其品種特點(diǎn):(1)LDPE:支鏈多,結(jié)晶度低,密度低;用途:薄膜(農(nóng)膜、包裝膜)、涂層、注塑產(chǎn)品等;方法:本體聚合。(2)HDPE:支鏈少,結(jié)晶度高,密度高;用途:注塑、吹塑、擠出;方法:配位聚合,淤漿法、溶液法和氣相法。(3)LLDPE:由共聚單體引入短支鏈,結(jié)晶度低,密度低;用途:薄膜、注塑、滾塑、擠塑;③方法:氣相法(本體聚合),溶液法,淤液法。工藝流程圖1LDPE高壓下經(jīng)自由基聚合得到。(1)原料準(zhǔn)備乙烯純度%以上,單程轉(zhuǎn)化率15?30%,循環(huán)使用;分子量調(diào)節(jié)劑:丙烯、丙烷、乙烷;其他添加劑:抗氧劑、潤(rùn)滑劑、開(kāi)口劑、抗靜電劑等。(2)催化劑配制引發(fā)劑:氧或過(guò)氧化物(3)聚合過(guò)程 氣相本體聚合條件:溫度130?350℃,壓力122?303MPa,聚合停留時(shí)間15s?2min。4)單體回收與PE后處理單體回收:高壓分離器、低壓分離器。PE后處理:加入抗氧劑等助劑、混合造粒、二次造粒。
2LLDPE(1)氣相法(本體聚合)超壞壓砧機(jī)Unipol工藝采用流動(dòng)床反應(yīng)器,由美國(guó)聯(lián)碳公司(UCC)開(kāi)發(fā),現(xiàn)已成為使用最普遍、最重要的LLDPE生產(chǎn)技術(shù),約有50%的LLDPE采用該工藝生產(chǎn)。超壞壓砧機(jī)以SiO2為載體,Mg-Ti-ED催化體系,活性已高達(dá)300?500KgPE/gTi,90年代茂金屬催化劑開(kāi)始用于該工藝。最大單線生產(chǎn)能力已達(dá)30萬(wàn)噸/年。反應(yīng)條件:溫度90?100℃;壓力;單程轉(zhuǎn)化率2%,反應(yīng)熱靠循環(huán)氣帶走。英國(guó)BP公司Innovene工藝,與Unipol相似。⑵溶液法單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)88?95%,但需回收溶劑,流程長(zhǎng)、設(shè)備多、投資較大。單體循環(huán)國(guó)以4中國(guó)靖諭怯流程圖乙簫法案單休溶劑加拿大Dupont公司的Sclair工藝:采用V-Ti改性的齊格勒催化劑,以環(huán)己烷為溶劑,反應(yīng)溫度100?300℃,壓力?,物料在反應(yīng)器中停留單體循環(huán)國(guó)以4中國(guó)靖諭怯流程圖乙簫法案單休溶劑美國(guó)Dow化學(xué)公司的Dowlex工藝:以飽和異構(gòu)烷烴C8?C9為溶劑。⑶淤液法主要用來(lái)生產(chǎn)HDPE。美國(guó)Phillips公司通過(guò)改進(jìn)催化劑調(diào)整工藝條件,使原來(lái)生產(chǎn)HDPE的環(huán)管淤液法能生產(chǎn)LLDPE。以異丁烷為溶劑,1-丁烯或1-己烯為共聚單體,催化劑為鉻系。反應(yīng)溫度70?80℃,壓力3?4MPa,停留時(shí)間1h,乙烯轉(zhuǎn)化率〉97%。1高密度聚乙烯(HDPE)日本三井油化淤漿法工藝HDPE既包括乙烯均聚物,也包括乙烯與少量a烯烴的共聚物,密度在及以上,結(jié)晶度較高。(UHMWPE完全沒(méi)有支鏈,因相對(duì)分子量很高,結(jié)晶度低,密度只有cm3)配位聚合,催化劑及生產(chǎn)工藝與LLDPE相似,主要采用淤漿法、溶液法和氣相法。1主要原料:?jiǎn)误w乙烯;分子量調(diào)節(jié)劑氫氣;共聚單體丙烯或1-丁烯;反應(yīng)介質(zhì)己烷。2催化劑配制(Z-N催化劑)PZ催化劑;淡棕色或灰色粉末,鈦、鋁、鎂、氯、氧等;AT催化劑:含三乙基鋁(wt)%。3聚合:2個(gè)聚合釜串聯(lián)或并聯(lián),每釜90m3。聚合控制參數(shù):漿液濃度、溫度、液面、時(shí)間、加料等。聚合物性質(zhì)控制:熔體指數(shù)、密度、非牛頓指數(shù)。4分離和干燥:臥式離心機(jī)、蒸氣管回轉(zhuǎn)干燥器。5造粒:加抗氧劑、鹵素吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑等助劑,造粒機(jī)擠出造粒。影響PE性能的因素:密度是影響聚乙烯性能的主要因素,密度增加,對(duì)氣體的屏蔽性、硬度、耐磨性、拉伸強(qiáng)度、剛性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及表面光潔度等性能提高;降低密度則柔韌性、耐應(yīng)力破裂性、透明性及伸長(zhǎng)性提高,冷流性和收縮率降低。此外,聚乙烯的分子量及其分布對(duì)其性能也產(chǎn)生重要影響。17PP的生產(chǎn)方法有哪些簡(jiǎn)述工藝流程一PP有等規(guī)、間規(guī)、無(wú)規(guī)三種立體異構(gòu)物,工業(yè)生產(chǎn)的PP要求等規(guī)PP含量在95%以上。采用配位聚合。生產(chǎn)方法:溶劑淤漿法,間歇液相本體PP。間歇液相本體聚合法:?jiǎn)胃g歇操作,反應(yīng)釜容積多為12m3;原料丙烯主要來(lái)自煉廠氣,純度〉%;催化劑采用Z-N催化劑體系,用高純度H2調(diào)節(jié)PP分子量。反應(yīng)條件:操作壓力?,溫度75?80℃,時(shí)間3?6h,轉(zhuǎn)化率70%左右。反應(yīng)達(dá)到“干鍋”狀態(tài)時(shí),回收未反應(yīng)的丙烯,回收壓力?。從反應(yīng)釜出來(lái)的物料進(jìn)入閃蒸釜,通N2置換丙烯,通空氣使催化劑脫活,得到 粉 狀 的 PP 。S湎PQ1最嵇生產(chǎn)工墉程國(guó)S湎PQ1最嵇生產(chǎn)工墉程國(guó)1-環(huán)戰(zhàn)反疸曲L域悔屬曲郴f3一覺(jué)4床我兼反應(yīng)Jh
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】毋一為iW去活:此一分需德卜17一丙搦腎屐器,18-丙端回收iia】g—耳空緞沖嶂:2D一真空復(fù)采用液相預(yù)聚合、液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的方法:液相均聚反應(yīng)一般都采用兩組串聯(lián)的環(huán)管反應(yīng)器,每組反應(yīng)器由四根管子組成。預(yù)聚合后催化劑淤漿先進(jìn)第一組環(huán)管反應(yīng)器,另加丙烯和H2;再送到第二組環(huán)管反應(yīng)器,另加丙烯和H2;淤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在55%左右。反應(yīng)溫度40?70℃,壓力3?。聚合物淤漿從第二組反應(yīng)器底部出來(lái),經(jīng)過(guò)一條加熱管(閃蒸線),使單體全部汽化,進(jìn)入旋風(fēng)式閃蒸罐分離。18聚苯乙烯類樹(shù)脂主要有哪些分別采用什么方法生產(chǎn)畫出方框流程圖。一聚苯乙烯類樹(shù)枝主要有:通用型PS;可發(fā)性PS;苯乙烯-丙烯月青共聚樹(shù)脂;高抗沖PS;苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚樹(shù)脂;苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹(shù)脂(ABS)。1通用型采用方法:本體聚合法,溶液本體法(改良本體法)和懸浮聚合法。聚合條件:預(yù)聚溫度80?120℃,轉(zhuǎn)化率20?50%;聚合溫度120?180℃,轉(zhuǎn)化率55?95%;物料停留時(shí)間:4?8小時(shí)。溶劑用量為2%?30%。后處理:送入閃蒸器脫除可揮發(fā)組分。閃蒸罐閃蒸器轉(zhuǎn)膜蒸發(fā)器脫揮發(fā)擠出機(jī)2.懸浮聚合法油相:苯乙烯、共聚單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等;水相:去離子水、分散劑(無(wú)機(jī)分散劑)。引發(fā)劑:多采用混合引發(fā)劑;主分散劑:常用磷酸三鈣(磷酸鈉+氯化鈣);助分散劑:表面活性劑如石油磺酸鈣等。反應(yīng)溫度80?140℃;時(shí)間5?24h,一般8?9h。與本體法相比,懸浮法產(chǎn)品透明度較差,質(zhì)量不如本體法穩(wěn)定,自動(dòng)化程度較低,運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高,且有大量污水排出。因此,懸浮法生產(chǎn)GPPS已逐漸被淘汰,現(xiàn)主要用于苯乙烯共聚物及可發(fā)性PS(EPS)的生產(chǎn)。高抗沖聚苯乙烯采用方法:本體法、本體-懸浮法等,多用本體法,工序如下:橡膠一溶解一本體預(yù)聚一本體聚合一擠出造粒一產(chǎn)品送tt胤*?.*鼓坤rj國(guó)?。菟蛅t胤*?.*鼓坤rj國(guó)小]g泰乙幅懸浮聚合新程圖苯乙烯、水、分散劑、引發(fā)劑一聚合一洗滌一離心脫水一干燥一篩分一料倉(cāng)水、發(fā)泡劑、分散劑一浸漬一洗滌一脫水干燥一包裝丙烯腈-苯乙烯共聚樹(shù)脂采用方法:本體法、懸浮法制得,其中本體法占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。本體法:聚合熱的移除單靠夾套冷卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,最有效的移熱方法是不斷加入冷的單體,讓部分單體和溶劑蒸發(fā)也是移熱的好措施??刹捎脝胃獫M料聚合工藝、單釜不滿料聚合工藝、雙釜串聯(lián)滿料聚合工藝。ABS樹(shù)脂采用方法:乳液聚合法、本體聚合法、本體懸浮法、乳液-懸浮法
