聚合方法ppt課件(2)(已修改)
2025-05-15 03:21 本頁面
【正文】 第 五 章 聚 合 方 法 高 分 子 化 學(xué) ? 本體聚合 ? 溶液聚合 ? 懸浮聚合 ? 乳液聚合 單體本身，加入（或不加）少量引發(fā)劑的聚合 將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行的聚合 單體在水中以乳液狀態(tài)進(jìn)行的聚合，體系主要由 單體、引發(fā)劑、水及乳化劑 等組成 單體以液滴狀懸浮于水中的聚合，體系主要由單體、引發(fā)劑、水和分散劑四組分組成 單體本身 ，加入（或不加）少量引發(fā)劑的聚合 將 單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行的聚合 單體以液滴狀懸浮于水中的聚合，體系主要由 單體、引發(fā)劑、水和分散劑 四組分組成 引 言 本體聚合 本體聚合 是單體本身在不加溶劑以及其它分散劑的條件下，由引發(fā)劑或直接由光熱等作用下引發(fā)的聚合反應(yīng)， 優(yōu)點 ：無雜質(zhì)，產(chǎn)品純度高，聚合設(shè)備簡單。 缺點 ： 體系粘度大，聚合熱不易擴(kuò)散 ，反應(yīng)難以控制，易局部過熱，造成產(chǎn)品發(fā)黃。自動加速作用大，嚴(yán)重時可導(dǎo)致暴聚。 工業(yè)上多采用兩段聚合工藝： (i) 預(yù)聚合 ：在較低溫度下預(yù)聚合，轉(zhuǎn)化率控制在 10~30%，體系粘度較低，散熱較容易； (ii) 后聚合 ：更換聚合設(shè)備，分步提高聚合溫度，使單體轉(zhuǎn)化率 90%。 本體聚合根據(jù)聚合產(chǎn)物是否溶于單體可分為兩類： （ i）均相聚合 ：聚合產(chǎn)物可溶于單體，如苯乙烯、 MMA等； 本體聚合 （ ii）非均相聚合 （沉淀聚合）： 聚合產(chǎn)物不溶于單體，如乙烯、聚氯乙烯等，在聚合過程中聚合產(chǎn)物不斷從聚合體系中析出，產(chǎn)品多為白色不透明顆粒。在沉淀聚合中，由于聚合產(chǎn)物不斷析出，體系粘度不會明顯增加。 但不管是均相聚合還是沉淀聚合，都會導(dǎo)致自動加速作用。 本體聚合 聚甲基丙烯酸甲酯 (有機(jī)玻璃板材 ) (均相體系 ) 使用 BPO或 AIBN為引發(fā)劑。第一階段在 90～95℃ 預(yù)聚合至轉(zhuǎn)化率 10％左右，得粘稠漿液，然后澆模分段升溫聚合，一般從 40～ 45℃ 起，慢慢升溫，后期溫度達(dá) 90℃ 左右 (需歷時數(shù)天 )，最后脫模成有機(jī)玻璃板材 聚苯乙烯 (均相體系 ) 使用 BPO或 AIBN為引發(fā)劑 (也可熱聚合 )。第一階段于在 80～ 85℃ 預(yù)聚合至轉(zhuǎn)化率 30％～ 35％，然后流入聚合塔。溫度從 100℃ 遞增到 220℃ 聚合，最后熔體擠塑造粒。 聚氯乙烯 (沉淀聚合 ) ? 第一階段在立式聚合釜中預(yù)聚到轉(zhuǎn)化率 7％～ 11％，形成種子粒子 (顆粒骨架 )。第二階段在臥式釜中繼續(xù)沉淀聚合達(dá) 70～ 80％轉(zhuǎn)化率后，停止聚合。脫除未反應(yīng)單體，最后以粉狀出料 高壓聚乙烯 (氣相本體，非均相體系 ) 用管式或釜式反應(yīng)器連續(xù)聚合。壓力 150～250MPa，溫度 170～ 200℃ ，以微量氧為引發(fā)劑。單體轉(zhuǎn)化率約為 15％～ 30％，最后熔體擠塑造粒 溶液聚合 是將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中，在溶液狀態(tài)下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。 生成的聚合物溶于溶劑的叫 均相溶液聚合 ；聚合產(chǎn)物不溶于溶劑的叫 非均相溶液聚合 。 優(yōu)點 ： （ i） 聚合熱易擴(kuò)散，聚合反應(yīng)溫度易控制； （ ii） 體系粘度低，自動加速作用不明顯；反應(yīng)物料易輸送； （ iii） 體系中聚合物濃度低，向高分子的鏈轉(zhuǎn)移生成支化或交聯(lián)產(chǎn)物較少，因而產(chǎn)物分子量易控制，分子量分布較窄； （ iv） 可以溶液方式直接成品。 溶液聚合 缺點 ： （ i） 單體被溶劑稀釋，聚合速率慢，產(chǎn)物分子量較低； （ ii） 消耗溶劑，溶劑的回收處理，設(shè)備利用率低，導(dǎo)致成本增加； （ iii） 溶劑很難完全除去； （ iv） 存在溶劑鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，因此必須選擇鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)小的溶劑，否
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