課程設(shè)計(jì)-日產(chǎn)5噸丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)-文庫吧
2024-10-18 12:48 本頁面
【正文】 成為主要的方法之一，每年世界上通過這種方法生產(chǎn)的聚合物以千萬噸計(jì)，有著如此大的經(jīng)濟(jì)意義，如此悠久的生產(chǎn)發(fā)展歷史工藝上也已經(jīng)比較成熟，但是由于乳液聚合體系眾多的影響因素，且各因素間復(fù)雜的互動(dòng)效果，致使其定量的詳盡的內(nèi)部規(guī)律還沒有完全被人們所掌握，乳液聚合的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)理論還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐。在某種情況下提出來的數(shù)學(xué)模型，常常不能用于另一種條件和其他單體，不然就會(huì)出現(xiàn)很大誤差。因此，對于不同的聚合體系、不同的生產(chǎn)操作條件都必須詳細(xì)的考察各種影響因素和相互關(guān)系以求對該體系的特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，以達(dá)到對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制?！ ∧壳皩τ诟鞣N乳液共聚體系的實(shí)驗(yàn)性研究已多有報(bào)道，在國內(nèi)也有多家生產(chǎn)企業(yè)，雖然各種乳液的聚合有許多相似之處，但想用類似的工藝制備出性能良好的不同乳液是不可能的。若想制備一種性能良好的乳液，就必須對它的合成工藝做具體詳細(xì)的研究。 苯丙乳液具有色彩豐富、美觀大方、施工簡便、工期短、工效高。特別具有保色性；耐污染性的優(yōu)點(diǎn)。適用外墻涂料、彩色涂料、復(fù)層花紋涂料、內(nèi)墻涂料、防水涂料等建筑裝飾領(lǐng)域。本文對苯丙乳液的聚合機(jī)理、合成工藝、影響因素及產(chǎn)物的性能檢測作了詳細(xì)的介紹。這對于制備出高質(zhì)量的苯丙乳膠涂料具有很大的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義通過乳液聚合方法制備的聚合物乳液具有很多的特殊性能,其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用,特別是水基型乳液更是受到青睞。但水乳型產(chǎn)品干燥速度較慢的缺點(diǎn)卻制約了其應(yīng)用,為了彌補(bǔ)這一缺陷,以提高乳液固含量為目的的研究受到了人們重視。高固含量乳液不僅可以提高干燥速度,而且還可以減少干燥、貯存及運(yùn)輸過程中的能耗,克服了低固含量水溶性乳液的某些局限性。但乳液的高固含量與低黏度是相互矛盾的,高固含量乳液的聚合反應(yīng)常常因黏度增大而失去穩(wěn)定性,導(dǎo)致反應(yīng)失敗。利用預(yù)乳化半連續(xù)乳液聚合方法,系統(tǒng)研究了苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物(St/BA/AA)高固含量乳液的制備工藝,并探討了各種影響因素對乳液性能的影響。第一節(jié) 產(chǎn)品介紹 主要原料苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA),北京東方化工廠。丙烯酸(AA),分析純,天津化學(xué)試劑研究所，十二烷基硫酸鈉(AES),北京宏開永勝精細(xì)化工有限公司，烷基酚聚氧乙烯醚(OP10),廣州市匯采涂料化學(xué)品有限公司。過硫酸銨(APS),分析純,北京化學(xué)試劑二廠。 原料介紹（1） 苯乙烯別名：乙烯基苯；乙烯苯英文名：Styrene；Phenylethylene結(jié)構(gòu)式：性質(zhì)：無色油狀易燃液體，強(qiáng)折射性和芳香氣味。溶點(diǎn)33℃。沸點(diǎn)146℃.（25/25℃）。℃.自燃溫度490℃.不溶于水，溶于乙醇及乙醚。能聚合，也能與其他單體共聚，聚合時(shí)放出熱量，能引起爆炸。制法：將乙苯蒸發(fā)后與水蒸氣混合，經(jīng)熱交換、催化脫氫，生成苯乙烯，再蒸餾去雜質(zhì)和出去未反應(yīng)的乙苯，即得本品。用途：本品用于聚苯乙烯、合成橡膠、工程塑料、離子交換樹脂、醫(yī)藥等工業(yè).