及乳液-本體法。19氯乙烯的生產(chǎn)方法有哪些生產(chǎn)工藝及其產(chǎn)品各有何特點(diǎn)畫出方框流程圖。一聚氯乙烯生產(chǎn)方法:自由基懸浮聚合(主要方法),乳液聚合,微懸浮聚合。PVC懸浮聚合法工藝:工藝條件控制:反應(yīng)溫度波動(dòng)土。0。單體:純度〉%;反應(yīng)介質(zhì):去離子水;主分散劑:纖維素醚、聚乙烯醇、明膠;助分散劑:表面活性劑;引發(fā)劑:多用復(fù)合引發(fā)劑。聚合溫度50?60℃。其他助劑:鏈迫 氯工肆本岸睪七生I"司后夫迫 氯工肆本岸睪七生I"司后夫;楓士玲£如+母里咨3/F區(qū)厲主,『整圾己西亡中「一鹿忖』斗陣;6一牌子]一印罄珞1.r的輯甥::…比色烈.IC冷觀相二一A,空至f1士余I.三一燈引::|一銅乙烯國(guó)聯(lián)蕓It本體聚合:本體聚合用液態(tài)氯乙烯(VC)作懸浮劑,PVC不溶于VC,在攪拌下生成顆粒,成粒機(jī)理與懸浮聚合法相似。(1)預(yù)聚合采用立式不銹鋼熱壓釜,容積8?25m3,聚合溫度62?75℃,轉(zhuǎn)化率7?12%,反應(yīng)時(shí)間30min。(2)聚合反應(yīng)釜現(xiàn)采用立式聚合釜,容積12?50m3,反應(yīng)時(shí)間3?9小時(shí)。優(yōu)點(diǎn):不需要經(jīng)過(guò)干燥工序,設(shè)備生產(chǎn)能力大,生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品性能好,三廢少。缺點(diǎn):未反應(yīng)的單體難以充分脫除,會(huì)產(chǎn)生10%的大顆粒,須經(jīng)篩分、研磨為合格品。乳液聚合:用于生產(chǎn)PVC糊樹(shù)脂,制作人造革、泡沫塑料、搪塑制品。
微懸浮聚合:微懸浮聚合分兩個(gè)階段:均化階段和聚合階段。均化是將用』之液蝴氯乙喏三上方瑪油溶性引發(fā)劑、乳化劑、水、單體等借助均勻分散設(shè)備,使之形成均勻乳液;聚合是將均化好的細(xì)小單體液滴按懸浮聚合方式進(jìn)行升溫聚合。特點(diǎn):含固量高,穩(wěn)定性高,設(shè)備投資大,能耗大。用』之液蝴氯乙喏三上方瑪20出酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂的主要單體及聚合反應(yīng)。一酚醛樹(shù)脂原料:酚類:主要是苯酚;醛類:以甲醛為主??s聚反應(yīng)兩步:I羥甲基化反應(yīng);II縮合反應(yīng)。強(qiáng)酸催化:反應(yīng)H快,熱塑性酚醛樹(shù)脂(酸法樹(shù)脂)。堿催化:反應(yīng)I快,生成多羥甲基衍生物,受熱后可固化,熱固性酚醛樹(shù)脂(堿法樹(shù)脂)。氨基樹(shù)脂原料:氨基化合物:脲(H2N-CO-NH2)最重要,三聚氰胺次之;醛類化合物:甲醛水溶液??s聚反應(yīng)兩步:I羥甲基化反應(yīng);II縮合反應(yīng)。間歇法生產(chǎn),以六亞甲基四胺為催化劑,縮聚后得氨基樹(shù)脂水溶液,經(jīng)處理后得電玉粉、玻纖模壓料。21寫出環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂的主要單體、固化劑及固化機(jī)理。一環(huán)氧樹(shù)脂原料:雙酚人、環(huán)氧氯丙烷,NaOH為催化劑。反應(yīng)分兩步進(jìn)行:I開(kāi)環(huán)加成;II脫除HCl形成環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧樹(shù)脂固化機(jī)理:1催化固化機(jī)理(1)路易氏酸作用下為陽(yáng)離子聚合機(jī)理(BF3)(2)路易氏堿作用下為陰離子聚合機(jī)理(叔胺);2固化劑參與固化反應(yīng)的固化機(jī)理(1)胺類與環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng),伯胺基含有兩個(gè)活潑氫,可與兩個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)。(2)酸酐與環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)(酯化反應(yīng))。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑:(1)胺類固化劑(活性大,可室溫固化),(2)酸酐固化劑。不飽和聚酯樹(shù)脂原料:不飽和二元酸:順丁烯二酸或其酸酐(馬來(lái)酸酐);飽和二元酸:鄰苯二甲酸酐、間苯或?qū)Ρ蕉姿岬龋欢迹罕?、二乙二醇等。不飽和聚酯?shù)脂的固化過(guò)程:1固化劑自由基引發(fā)劑:BPO、過(guò)氧化甲乙酮等;活化劑(促進(jìn)劑):環(huán)烷酸鉆、二甲基苯胺等(室溫)。2凝膠和固化。22工程塑料有哪些說(shuō)明其聚合方法。一通用工程塑料:聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚對(duì)苯二甲酸酯類(PBT,PET)。聚酰胺的合成與生產(chǎn)流程:尼龍-1010的合成原理皂化 氨化 加氫”一匹蓖麻油 ?癸二酸 ?癸二腈 ?癸二胺堿裂 脫水蓖麻油精制精癸二酸 中和尼龍-1010鹽 —脫水 尼龍-1010T聚聚碳酸酯(PC)的合成方法:(1)酯交換法雙酚A與碳酸二苯酯在高溫、高真空條件下熔融縮聚;(2)光氣法(主要方法)光氣和雙酚A在常溫、常壓下進(jìn)行界面縮聚。聚甲醛(POM)的合成化學(xué):1甲醛的聚合;高純度的無(wú)水甲醛可以進(jìn)行陰離子或陽(yáng)離子聚合,工業(yè)上采用陰離子聚合,對(duì)單體甲醛純度要求高。2三聚甲醛的聚合三聚甲醛是碳氧原子構(gòu)成的六元雜環(huán),在陽(yáng)離子型引發(fā)劑引發(fā)下可開(kāi)環(huán)聚合。聚合工藝主要采用本體聚合和溶液聚合。聚苯醚(PPO)合成與生產(chǎn)工藝2,6-二甲基苯酚與氧發(fā)生氧化-偶合反應(yīng);溶液縮聚法:以吡啶、苯、氯苯為反應(yīng)介質(zhì);沉淀縮聚法:將溶劑和沉淀劑混合作為反應(yīng)介質(zhì)。聚合物合成工藝學(xué)一習(xí)題指導(dǎo).簡(jiǎn)述高分子材料的主要類型,主要品種以及發(fā)展方向答:天然高分子和合成高分子.天然-棉麻等;合成-塑料橡膠纖維等.向耐候性,耐熱性,耐水性,功能性,環(huán)保性合成高分子發(fā)展.高分子合成材料的生產(chǎn)過(guò)程答:1)原料準(zhǔn)備與精制過(guò)程特點(diǎn):單體溶劑等可能含有雜質(zhì),會(huì)影響到聚合物的原子量,進(jìn)而影響聚合物的性能,須除去雜質(zhì)意義:為制備良好的聚合物做準(zhǔn)備2)催化劑配制過(guò)程特點(diǎn):催化劑或引發(fā)劑的用量在反應(yīng)中起到至關(guān)重要的作用,需仔細(xì)調(diào)制.意義:控制反應(yīng)速率,引發(fā)反應(yīng)3)聚合反應(yīng)過(guò)程特點(diǎn):單體反應(yīng)生成聚合物,調(diào)節(jié)聚合物的分子量等,制取所需產(chǎn)品意義:控制反應(yīng)進(jìn)程,調(diào)節(jié)聚合物分子量4)分離過(guò)程特點(diǎn):聚合物眾位反應(yīng)的單體需回收,溶劑,催化劑須除去意義:提純產(chǎn)品,提高原料利用率5)聚合物后處理過(guò)程特點(diǎn):聚合物中含有水等;需干燥.意義:產(chǎn)品易于貯存與運(yùn)輸6)回收過(guò)程特點(diǎn):回收未反應(yīng)單體與溶劑意義:提高原料利用率,降低成本,防止污染環(huán)境.簡(jiǎn)述高分子合成材料的基本原料(即三烯三苯乙炔)的來(lái)源答:石油化工路線煤炭路線其他原料路線.簡(jiǎn)述石油裂解制烯烴的工藝過(guò)程答:石油裂解裝置大多采用管式裂解爐.石油裂解過(guò)程是沸點(diǎn)在350C左右的液態(tài)烴,在稀釋劑水蒸氣的存在下,于750-820高溫裂解化為低級(jí)烯烽,二烯烴的過(guò)程.畫出C4餾分制取丁二烯的流程簡(jiǎn)圖,并說(shuō)明采用兩次萃取.精餾及簡(jiǎn)單精餾的目的答:萃取精餾是用來(lái)分離恒沸點(diǎn)混合物或揮發(fā)度相近的液體混合物的特殊精餾方法.以上操作過(guò)程目的是為了得C4餾分中的丁烷,丁烯與丁二烯分離.簡(jiǎn)單精餾則是為了出去甲基乙炔,2-順丁烯1,2-丁二烯與高沸點(diǎn)物.試述合成高分子材料所用的單體的主要性能,在貯存,運(yùn)輸過(guò)程中以及在使用時(shí)應(yīng)注意那些問(wèn)題答:主要性能:能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的單體分子應(yīng)當(dāng)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的活性官能團(tuán)或原子,僅含有兩個(gè)聚合活性官能度的單體可以生成高分子量的線形結(jié)構(gòu)高分子化合物,分子中含有兩個(gè)以上聚合活性官能度的單體則要求生產(chǎn)分子量低的具有反應(yīng)活性的聚合物1)防止與空氣接觸產(chǎn)生易爆炸的混合物或產(chǎn)生過(guò)氧化物2)提供可靠的措施保證在任何情況下貯罐不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的壓力,以免貯罐爆炸3)防止有毒易燃的單體泄露出貯罐管道泵等輸送設(shè)備4)防止單體貯存過(guò)程發(fā)張自聚現(xiàn)象,必要時(shí)添加阻聚劑5)貯罐應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離反應(yīng)裝置以免減少著火危險(xiǎn)6)為防止貯罐內(nèi)進(jìn)入空氣高沸點(diǎn)單體的貯罐應(yīng)當(dāng)采用氮?dú)獗Wo(hù).為防止單體受熱后產(chǎn)生自聚現(xiàn)象,單體貯罐應(yīng)當(dāng)防止陽(yáng)光照射并且采取隔熱措施;或安裝冷卻水管,必要時(shí)進(jìn)行冷卻..自由基集合過(guò)程中反應(yīng)速度和聚合物分子量與哪些因素有關(guān)工藝過(guò)程如何調(diào)節(jié)答:影響因素:聚合反應(yīng)溫度,引發(fā)劑濃度,單體濃度,鏈轉(zhuǎn)劑種類和用量.反應(yīng)溫度的升高,所得聚合物的平均分子量降低嚴(yán)格控制引發(fā)劑用量,一般僅為千分之幾,嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度在一定范圍內(nèi)和其他反應(yīng)條件;選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量,由于聚合物品種的不同,采用的控制手段可能各有側(cè)重,如PVC生產(chǎn)中主要定向單體轉(zhuǎn)移,而速度與溫度無(wú)關(guān).一苯乙烯的本體聚合為例,說(shuō)明本體聚合的特點(diǎn)答:預(yù)聚合:原料苯乙烯自苯乙烯車鑒定師送到苯乙烯貯槽,在高位槽中進(jìn)行預(yù)聚,反應(yīng)溫度為80--100C,聚合物濃度高,預(yù)聚溫度可提高到115--120C.而后反應(yīng)后聚合,在聚合塔內(nèi)再升溫,循環(huán)反應(yīng),使發(fā)寧完全特點(diǎn):方法較簡(jiǎn)單,相對(duì)放熱量較大,有自動(dòng)加速效應(yīng),形成的聚合物分子量分布較寬,本體聚合流程短,設(shè)備少,易于連續(xù)化,生產(chǎn)能力大,產(chǎn)品純度高,透明性好,此法適合生產(chǎn)板材和其他型材.高壓聚乙烯分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是怎么樣形成的,對(duì)聚合物的加工性能有何影響答:高溫狀況下,PE分子間的距離縮短,且易與自由基碰撞反應(yīng),很容易發(fā)生本分子鏈轉(zhuǎn)移,支鏈過(guò)多,這種PE加工流動(dòng)性好,.可以采取中空吹塑,注塑,擠出成型等加工方法,具有良好的光學(xué)性能,強(qiáng)度,柔順性,封合性,無(wú)毒無(wú)味,良好的電絕緣性.試述聚苯乙烯和有機(jī)玻璃的優(yōu)缺點(diǎn)及改型方向.答:St:尺寸穩(wěn)定性好,收縮率好吸濕性低,高折光率,易著色,導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化而變化,具有良好的介電性你能和絕緣性,力學(xué)性能優(yōu)異,耐堿、鹽酸、磷酸、硼酸等,易燃燒,易發(fā)生靜電,但不耐硝酸,不溶于非極性烷烽,但易溶于苯,甲苯,二甲苯中,耐候性差,易發(fā)生脆化.改性方向:高抗沖擊性(加入彈性體),可發(fā)性PS(加入發(fā)泡劑),與其他單體進(jìn)行共聚,有ASAASMBSABS等PMMA:高透明性,無(wú)毒無(wú)味,且耐候性良好,優(yōu)異的無(wú)傳導(dǎo)性,具有獨(dú)特的電性能,耐電弧性及不漏電性能好.缺點(diǎn):力學(xué)性能中等,表面硬度低,易被劃傷,具有一定的脆性.改性:采用MMA與丁二烯共聚,具有表面硬度高,抗沖擊性好,MMA與a-甲基苯乙烯共聚,具有很好的加工成型性..懸浮聚合機(jī)械攪拌與分散劑各有什么重要作用,他們對(duì)聚合物顆粒狀態(tài)有什么影響答:機(jī)械攪拌一防止兩項(xiàng)因密度不同而分層分散劑-防止粘稠的液滴粘結(jié)成大粒子進(jìn)而防止結(jié)塊懸浮聚合反應(yīng)釜中的單體受到攪拌剪切力的作用,被打碎成帶條狀,再在表面引力作用下形成球狀小液滴,小液滴在攪拌作用下碰撞而凝結(jié)成大液滴,重新被打碎成小液滴,而處于動(dòng)態(tài)配橫..懸浮聚合與本體聚合相比有那些特點(diǎn)答:1)以水為分散介質(zhì),價(jià)廉,不需回收安全,易分離.2)懸浮聚合體粘度低,溫度易控制,3)顆粒形態(tài)較大,可以制成不同粒徑的粒子4)需要一定的機(jī)械攪拌和分散劑5)產(chǎn)品不如本體聚合純凈13.均相與非均相粒子狀態(tài)有什么區(qū)別,他們是怎么形成的.均相粒子:透明的圓球狀,生成的聚合物可溶于單體液滴,形成粘稠液體粘度隨轉(zhuǎn)化率上升而上升,當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率上升到一定程度,聚合物占優(yōu)勢(shì)后,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯膱A球狀顆粒.非均相粒子:不透明不規(guī)整,當(dāng)生成的聚合物不溶于單體液滴,則鏈增長(zhǎng)到一定程度時(shí)就會(huì)有沉淀析出,生成初級(jí)粒子,然后聚集成次級(jí)粒子,為非均相相成核.緊密型與疏松型顆粒的PVC有何區(qū)別這些區(qū)別是如何形成的答:XJ-規(guī)整的圓球狀;XS-多孔性不規(guī)則顆粒.所選用的分散劑不同,疏松型的PVC樹(shù)脂吸收增塑劑的速度明顯高于緊密型.緊密型采用明膠為分散劑,疏松型采用適當(dāng)水解度的聚乙烯醇和水溶性纖維素醚..常用的懸浮劑有哪些類型,各有什么特點(diǎn)答:1)水溶性高分子分散劑:高分子保護(hù)膠的作用在于兩液滴之間形成高分子保護(hù)膜層,從而阻止了兩液滴凝結(jié);保護(hù)明膠被液滴表面吸附而產(chǎn)生定向排列,產(chǎn)生空間位阻作用.2)無(wú)機(jī)粉狀分散劑:在液滴表面形成物理保護(hù)層,且顆粒越細(xì)越穩(wěn)定,可在高溫下使用,可用稀酸除去..懸浮聚合中主要物系組成及其作用答:物系組成:懸浮聚合是多相聚合體系,其中聚合體系由單體分散相(簡(jiǎn)單單體相)和水連續(xù)相(水相)組成.單體想主要由單體引發(fā)劑組成,必要時(shí)還有調(diào)節(jié)劑和其他一些特定的配合齊(單體作為反應(yīng)原料引發(fā)劑,誘導(dǎo)使反應(yīng)進(jìn)行.其他組分如調(diào)節(jié)劑,發(fā)泡劑等來(lái)調(diào)節(jié)性能.水溶液相主要由水,分散劑及其他助劑所組成.用來(lái)對(duì)水質(zhì)控制酸堿度,硬度,氯離子含量及機(jī)械雜質(zhì)等..簡(jiǎn)述PVC懸浮聚合工藝過(guò)程答:首先將去離子水,分散劑及除引發(fā)劑以外的各種助劑,經(jīng)計(jì)量后加于聚合反應(yīng)釜中,然后加劑量的氯乙烯單體,升溫至規(guī)定的溫度.加入引發(fā)劑溶液或分散液,聚合反應(yīng)隨時(shí)開(kāi)始,夾套同低溫水進(jìn)行冷卻,在聚合反應(yīng)激烈階段應(yīng)通5c以下的低溫水,嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度波動(dòng)不超過(guò)正負(fù).當(dāng)反應(yīng)釜壓力下降至規(guī)定值后結(jié)束反應(yīng),方法為鏈終止劑,然后進(jìn)入單體回收,干燥,篩選出去大顆粒后,包裝得產(chǎn)品..試述懸浮聚合中主要影響因素有那些(懸浮聚合中影響顆粒大小及其分布)答:反應(yīng)器幾何形狀的影響;操作條件的影響;材料因素-如兩相液滴動(dòng)力粘度,密度和表面張力等;分散劑..苯乙烯懸浮聚合有兩種工藝:即高溫聚合和低溫聚合,分析對(duì)比兩種方法的配方及工藝過(guò)程答:高溫:ST(100)去離子水(140-160)NaCO3(10%)MgSO4(16%)苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物鈉鹽0..122,6-叔丁基對(duì)苯酚.工藝過(guò)程:ST高溫懸浮聚合在釜式壓力反應(yīng)器中間歇操作,初始反應(yīng)T為80C,逐漸升溫到140,反應(yīng)t為5-24H,然后酸洗,再經(jīng)離心分離,脫水干燥,添加必要的助劑后制成成品料粒低溫:苯乙烯100;過(guò)氧化異丙苯;石油,醚6-10;紫外線吸收劑(UV-9);分散劑()PVA)4-6;抗氧化劑264;軟水200-300.工藝過(guò)程:a.發(fā)泡劑處理b.操作條件-壓力(表壓).;溫度C90-100;時(shí)間4hc預(yù)發(fā)泡d熟化e成型..