(2) 丙烯酸丁酯英文名：Butyl acrylate結(jié)構(gòu)式：CH2=CHCOOC4H9性質(zhì)：無色液體，易燃。(20/4℃)。沸點(diǎn)145~146℃。凝固點(diǎn)64℃?！?。不溶于水，能與乙醇、乙醚混溶。遇熱容易聚合。制法：丙烯酸與丁醇酯化，或丙烯酸甲酯與丁醇酯交換反應(yīng)而得。規(guī)格質(zhì)量：指標(biāo)名稱 規(guī) 格外觀 無色透明液體純度，% ≥ 96游離酸，%≤ 用途：是高分子單體，用于纖維、橡膠、塑料、涂料、粘合劑、紡織助劑，亦可用作皮革和紙張的處理劑。（3） 十二烷基硫酸鈉別名：椰油醇硫酸鈉 結(jié)構(gòu)式：CH3（CH2）10CH2OSO3Na 性質(zhì):白色或微黃色粉末。熔點(diǎn)200℃以上。稍具脂肪味。濃度25%~40%的產(chǎn)品為無色或淡黃的膏狀物。溶于水。、去污力、乳化性能均較好。其產(chǎn)生的泡沫細(xì)密、潔白豐滿。其水溶液呈中性或微堿性，在弱酸性水溶液或高溫水中有水解傾向。低溫洗滌性能好。直鏈烷基的硫酸鈉生物降解性能完全，對人的皮膚有低度刺激，對眼睛刺激較大。在硬水中穩(wěn)定、無毒。 制法：月桂醇經(jīng)硫酸化后再以堿中和而得。 用途：在化妝品中做乳化劑，在牙膏中作發(fā)泡劑，亦是液體洗滌劑的主要原料。（4） 過硫酸銨別名：高硫酸銨；過二硫酸銨英文名：Ammonium persulfate分子式：（NH4）2S2O8性質(zhì)：無色單斜結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末。，熔點(diǎn)120℃（分解）,分解時(shí)放出氧而變成焦硫酸銨。干燥環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性；在潮濕環(huán)境中易受潮結(jié)塊，逐漸分解放出氧和臭氧。溶于水，在溫水中其溶解度增大，受熱發(fā)生分解，生成酸性硫酸銨和過氧化氫。具有強(qiáng)氧化性和腐蝕性。制法：濃硫酸銨水溶液電解后生成過硫酸銨，再經(jīng)冷凍、結(jié)晶、分離、洗滌和干燥而制得。用途：可做氧化劑、漂白劑、脫臭劑，高分子聚合的助聚劑，氯乙烯化合物的聚合引發(fā)劑，特別是用于乳化聚合和氧化還原聚合。亦用作過硫酸銨和雙氧水的原料，以及制造苯胺染料。還用于肥皂和油脂的漂白、金屬的蝕刻和食品的保存劑等。 (5) 丙烯酸 英文名：Acrylic acid 結(jié)構(gòu)式：C3H4O2 結(jié)構(gòu)簡式：CH2=CHCOOH 溶解性： 與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。主要用途： 用于樹脂制造、合成橡膠乳液制造等領(lǐng)域第二章 生產(chǎn)方法的選擇和流程設(shè)計(jì)現(xiàn)采用丙烯酸酯和苯乙烯在引發(fā)劑的作用下，以乳液聚合法聚合。該法優(yōu)點(diǎn)如下：聚丙烯酸酯彈性好，特別適用于溫度變化劇烈、脹縮系數(shù)變化較大的戶外使用。苯乙烯的價(jià)格比甲基丙烯酸便宜，丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液具有價(jià)格優(yōu)勢，所以發(fā)展迅速，有廣闊的使用前途，在外用建筑涂料中得到廣泛應(yīng)用，是目前使用較多的一種丙烯酸酯涂料。第一節(jié) 工藝流程說明及操作步驟在反應(yīng)釜中先加入25%的去離子水和2%乳化劑OP10，啟動(dòng)攪拌并升溫；將1%乳化劑OP%十二烷基硫酸鈉、%丙烯酸丁酯、%丙烯酸丙酯、49%苯乙烯、2%丙烯酸和25%去離子水加進(jìn)計(jì)量高位槽充分混合乳化；%過硫酸銨各40%的去離子水加入計(jì)量高位槽中充分混合，待反應(yīng)釜的溫度升到80℃在2小時(shí)內(nèi)滴加完成；%的過硫酸銨和5%的去離子水在反應(yīng)釜的溫度升到90℃時(shí)，半小時(shí)加完。反應(yīng)結(jié)束后降溫，得產(chǎn)物。第二節(jié) 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生產(chǎn)流程框圖1%乳化劑OP%十二烷基硫酸鈉、%丙烯酸丁酯、%丙烯酸丙酯、49%苯乙烯、2%丙烯酸和25%去離子水反應(yīng)釜25%的去離子水和2%乳化劑OP10%過硫酸銨各40%的去離子水
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