苯乙烯及氯乙烯懸浮聚合法的生產(chǎn)工藝及粒子的形成過(guò)程有何差別答:苯乙烯:生產(chǎn)工藝:原材料-ST單體,引發(fā)劑阻聚劑,去離子水;工藝過(guò)程-高溫聚合和低溫聚合,P溶于M,使液滴逐漸變成透明粘稠,最后變成透明的圓球狀顆粒,PVC聚合物不溶于單體,隨著聚合物鏈的增長(zhǎng),逐漸沉淀出來(lái),形成初級(jí)粒子,經(jīng)過(guò)凝聚后,形成次級(jí)粒子,最后形成不規(guī)則不透明的顆粒.試述乳液聚合物系及其作用答:單體:聚合物單體材料原材料水:比熱大,易于清楚反應(yīng)熱,降低體系粘度,構(gòu)成連續(xù)相,使液滴分散,溶解引發(fā)劑,PH調(diào)節(jié)劑等.乳化劑:使單體在乳狀液中穩(wěn)定;使單體在膠術(shù)中增溶,使聚合物粒子穩(wěn)定,增加集合物穩(wěn)定性,對(duì)乳液聚合起脆化作用,形成產(chǎn)生鏈轉(zhuǎn)移或阻聚作.引發(fā)體系:在一定條件下分解產(chǎn)生自由基,從而引發(fā)反應(yīng)..乳液聚合生產(chǎn)方法特點(diǎn)答:a集合速度快,分子量高,可同時(shí)提高分子量和反應(yīng)速率不以水為介質(zhì),成本低,反應(yīng)體系粘度小,穩(wěn)定性優(yōu)良,反應(yīng)熱易排出,可連續(xù)操作;c.乳液制品可直接作為涂料哦和黏合齊%粉料顆粒小,適用與某種特殊適用場(chǎng)合;d.由于使用乳化劑,聚合物不純,后處理復(fù)雜,成本高..自由基溶液聚合的特點(diǎn)答:a.作為傳熱介質(zhì)使體系系統(tǒng)傳熱較易,溫度容易控制;體系粘度低,減少凝膠效應(yīng),可以避免局部過(guò)熱;易于調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量及其分布..自由基溶液聚合中溶劑起什么作用怎么樣選擇溶劑答:作用:a溶劑對(duì)引發(fā)劑分解速度的影響b溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用對(duì)分子量的影響c溶劑對(duì)聚合物分子的支化與構(gòu)型的影響.溶劑的選擇:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的活性:應(yīng)當(dāng)無(wú)阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對(duì)引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用.c溶劑對(duì)聚合物溶解性能和對(duì)凝膠效應(yīng)的影響:選用良溶劑時(shí)為均相聚合,有可能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時(shí)為沉淀聚合,凝膠效應(yīng)顯著.溶液聚合選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性,安全性和生產(chǎn)成本..在自由基溶液聚合中溶劑對(duì)分子量及分子結(jié)構(gòu)有什么影響答:Cs增大促使產(chǎn)品由高分子量向低分子量轉(zhuǎn)變;可以降低向大分子進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng),減少了支鏈結(jié)構(gòu).溶液聚合一步法及二部法的主要區(qū)別何在各有何優(yōu)缺點(diǎn)答:一步法:均相溶液聚合,所用的溶劑既能溶解單體,又能溶解聚合物,聚合結(jié)束后,聚合可直接紡絲,使聚合紡絲連續(xù)化.二步法:非均相聚合,聚合過(guò)程中聚合物不斷地呈絮狀沉淀析出,需經(jīng)分離以后用合適的溶劑重新溶解,以制成紡絲原液.一步法只能濕法紡絲且只能生成短纖維,優(yōu)點(diǎn)是不需要其他溶劑分解,可直接紡絲.二步法:優(yōu)點(diǎn):a水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化,還原引發(fā)體系,引發(fā)劑分解活化能較低,可在30-55C甚至更低的溫度下進(jìn)行聚合,所的產(chǎn)物色澤較白;b水鄉(xiāng)沉淀聚合的反應(yīng)熱易于排除,聚合溫度容易控制,從水相得到的產(chǎn)品分子量比較均勻.C聚合速率快,聚合物粒子比較均勻,轉(zhuǎn)化率較高;d聚合物易于處理,可省去溶劑回收過(guò)程缺點(diǎn):需使用溶劑重新溶解,以制成紡絲原液,比一步法增加一道生產(chǎn)工序;就聚合物漿狀分離,干燥耗能大..簡(jiǎn)述溶液聚合生產(chǎn)聚丙烯晴的主要組分及其作用答:單體:丙烯晴,丙烯酸甲酯,第三單體;分散介質(zhì):水引發(fā)劑:水溶性的氧化-還原引發(fā)體系.試論述VAc溶液聚合中為什么選用甲醇作溶劑為什么用量比單體少的多反應(yīng)溫度為甲醇的沸騰溫度有何好處答:因?yàn)閺木酆纤俾屎头肿恿績(jī)煞矫婵紤],采用甲醇作溶劑時(shí)的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)小,而且PVAc的甲醇溶液可進(jìn)一步醇解為PVA(沸點(diǎn)與要求的聚合溫度相近)且由于甲醇的用量對(duì)聚合物的分子量有影響,因此用量要比單體少..簡(jiǎn)述聚醋酸乙烯的醇解工藝及醇解度與產(chǎn)品性能和用途的關(guān)系答:將生成的PVAc置于甲醇溶劑中反應(yīng)溫度為甲醇的沸騰溫度進(jìn)行醇解,合成纖維用PVA的醇解度為96%—100%,分散劑及織物上漿劑要求醇解毒為80%左右.離子型聚合與自由基溶液聚合對(duì)溶劑的要求有何區(qū)別答:離子聚合:需使中性分子生成離子對(duì),此時(shí)要求較高的能量,所以生成的粒子不穩(wěn)定.必須在聚合前用溶劑在低溫下使之穩(wěn)定,不能使用強(qiáng)極性溶劑.多在低溫下弱極性溶劑中反應(yīng).選擇溶劑的原則應(yīng)考慮溶劑極性大小,對(duì)離子活性中心的溶劑化能力,可能與引發(fā)劑產(chǎn)生的作用以及熔點(diǎn)或沸點(diǎn)高低,是否容易精致提純以及與單體,引發(fā)劑和聚合物的相容性等因素.自由基聚合:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的活性:應(yīng)當(dāng)無(wú)阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對(duì)引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用.c溶劑對(duì)聚合物溶解性能和對(duì)凝膠效應(yīng)的影響:選用良溶劑時(shí)為均相聚合,有可能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時(shí)為沉淀聚合,凝膠效應(yīng)顯著.溶液聚合選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性,安全性和生產(chǎn)成本.離子型催化聚合主要有哪幾種類型答:陰離子聚合、陽(yáng)離子聚合、配位聚合.陰離子配位催化劑的主要組成有哪些答:主引發(fā)劑:IV—VIII族過(guò)渡金屬化合物、主要是鹵化物共引發(fā)劑:I一IIIA族金屬烷基化合物第三組分:有機(jī)給電子化合物(N、P、O)載體:Mg的化合物..目前那些高分子物是采用離子型和配位陰離子型合成工藝來(lái)生產(chǎn)的答:陽(yáng)離子:丁苯橡膠陰離子:熱塑性彈性體SBS、星形苯乙烯熱塑性彈性體.配位陰離子:PE、PP.溶液法生產(chǎn)聚丙烯的配方及物系組成有哪些答:丙烯(純度)%)25%汽油(含水量<25PPm)75%Ticl3~%Al(Et)2cl%H2100~20PPm.比較縮聚與加聚反應(yīng)特征答:縮聚:一般遵守逐步聚合機(jī)理,反應(yīng)過(guò)程中有小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生,每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同,反應(yīng)早期轉(zhuǎn)化率就很高,隨后低聚物繼續(xù)反應(yīng),體系由分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物構(gòu)成,中間產(chǎn)物的兩分子都能發(fā)生反應(yīng)加聚:一般遵守連鎖聚合機(jī)理,活性中心為自由基、陽(yáng)離子、陰離子等整個(gè)過(guò)程由鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止等基元反應(yīng)進(jìn)行,各基元反應(yīng)的Rp和Ea相差很大,整個(gè)過(guò)程中分子量變化不大,轉(zhuǎn)化率逐漸增加,始終由單體、高聚物和引發(fā)及組成.試述縮聚反應(yīng)的分類及實(shí)施方法.答:按生成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分:線型縮聚、體型縮聚按參加反應(yīng)的單體種類分:均縮聚、異縮聚、共縮聚實(shí)施方法:均縮聚:一種單體參加的縮聚反應(yīng)異縮聚:兩種單體參加的縮聚反應(yīng)共縮聚:均縮聚和異縮聚中加入其它單體進(jìn)行的縮聚線型縮聚:官能度是2的單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)體型縮聚:有官能度大于2的一部分單體進(jìn)行的縮聚平衡縮聚:.在熔融縮聚中,可采用什么措施,以加快反應(yīng)速度和提高縮聚物的分子量答:a、保證原料配比等摩爾b、保證原料純度、無(wú)雜質(zhì)c、選用合適的催化劑d、使反應(yīng)溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷈、反應(yīng)前期通入惰性氣體,既能防止縮聚物氧化變色,又能降低副產(chǎn)物分壓,后期抽真空,使小分子揮發(fā).第一講第一章緒論§高分子合成工業(yè)概述工藝學(xué):研究將原料加工成產(chǎn)品的過(guò)程的科學(xué),屬技術(shù)科學(xué),高聚物合成工藝學(xué)研究?jī)?nèi)容包括原料特點(diǎn)、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)流程、操作條件、設(shè)備的構(gòu)造和材料。.分類:天然、半合成、合成天然橡膠經(jīng)硫化制備橡膠制品,蛋白質(zhì)改性產(chǎn)品乳酪素,纖維改性產(chǎn)品賽璐珞.高聚物的用途:皮革制品、纖維及其制品、紙張、橡膠制品、塑料制品、涂料、粘合劑、離子交換樹(shù)脂、生物醫(yī)學(xué)制品等。.石油化工包括石油開(kāi)采、石油煉制、基本有機(jī)合成、高分子合成、高分子材料成型加工,其中高分子合成工業(yè)起著承前啟后的作用,以燕化為例闡述我國(guó)高分子化工的發(fā)展。1959年開(kāi)始順丁橡膠的研究,主要是催化劑的研究,Ni,,Ti,Co,70年開(kāi)始建設(shè),是我國(guó)首個(gè)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模的化工裝置。§高分子化合物的生產(chǎn)過(guò)程高分子合成工業(yè)的基本任務(wù):將簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物(單體),經(jīng)聚合反應(yīng)使之成為高分子化合物。官能團(tuán):能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的活性基團(tuán)或原子。單體:含有二或二以上官能團(tuán)的能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的有機(jī)化合物。(請(qǐng)舉例)因規(guī)模大、工藝復(fù)雜,故以線性加成聚合反應(yīng)為主講解高聚物生產(chǎn)過(guò)程。高聚物的合成工藝過(guò)程包括:原料準(zhǔn)備與精制過(guò)程、催化劑(引發(fā)劑)配制過(guò)程、聚合反應(yīng)過(guò)程、分離過(guò)程、聚合物后處理過(guò)程、回收過(guò)程、三廢處理過(guò)程。一、原料準(zhǔn)備與精制過(guò)程原料:?jiǎn)误w、溶劑,主要是去離子水的貯存、洗滌、精制、干燥、調(diào)整濃度等過(guò)程和設(shè)備,方法:精餾.雜質(zhì)的危害:1)阻聚和鏈轉(zhuǎn)移作用,降低分子量;2)使催化劑中毒和分解,降低催化劑的催化作用;3)縮聚過(guò)程中單官能物的封端作用,降低分子量;4)使聚合物產(chǎn)生色澤,降低產(chǎn)品質(zhì)量,因此,要求單體純度在99%以上。.單體的貯存由于單體往往是易燃、易爆、有毒、自聚的有機(jī)化合物,因此在貯存過(guò)程中應(yīng)注意如下問(wèn)題:1)防止與空氣接觸;2)使貯罐不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高壓力;3)防止泄漏;4)加阻聚劑;5)貯罐遠(yuǎn)離反應(yīng)裝置;6)最好使用耐壓容器二、催化劑(引發(fā)劑)配制過(guò)程(聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑的制造、溶解、貯存、調(diào)整濃度等過(guò)程與設(shè)備。引發(fā)劑用于自由基聚合,常用的引發(fā)劑包括過(guò)氧化物、偶氮化合物、過(guò)硫酸鹽等。(提問(wèn))催化劑用于離子聚合及配位聚合,常用的催化劑包括烷基金屬化合物、金屬鹵化物、以及路易士酸。(提問(wèn))貯存需注意的事項(xiàng):1)易燃易爆如過(guò)氧化物小包裝、低溫貯存、防火、防撞擊,固體加適量水使之潮濕,液體加溶劑稀釋;2)烷基金屬化合物接觸空氣自燃,遇水爆炸,低級(jí)烷基的鋁化合物制備成惰性溶劑如加氫汽油、苯和甲苯的溶液,便于貯存和輸送;3)過(guò)渡金屬鹵化物接觸潮濕空氣水解生成腐蝕性煙霧,防止接觸空氣。三、聚合過(guò)程(包括聚合和以聚合為中心的有關(guān)熱交換設(shè)備及反應(yīng)物料輸送過(guò)程與設(shè)備).聚合反應(yīng)特點(diǎn)聚合過(guò)程是高分子合成工業(yè)中最主要的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,其產(chǎn)物特點(diǎn):1)實(shí)際是同系物的混合物;2)堅(jiān)硬的固體物、高粘度熔體或高粘度溶液;3)不能采用一般精制方法(精餾、結(jié)晶、萃取)進(jìn)行精制。由于上述特點(diǎn),聚合反應(yīng)對(duì)聚合反應(yīng)工藝條件和設(shè)備的要求非常高:純度、反應(yīng)條件、設(shè)備材質(zhì)。生產(chǎn)不同牌號(hào)產(chǎn)品的方法:使用分子量調(diào)節(jié)劑;改變反應(yīng)條件;改變穩(wěn)定劑.聚合反應(yīng)分類t—逐步聚合—熔融、溶液、界面、固體?逐步加成聚合,自由基聚合f本體、溶液、乳液和懸浮,加聚反應(yīng)f(I 、離子聚合和配位聚合_?本體、溶液操作方式間歇和連續(xù) 旬歇操作1)定義2)周期:準(zhǔn)備一進(jìn)料一反應(yīng)一出料一清理,在反應(yīng)過(guò)程中要經(jīng)歷升溫、恒溫、降溫三階段。缺點(diǎn):1)不易實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化;2)產(chǎn)品規(guī)格難控制;3)生產(chǎn)規(guī)模小。優(yōu)點(diǎn):1)反應(yīng)條件易控制;2)物料的停留時(shí)間相同;3)靈活性大(適合小批量生產(chǎn),易改變品種和牌號(hào)。.連續(xù)操作定義2)優(yōu)點(diǎn):聚合反應(yīng)條件穩(wěn)定;2)自動(dòng)化程度高;3)產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格穩(wěn)定;4)污染??;5)生產(chǎn)規(guī)模大;6)成本較低。3)缺點(diǎn):不易經(jīng)常改變產(chǎn)品牌號(hào)。.聚會(huì)反應(yīng)器1)分類:管式、塔式、釜式,特殊的:螺旋擠出機(jī)式、板框式,其中以釜式最常用。對(duì)于聚合反應(yīng)器必須具有良好的熱交換能力和優(yōu)良的反應(yīng)參數(shù)控制系統(tǒng)。2)釜式聚合反應(yīng)器的排熱方式:1)夾套;2)夾套附加內(nèi)冷管;3)內(nèi)冷管;4)反應(yīng)物料釜外循環(huán);5)回流冷凝器;6)反應(yīng)物料部分閃蒸;7)反應(yīng)介質(zhì)預(yù)冷。3)聚合反應(yīng)器中的物料形態(tài):高粘度熔體、高粘度溶液、固體微粒一液體分散體系、膠體分散液、粉狀固體、固體制品(本體澆鑄聚合)。4)攪拌器:平漿式、旋漿式、渦輪式、錨式、螺帶式。攪拌器的作用:對(duì)于均相反應(yīng)體系,攪拌器起加速傳熱的作用;對(duì)于非均相體系,攪拌器起加速傳熱和傳質(zhì)的作用。旋漿式、渦輪式攪拌器適合低粘度流體的攪拌,平漿式、錨式攪拌器適合高粘度流體的攪拌,螺帶式攪拌器適用于粘度很高、流動(dòng)性很差的合成橡膠溶液聚合反應(yīng)釜的攪拌。四、分離過(guò)程聚合產(chǎn)物的組成:聚合物、未反應(yīng)單體、催化劑殘?jiān)?、反?yīng)介質(zhì)等。1)有些產(chǎn)品直接應(yīng)用于生產(chǎn)不需分離,如本體、熔融縮聚產(chǎn)品、直接用作涂料和粘合劑的乳液或溶液。2)本體產(chǎn)品分離:真空、薄層或現(xiàn)狀流動(dòng)3)自由基懸浮聚合:對(duì)于壓力下液化的單體一一閃蒸(迅速減壓)對(duì)于沸點(diǎn)較高的單體一一蒸汽蒸餾,離心過(guò)濾4)離子聚合及配位聚合的淤漿液一一先閃蒸分離未反應(yīng)單體,然后采用甲醇或乙醇等醇類破壞金屬有機(jī)化合物,經(jīng)過(guò)洗滌,離心過(guò)濾,最終分離催化劑5)高粘度溶液:如順丁橡膠的凝聚釜采用水析法6)乳液:直接使用的乳液采用閃蒸或濃縮的方法分離未反應(yīng)單體,采用噴霧干燥法獲得五、后處理.合成樹(shù)脂的后處理過(guò)程干燥方法:氣流干燥和沸騰干燥.合成橡膠的后處理過(guò)程 箱式干燥機(jī)和擠壓膨脹干燥機(jī)六、回收過(guò)程:主要回收溶劑循環(huán)使用,合成橡膠的油水分離罐。精餾七、三廢處理第二講第二章生產(chǎn)單體的原料路線§原料路線簡(jiǎn)介石油化工路線煤炭路線其中,煤炭化工路線又分為煤焦油化工路線、一碳化工路線、乙炔化工路線(焦炭化工路線)。干餾(carbonization):在隔絕空氣的條件下,煤分解蒸餾得到焦碳及其它餾分的過(guò)程。其它原料路線主要是以農(nóng)副產(chǎn)品或木材工業(yè)副產(chǎn)品為基本原料,直接用作單體或經(jīng)化學(xué)方法加工為單體。自農(nóng)副產(chǎn)品中得到的最主要的單體是糠醛,以糠醛為原料可獲得丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。其他如淀粉、纖維素和非食用油。§石油化工原料路線一、相關(guān)名詞:.原油:從油田開(kāi)采出來(lái)未經(jīng)加工的石油。根據(jù)所含主要碳?xì)浠衔镱悇e,原油分為石蠟基石油、環(huán)烷基石油、芳香族石油及混合基石油。我國(guó):石蠟基石油。.石腦油:輕汽油和重汽油的混合物,又叫直流汽油。.石油氣:天然氣、油田氣、煉廠氣的總稱。.天然氣:從有氣無(wú)油的礦井中開(kāi)采出來(lái)的主要含低分子烷烴的氣體。兩類:干性天然氣,主要組分是甲烷,難液化,用作燃料。濕性天然氣,含較多的乙烷、丙烷、丁烷,易液化,是高分子合成工業(yè)的主要原料。.油田氣:伴隨著石油開(kāi)采而得到的氣體,又稱油田半生氣。.合成氣:由氫和一氧化碳組成的各種混合物的總稱。.煉廠氣:由煉油過(guò)程中收集到的氣體。.乙烯裝置:以年產(chǎn)的乙烯量為標(biāo)準(zhǔn)的石油裂解裝置在工業(yè)上稱為乙烯裝置。.抽余油:將原油煉制后或裂解后的汽油餾分經(jīng)粕重整,將芳烽抽除后的餾分,在從中提取60?90℃的餾分,稱為抽余油。.加氫催化重整:石腦油中特定餾分經(jīng)過(guò)加氫后經(jīng)多組分含粕催化劑的作用下,在重整反應(yīng)器中發(fā)生脫氫、環(huán)化、異構(gòu)化和裂解反應(yīng)生成芳烴的過(guò)程。直鏈變環(huán)鏈.深冷分離法:將裂解氣冷凍到-100℃左右的低溫,使除H2和CH4以外的低級(jí)烴全部冷凝液化,然后利用各種烴的相對(duì)揮發(fā)度的不同,用精餾的方法在適當(dāng)?shù)臏囟葔毫l件下,使各種烴逐一分離。.萃取精餾:用來(lái)分離恒沸點(diǎn)混和物或組分揮發(fā)度相近的液體混合物的特殊精餾方法。原理:液體的混合物中加入較難揮發(fā)的第三組分溶劑,以增大液體混合物中各組分的揮發(fā)度的差異,使揮發(fā)度相對(duì)地變大地組分可由精餾塔頂餾出,揮發(fā)度相對(duì)較小地組分則與加入地溶劑在塔底流出,然后進(jìn)行分離。二、原油煉制1常壓蒸餾(300-400℃以下):石油氣、石油醚、汽油(石腦油)、煤油、輕柴油、重柴油2減壓蒸餾:(高沸點(diǎn))柴油、變壓器油、含蠟油等,不能蒸出的為渣油。三、石油裂解生產(chǎn)烯烴.原料:1)液態(tài)油品和裂解副產(chǎn)物乙烷、碳四餾分,2)濕性天然氣,3)油田氣,4)煉廠氣.裝置:管式裂解爐,壓縮機(jī)、蒸餾塔、熱交換器、油水分離器、氣體干燥、脫酸性氣體、炔烽氫化和冷箱.過(guò)程:沸點(diǎn)350℃以下的液態(tài)烴,在稀釋劑水蒸氣存在下于750-820℃高溫?zé)崃呀鉃榈图?jí)烯烴、二烯烴的過(guò)程。停留時(shí)間。.液態(tài)烴高溫裂解產(chǎn)品:.精制過(guò)程:脫酸、除水、除炔。.分離過(guò)程:深冷分離法四、石油裂解生產(chǎn)芳烴沸點(diǎn)小于220℃,直餾汽油。? 65-145°。餾分力口催化重金全餾
石腦油重整生成油 全餾
石腦油其一其它餾分是雪裂解汽油包氫加氫裂解汽油」分離芳烴抽取混合芳烴3餾*苯、甲苯、二甲苯一抽余油,日八
(60?五、由碳四餾分制取丁二烯途徑:1.由裂解氣分離得到的碳四餾分中抽取丁二烯;一一萃取精餾法,所用溶劑包括DMF、DMSO、CN、NMP2.由煉廠氣或輕柴油裂解氣碳四餾分分離出來(lái)的丁烯為原料進(jìn)行氧化脫氫制取丁二烯。生產(chǎn)工藝流程:圖2第一萃取精餾崗位工藝流程圖洗胺塔DA-109燃燒 塔頂冷凝器壓縮機(jī) EA-114a,bGB-101 + 廠乙烯基乙快洗胺塔DA-109燃燒 塔頂冷凝器壓縮機(jī) EA-114a,bGB-101 + 廠乙烯基乙快第二氣提塔DA-105回流*溶劑再生釜EA-124溶劑精制塔
DA-108a,b*循環(huán)3第二萃取精餾崗位工藝流程圖
注:為了防止丁二烯在萃取精餾塔內(nèi)自聚,循環(huán)溶劑中加入一定量的阻聚劑
糠醛和亞硝酸鈉,為了防止溶劑起泡,降低塔板效率,在循環(huán)溶劑中加入一
定量的消泡劑硅油圖4精餾崗生產(chǎn)工藝流程為了防止產(chǎn)生丁二烯過(guò)氧化物和端基聚合物,在第一精餾塔和第二精餾塔回流線和冷凝器入口加入一定量的阻聚劑對(duì)叔丁基鄰苯二酚口8。,為保證第二精餾塔冷凝系統(tǒng)有TBC,產(chǎn)品丁二烯重不含有TBC,餾出物從塔頂出來(lái)后分為兩條線:餾出物的大部分經(jīng)EA-118a去產(chǎn)品罐區(qū),一部分進(jìn)回流冷凝器EA-118bc,經(jīng)回流罐回流,TBC由£人-118人入口加入?!靻误w氯乙烯的合成單體氯乙烯的合成方法:氧氯化法:1.氯氣經(jīng)液化或氣相與乙烯加成生成二氯乙烷(EDC)以澳乙烷為催化劑,反應(yīng)溫度40?50℃,FeCl3或A1C13為催化劑,反應(yīng)溫
度15?135℃,收率90%.EDC熱裂解生成氯乙烯單體和HC1480?500℃,浮石或活性炭為催化劑,收率50?60%.乙烯、HC1和氧氣經(jīng)氧氯化反應(yīng)生成EDC和水反應(yīng)溫度為330?420℃總反應(yīng):流程敘述:乙烷合成法:4c2H$+2C12+3O2 4c2H3cl+640乙炔合成法:C2H2+HC1 ^C2H3C1§煤炭原料路線§其他原料路線第三講第三章自由基聚合工藝和本體聚合生產(chǎn)工藝§自由基聚合工藝基礎(chǔ)自由基聚合適用單體一一乙烯基單體和二烯烴單體聚合物結(jié)構(gòu)一一碳一碳主鏈的線型結(jié)構(gòu)實(shí)施方法一一本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合引發(fā)方式一一個(gè)別熱引發(fā),基本是引發(fā)劑引發(fā)。實(shí)施方法的選擇主要取決于根據(jù)產(chǎn)品用途所要求的產(chǎn)品形態(tài)和產(chǎn)品成本以及工藝特點(diǎn)。合成橡膠只能采用乳液聚合方法(原因),合成樹(shù)脂從理論上可采用四種實(shí)施方法。例如本體聚合的應(yīng)用,聚氯乙稀的生產(chǎn)。一、自由基聚合引發(fā)劑類別:過(guò)氧化物(有機(jī)過(guò)氧化物)、偶氮化合物和氧化一還原引發(fā)體系。條件:在聚合溫度范圍內(nèi)有適當(dāng)?shù)胤纸馑俾食?shù);所產(chǎn)生的自由基具有適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定性?;\形效應(yīng):初級(jí)自由基的偶合反應(yīng)受周圍介質(zhì)的影響較大,如被溶劑分子所包圍,二個(gè)初級(jí)自由基未能擴(kuò)散分離而偶合終止的現(xiàn)象稱為籠形效應(yīng)。引發(fā)劑的選擇:1)根據(jù)聚合方法選擇適當(dāng)溶解性能的引發(fā)劑。2)根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件選擇適當(dāng)分解速度的引發(fā)劑。3)根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑。4)根據(jù)分解活化能(Ed)選擇引發(fā)劑。5)根據(jù)引發(fā)劑的半衰期選擇引發(fā)劑。6)根據(jù)反應(yīng)速度要求選擇復(fù)合引發(fā)劑。二、分子量控制與分子量調(diào)節(jié)劑影響聚合物分子量的因素:聚合反應(yīng)溫度,引發(fā)劑濃度和單體濃度,鏈轉(zhuǎn)移劑的種類和用量。.隨著反應(yīng)溫度的升高,聚合物的平均分子量降低(提問(wèn))。.自由基聚合反應(yīng)所得聚合鏈的動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)與單體濃度和引發(fā)劑濃度的關(guān)系:.鏈轉(zhuǎn)移劑的影響:控制聚合物平均分子量的方法:1)嚴(yán)格控制引發(fā)劑用量,一般為千分之幾;2)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度在一定范圍和其它反應(yīng)條件;3)選擇適當(dāng)?shù)胤肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量?!毂倔w聚合工藝本體聚合:?jiǎn)误w中加有少量引發(fā)劑或不加引發(fā)劑依賴熱引發(fā),而無(wú)其它反應(yīng)介質(zhì)存在地聚合實(shí)施方法。優(yōu)點(diǎn):無(wú)其他介質(zhì),工藝簡(jiǎn)單,無(wú)回收,當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率很高時(shí),可省去單體分離工序,直接造粒。缺點(diǎn):1)放熱量大,散熱困難,溫度不恒定2)反應(yīng)不易進(jìn)行完全。解決辦法:1)增大傳熱面積,2)分段聚合3)在單體中加入一定量聚合物。常采用本體聚合方法的單體包括:甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙烯和氯乙烯一、 乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝目前僅聚乙烯是自由基型氣相本體聚合方法生產(chǎn)的。熔融指數(shù):在標(biāo)準(zhǔn)的塑性計(jì)中,加熱到一定溫度(一般為190℃),使聚乙烯樹(shù)脂熔融后,承受一定的負(fù)荷(一般為2160g)在10分鐘內(nèi)經(jīng)過(guò)規(guī)定的孔徑()擠壓出來(lái)的樹(shù)脂重量克數(shù)。在相同的條件下,熔融粘度越大,被擠壓出來(lái)的樹(shù)脂重量越少,因此聚乙烯的熔融指數(shù)越小,其分子量越高。高壓聚乙烯即低密度聚乙烯(LDPE):乙烯在1000-3000kg/cm2的高壓條件下,用氧或有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑,在200℃左右的溫度經(jīng)自由基聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)變
為PE,的乙烯高壓為PE,的乙烯高壓1原料:1)乙烯單程轉(zhuǎn)化率15-30%,其它回收循環(huán)使用,2)分子量調(diào)節(jié)劑:烷烽、烯烴、氫、丙酮、丙醛等。3)添加劑:防老劑(抗氧劑)、防紫外線劑和潤(rùn)滑劑以及開(kāi)口劑、抗靜電劑。2催化劑(引發(fā)劑)配制:氧或過(guò)氧化物,前為氧,現(xiàn)為過(guò)氧化物,配制成白油溶液或直接用劑量泵注入聚合釜底乙烯進(jìn)料管或聚合釜中。氧的作用3聚合反應(yīng)條件:溫度130-280℃;壓力:1100-2500kg/cm2,最高達(dá)3000kg/cm2,聚合設(shè)備:管式反應(yīng)器:物料在管內(nèi)呈柱塞狀流動(dòng),沒(méi)有什么反混現(xiàn)象;反應(yīng)溫度沿反應(yīng)管的長(zhǎng)度而有變化,因此反應(yīng)溫度有最高峰,產(chǎn)物分子量分布寬釜式反應(yīng)器:物料可以充分混合,反應(yīng)溫度均勻,還可以分區(qū)操作,以使各反應(yīng)區(qū)具有不同的溫度,從而獲得分子量分布寬的聚乙烯。4聚乙烯樹(shù)脂的后處理二氯乙烯本體聚合生產(chǎn)工藝一一非均相本體聚合非均相本體聚合:氯乙烯本體聚合反應(yīng)生成的聚氯乙稀,不溶于液態(tài)單體相中,呈粉狀析出,稱為非均相本體聚合。工藝流程圖略聚合工藝:二段法本體聚合,1)第一段預(yù)聚合:間歇操作,立式聚合釜,高活性引發(fā)劑,70℃反應(yīng)。預(yù)聚合的作用a)10%單體聚合,釋放一部分聚合熱b)使聚合沉析出的微粒作為以后聚合物沉積的核心,或稱為種子粒子。2)第二段后聚合:臥式聚合釜,低活性引發(fā)劑,70℃反應(yīng)9-10h,轉(zhuǎn)化率達(dá)70-80%后,脫除單體回收利用兩段本體聚合的實(shí)質(zhì):在預(yù)聚合過(guò)程中完成制備種子粒子的任務(wù)。種子的粒徑和數(shù)目由預(yù)聚合的攪拌情況來(lái)確定,然后在后聚合過(guò)程中使種子粒子成長(zhǎng)為要求形態(tài)的粒子。三熔融本體聚合和本體澆鑄聚合一一聚苯乙烯和有機(jī)玻璃生產(chǎn)工藝屬均相本體聚合,采用二段聚合,1苯乙烯熔融本體聚合工藝:預(yù)聚合:釜式反應(yīng)器,80-100℃,聚合物濃度35%后聚合:塔式反應(yīng)器,分段加熱,熔融苯乙烯直接造粒。后處理:熔融聚苯乙烯真空脫除單體和低聚物,設(shè)備:螺桿真空脫氣器、真空滾筒脫氣器、真空脫氣塔。2甲基丙烯酸甲酯本體澆鑄聚合預(yù)聚合與模型聚合預(yù)聚合的優(yōu)點(diǎn):使一部分單體進(jìn)行聚合,從而減少在模型中聚合時(shí)的收縮率??s短模型中聚合的時(shí)間。減少聚合發(fā)生事故的可能。由于物料粘稠,從而減少物料自模型中泄漏的危險(xiǎn)。克服溶解于單體中的氧分子的阻聚效應(yīng)。第四講第四章自由基型乳液聚合生產(chǎn)工藝乳液聚合:?jiǎn)误w在乳化劑或機(jī)械攪拌下形成乳液而發(fā)生的聚合反應(yīng)。液一液乳化體系轉(zhuǎn)變?yōu)楣桃灰喝榛w系。優(yōu)點(diǎn):1)傳熱效果好(水)2)穩(wěn)定性很好3)反應(yīng)體系粘度始終很低4)直接用作涂料和粘合劑,缺點(diǎn):分離難,需加破乳劑,大量廢水,雜質(zhì)含量高,好能大(噴霧干燥的合成樹(shù)脂)工業(yè)上采用乳液聚合方法的生產(chǎn)包括合成樹(shù)脂中的聚氯乙稀及其共聚物、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚丙烯酸酯類共聚物等,合成橡膠中的丁苯橡膠、丁月青橡膠、氯丁橡膠。種子乳液聚合:在聚合物的乳膠粒子存在下,使乙烯基單體進(jìn)行乳液聚合的方法,此時(shí)當(dāng)條件控制適當(dāng)時(shí),聚合過(guò)程中不生成新的膠乳粒子,而在原有粒子上增長(zhǎng),原有粒子好似種子,稱為種子乳液聚合方法。典型乳液聚合生產(chǎn)工藝方塊流程圖.一一丁苯橡膠、聚氯乙稀糊、聚丙烯酸酯共聚物。丁苯橡膠生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖聚丙烯酸酯乳液生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖乳液聚合生產(chǎn)聚氯乙稀工藝流程簡(jiǎn)圖§乳化劑定義:可以使不溶于水的液體與水形成穩(wěn)定的膠體分散體系一一乳化液的物質(zhì)叫做乳化劑。乳化劑分類:1)表面活性劑2)某些天然產(chǎn)物或其加工產(chǎn)品,3)高分散性粉狀固體。一.表面活性劑:結(jié)構(gòu):親油基團(tuán)和親水基團(tuán)1.性質(zhì)臨界膠束濃度:表面活性劑分子形成膠束時(shí)的最低濃度稱為臨界膠束濃度CMC,<CMC,表面活性劑以單分子狀態(tài)溶解或分散于水中,>CMC,聚集形成膠束。2乳化效率親水親油基團(tuán)影響乳化效果,采用親水一親油值(HLB)值來(lái)衡量表面活性劑的乳化效率。HLB值=7+2(親水基團(tuán))一£(親油基團(tuán))3類別離子型、非離子型、兩性表面活性劑,離子型又分為陽(yáng)離子和陰離子兩種。最常使用的是陰離子型表面活性劑,陽(yáng)離子不常使用,因?yàn)椋弘x子型機(jī)械穩(wěn)定性高,遇到酸、堿、鹽等電解質(zhì)易產(chǎn)生破乳現(xiàn)象,化學(xué)穩(wěn)定性較差,而陽(yáng)離子表面活性劑屬胺類化合物,具有阻聚或易于發(fā)生其他副反應(yīng)。1)陰離子表面活性劑:通常在pH>7的條件下使用,包括脂肪酸鹽、松香酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽。碳鏈長(zhǎng)度決定乳化效果的好壞,當(dāng)n=10?22時(shí)可形成膠束,其中最好為12?18。2)陽(yáng)離子表面活性劑:脂肪胺鹽、季銨鹽。碳鏈長(zhǎng)度以12?18為最好,通常在pH<7的條件下使用,最好低于。3)非離子型表面活性劑:聚氧乙烯的烷基或芳基酯或醚(疏水基團(tuán)的碳原子數(shù)約為8?9,聚氧乙烯聚合度為2?100,一般為5?50);環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的共聚物(分子量通常為2000?8000,其中環(huán)氧乙烷組分占40?80%。二.乳化與破乳.乳化劑的穩(wěn)定作用高分散性粉狀固體物:被吸附在分散相液滴的表面,形成了固體薄層因而阻止了液滴聚集。可溶性天然高分子:在分散相液滴表面形成了堅(jiān)韌的薄膜,阻止液滴的聚集。表面活性劑:1)降低界面張力,降低液滴自然聚集的能力;2)在分散相液滴表面形成規(guī)則排列的表面層;3)液滴表面帶有相同的電荷而相斥,阻止液滴聚集。雙電子層,動(dòng)電位。自乳化現(xiàn)象:1)依靠過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑分解生成的一SO」基團(tuán)(位于端基)生成穩(wěn)定的膠乳;2)水溶性單體在不存在表面活性劑膠束的條件下,也可形成穩(wěn)定的膠乳。3)水溶性聚合物嵌段或接枝修飾的共聚物可生成穩(wěn)定的膠乳。.破乳合成樹(shù)脂:噴霧干燥;合成橡膠:破乳破乳的方法:電解質(zhì)、pH值、機(jī)械破乳、低溫冷凍破乳、稀釋破乳破乳的原理:1)加入電解質(zhì):少量增大穩(wěn)定性,過(guò)量破乳2)改變pH值:脂肪酸的生成使乳液失穩(wěn)3)冷凍破乳:水先析出結(jié)晶,4)機(jī)械破乳:粒子的碰撞5)稀釋破乳:臨界膠束濃度§乳液聚合機(jī)理和動(dòng)力學(xué)首先要了解乳液聚合過(guò)程中體系的變化一、乳液聚合過(guò)程中反應(yīng)體系的變化.反應(yīng)前體系的組成:?jiǎn)误w、水、乳化劑、引發(fā)劑形成穩(wěn)定的乳狀液時(shí),體系中存在水為連續(xù)相,其中溶解有少量的單體分子、單分子狀態(tài)存在地表面活性劑分子、引發(fā)劑分子、和以聚集態(tài)存在的膠束、溶有單體分子的增溶膠束、單體液滴。.聚合階段1)引發(fā),轉(zhuǎn)化率10-20%,體系中除上述組分存在外,增加了引發(fā)劑分解生成的自由基和被單體溶脹的聚合物膠乳粒子。聚合速度增長(zhǎng)。2)單體轉(zhuǎn)化率20-60%,膠束消耗完畢,體系組成包括水、少量單分子狀態(tài)的單體、少量的微小的單體液滴、引發(fā)劑分解生成的自由基和大量的增長(zhǎng)中的膠乳粒子。聚合恒速。3)單體液滴消失,轉(zhuǎn)化率約在60-70%范圍。體系組成:水、少量未反應(yīng)單體、大量聚合物膠乳粒子和少量引發(fā)劑自由基。聚合降速。.聚合反應(yīng)基本結(jié)束體系中存在水、少量未反應(yīng)單體分子、大量高聚物膠乳粒子。二、乳液聚合機(jī)理1)反應(yīng)是在膠束中或已生成的聚合物微粒中進(jìn)行的;2)每一個(gè)膠束中只可能含有一個(gè)自由基,對(duì)于苯乙烯乳液聚合,平均每10?100秒有一個(gè)自由基進(jìn)入一個(gè)特定的聚合物微粒中,而鏈終止的速度一般小于10-3秒,因此,鏈增長(zhǎng)時(shí)間比較長(zhǎng)。第五講§丁苯橡膠的生產(chǎn)一、概述丁苯橡膠是由單體丁二烯和苯乙烯共聚而得,通用型丁苯橡膠的苯乙烯含量在20?30%,最佳范圍在23?25%,工業(yè)生產(chǎn)控制在±1%,其加工性能和物理性能接近天然橡膠。按產(chǎn)品可分為丁苯塊膠、丁苯充油塊膠、丁苯膠乳。丁苯充油塊膠是用烴類油增塑的丁苯橡膠,充油的目的是改善丁苯橡膠的加工性能,降低成本而不顯著影響其機(jī)械性能。按引發(fā)劑類型分為熱丁苯(硬丁苯,K2s2O8,50℃引發(fā))橡膠和冷丁苯(軟丁苯,氧化還原,5℃引發(fā))橡膠。二、化學(xué)反應(yīng)1)引發(fā)劑體系水溶性過(guò)硫酸鹽引發(fā)體系已被淘汰,目前主要使用的是氧化還原體系。氧化劑主要為有機(jī)過(guò)氧化物和過(guò)硫酸鹽,包括:異丙苯過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸鉀等;還原劑主要為亞鐵鹽,例如硫酸亞鐵。其主要作用在于使氧化劑在低溫下分解生成自由基,因此工業(yè)上稱之為活化劑。反應(yīng)如下:乙二胺四乙酸鈉鹽(EDTA-鈉鹽):用作螯合劑,以控制亞鐵離子在堿性條件下不會(huì)生成氫氧化亞鐵而析出,并緩慢釋放。刁白塊(甲醛合次硫酸氫鈉):二級(jí)還原劑,使生成的高鐵離子還原為亞鐵離子。2)聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)方程式:雙鍵的影響:凝膠??刂品椒ǎ恨D(zhuǎn)化率60%影響共聚物組成的因素:1)丁二烯的競(jìng)聚率為,苯乙烯競(jìng)聚率為,對(duì)共聚組成的要求2)兩種單體在水相的溶解度;3)乳化劑對(duì)兩種單體溶解度;4)單體自液滴中擴(kuò)散出來(lái)的速度5)單體在聚合物顆粒中的溶解度。因此實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,進(jìn)料組成為丁二烯/苯乙烯為72/28,單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%以前,共聚物中結(jié)合的苯乙烯量幾乎不受轉(zhuǎn)化率的影響,丁苯橡膠中苯乙烯含量約為23%。3)終止劑的反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%以后,單體液滴消耗完畢,殘存的單體全部進(jìn)入聚合物膠乳粒子中,若繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)則易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),因而凝膠量增加,因此需加入終止劑終止反應(yīng)。反應(yīng)方程式:二硫代氨基甲酸鈉三、低溫乳液聚合生產(chǎn)工藝由圖4-7可知低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠的過(guò)程主要由原料準(zhǔn)備、聚合過(guò)程、單體回收、聚合物分離和后處理等工序組成。門尼粘度:由門尼塑料計(jì)所測(cè)定的一種橡膠的粘度,一般在恒溫100℃的門尼塑料計(jì)中壓入橡膠試樣,預(yù)熱1min,旋轉(zhuǎn)4min。這時(shí)從刻度盤上所讀到的值為門尼粘度。.原料準(zhǔn)備包括單體脫除阻聚劑、以及各種輔助用試劑溶液和乳液的配制1)單體丁二烯:沸點(diǎn):。℃,常溫常壓為氣體,壓縮為液體使用,純度>99%,易燃易爆、易自聚、受熱、氧、鐵、灰分等雜質(zhì)可加速丁二烯的自聚,生成聚合物或過(guò)氧化物。貯存要求:加阻聚劑丁基鄰苯二酚,防止與空氣接觸。雜質(zhì)乙月青和丁二烯二聚物和乙烯基乙炔顯著影響聚合反應(yīng)速度。苯乙烯:要求:2)反應(yīng)介質(zhì)水,水中離子的作用,要用去離子水,離子濃度低于10X10-6,用量大,一般為單體的倍。氧的阻聚作用,使水中應(yīng)加入適量的保險(xiǎn)粉一一連二亞硫酸鈉的俗名,3)乳化劑早期為烷基萘磺酸鈉,現(xiàn)為脂肪酸和歧化松香皂或1:1的混合物,4)電解質(zhì):常用的有Na3POjK3PO,、KCl、NaCl、Na2sO,等。5)分子量調(diào)節(jié)劑:十二烷基硫醇電解質(zhì)、乳化劑、保險(xiǎn)粉、還原劑和螯和劑溶于去離子水配成溶液,用去的水量在水的總量中扣除,并進(jìn)行混合制得水相混合液。6)終止劑早期高溫聚合用對(duì)苯二酚,現(xiàn)低溫聚合用二硫代氨基甲酸鈉作終止劑,此外添加多硫化鈉、亞硝酸鈉或多乙烯胺。7)防老劑:胺類防老劑和酚類防老劑8)填充油:液態(tài)烽,芳烴或環(huán)烷烽。.流程敘述.聚合過(guò)程聚合反應(yīng)條件:2)聚合裝置:3)反應(yīng)終點(diǎn)的控制:Y射線密度計(jì).單體回收過(guò)程1)回收裝置與操作條件:臥式壓力閃蒸槽:膠乳40℃,槽30℃,cm2臥式真空閃蒸槽:200mmHg,27℃,脫苯乙烯塔:塔高10?15米,十多層篩板,水蒸氣壓1kg/cm2,塔頂50℃,塔底60℃,塔底流出的膠乳中苯乙烯含量低于%。2)生產(chǎn)中注意的問(wèn)題(1)解決產(chǎn)生泡沫的方法:閃蒸槽采用臥式以加大蒸發(fā)面積,加硅油或聚乙二醇類消泡劑,裝設(shè)泡沫捕集器,膠乳沿壁面落入槽中。(2)解決產(chǎn)生凝膠的辦法:改進(jìn)塔及塔板的結(jié)構(gòu)、塔內(nèi)表面的處理方法、通入蒸汽的溫度與數(shù)量、膠乳的穩(wěn)定性(3)解決產(chǎn)生爆聚物的辦法:系統(tǒng)停轉(zhuǎn),使用藥劑破壞活性種子,清除已生成的爆聚物,將抑制劑加到單體回收或反應(yīng)系統(tǒng)。常用的抑制劑包括亞硝酸鈉、碘、硝酸等,NO2在實(shí)際中的應(yīng)用有限。.丁苯橡膠分離過(guò)程.干燥:熱風(fēng)箱式干燥機(jī)和擠壓膨脹干燥機(jī)第六講第五章懸浮聚合生產(chǎn)工藝懸浮聚合法(正向懸浮聚合):將不溶于水的單體在強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌下分散為油珠狀液滴并懸浮于水中,在引發(fā)劑的作用下聚合為珠狀固體聚合物的方法。為了防止聚合過(guò)程中聚合物結(jié)塊,水相中需有適當(dāng)?shù)膽腋?。反相懸浮聚合(有機(jī)相中的懸浮聚合):?jiǎn)误w溶于水溶液中被攪拌成小液滴,采用一種不溶解單體的有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)進(jìn)行的懸浮聚合。主要用來(lái)生產(chǎn)合成樹(shù)脂,不用于生產(chǎn)合成橡膠(合成橡膠為彈性體,易粘結(jié)成塊)。原因(提問(wèn))常采用懸浮聚合生產(chǎn)的聚合物有聚氯乙稀樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂及其共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、以及聚乙酸乙烯酯。優(yōu)點(diǎn):1)成本低;2)聚合熱容易除去,操作安全;3)體系粘度變化小,溫度易控制;4)顆粒大小可控(粒徑主要受攪拌器的形狀和攪拌速度的影響以及產(chǎn)品要求,粒徑范圍為?5mm);5)純度高于乳液聚合產(chǎn)品§自由基懸浮聚合機(jī)理單體液滴中的本體聚合,反應(yīng)歷程遵循鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止的步驟。.單體液滴的形成(過(guò)程見(jiàn)書P102)轉(zhuǎn)化率為20?70%時(shí),油相為粘稠流體,易發(fā)生粘結(jié),為懸浮聚合結(jié)塊危險(xiǎn)期。在此過(guò)程當(dāng)中,攪拌器的形式和攪拌速度以及懸浮劑種類和用量是主要決定因素。.懸浮劑的分散和穩(wěn)定作用.種類1)水溶性高分子化合物:又稱保護(hù)膠,如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素以及甲基丙烯酸或順丁烯二酸酐與苯乙烯共聚物的堿金屬鈉鹽等。2)不溶于水的高分散性無(wú)機(jī)粉狀物:例如碳酸鎂、碳酸鈣等。水
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