自由基本體聚合原理及生產(chǎn)工藝-wenkub
2023-05-13 22:31:58 本頁(yè)面
【正文】 設(shè)備利用率高； 產(chǎn)品純度高。 均相與非均相本體聚合 均相本體聚合 指生成的聚合物溶于單體（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。 介紹目前有機(jī)玻璃的品種、特性及主要用途，合成原理及生產(chǎn)工藝過(guò)程，國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家簡(jiǎn)介。第三章 自由基本體聚合原理及生產(chǎn)工藝 第一節(jié) 自由基本體聚合原理 第二節(jié) 甲基丙烯酸甲酯自由基本體聚合生產(chǎn)工藝 第三節(jié) 乙烯高壓氣相自由基本體聚合 LDPE 的生產(chǎn) 課堂討論內(nèi)容 統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外聚合物生產(chǎn)過(guò)程中的爆炸、燃燒事故案例，并從聚合物合成原理的角度分析事故原因，提出防范措施。 介紹目前低密度聚乙烯的品種、特性及主要用途，合成原理及生產(chǎn)工藝過(guò)程，國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家簡(jiǎn)介。 非均相本體聚合 指生成的聚合物不溶解在單體中，沉淀出來(lái)成為新的一相（如氯乙烯）。 缺點(diǎn) 體系粘度大，聚合熱不易排出； 自動(dòng)加速現(xiàn)象嚴(yán)重，工藝難控，易爆聚。 第二節(jié) 甲基丙烯酸甲酯自由基本體聚合生產(chǎn)工藝 一、甲基丙烯酸甲酯澆鑄（鑄塑）本體聚合 澆鑄（鑄塑）本體聚合 在模具中進(jìn)行的聚合，聚合和成型一次完成。 注意： 染料與顏料表述上的差異??！ 預(yù)聚合（制漿）工段工藝流程 高位槽 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 預(yù)熱器 預(yù)聚釜 冷卻釜 預(yù)配制的原料液 流量500L/hr－600L、 hr 預(yù)熱至50－60℃ 9095℃ ， 15－ 20min， 10－ 20％ 冷卻至 30℃ ，似甘油粘度， 1Pa s 討論： 鑄塑本體聚合法生產(chǎn)有機(jī)玻璃為什么要預(yù)聚合？ 縮短生產(chǎn)周期，使自動(dòng)加速現(xiàn)象提前到來(lái)； 預(yù)聚物有一定粘度，灌模容易，不易漏模； 體積已經(jīng)部分收縮，聚合熱已經(jīng)部分排除，利于后期聚合。 厚度小于 4mm 的板材，先灌漿，之后豎直置于進(jìn)片架直接進(jìn)入水箱，依靠水的壓力將空氣排出，使?jié){液布滿模具，立即封合。 討論：（ a）如何解決聚合收縮引起的板材表面凹痕等缺陷？ （ b）灌模后，在封口前為什么要排氣？ 厚度 20～ 50mm 的板材，采用水壓灌漿法，先將模具放入水箱中，在模具被水淹沒(méi)一半左右時(shí)開(kāi)始灌漿，隨漿料的進(jìn)入模具逐漸下沉，待料液充滿模具后迅速密封，在操作過(guò)程中要避免水進(jìn)入模具內(nèi)。 溫度升高，聚合反應(yīng)速率加快，單體轉(zhuǎn)化率增大。聚合前，可用洗滌法、蒸餾法或離子交換去除單體中的阻聚劑。 相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑 烷烴： 乙烷、丙烷、 丁烷、己烷、環(huán)己烷； 烯烴： 丙烯 、異丁烯； 其它： 氫氣、丙酮、丙醛等。 問(wèn)題： 為什么選用上述低活性引發(fā)劑？ 二、聚合工藝條件分析 溫度的影響 一般溫度選定在 130℃ － 280℃ ， 引發(fā)劑的半衰期為 1min 左右。 溫度對(duì)聚乙烯支化度的影響，如圖所示： 溫度升高，支化度增加 壓力增加，支化度降低 壓力的影響 一般選定在 110MPa － 300MPa ，此條件下乙烯接近液態(tài)烴密度（ ），為近似不能被壓縮的液體，屬 氣密相 狀態(tài)。 提高反應(yīng)系統(tǒng)壓力，促使分子間碰撞，加速聚合反應(yīng)，提高聚合物的產(chǎn)率和分子量，同時(shí)使聚乙烯分子鏈中的支鏈度及乙烯基含量降低，如圖所示： 單程轉(zhuǎn)化率的影響 一般選定在 15％－ 30％，聚合物在釜中停留時(shí)間 15s 120s。 則鏈終止反應(yīng)非常容易發(fā)生，因此聚合物的平均分子量較小，不超過(guò) 10萬(wàn)。丙醛作調(diào)節(jié)劑在聚乙烯鏈端部出現(xiàn)羰基。氣體物料經(jīng)二次壓縮機(jī)加壓到 113～ （具體壓力根據(jù)聚乙烯牌號(hào)確定），然后進(jìn)入聚合釜，同時(shí)，由泵連續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)注入微量配制好的引發(fā)劑溶液，使乙烯進(jìn)行高壓聚合。 釜式法上藝大都采用有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑，反應(yīng)壓力較管式法低，聚合物停留時(shí)間稍長(zhǎng)，部分反應(yīng)熱是借連續(xù)攪拌和夾套冷卻帶走。 管式反應(yīng)器： 管式反應(yīng)器是細(xì)長(zhǎng)的高壓管。整根細(xì)長(zhǎng)的高壓管都布置有夾套。 主要缺點(diǎn) 是聚合物粘管壁而導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象。在低壓分離器底部加入抗氧劑、抗靜電劑等后，與熔融狀態(tài)的聚乙烯一起經(jīng)擠壓齒輪泵送至切粒機(jī)進(jìn)行水下切粒。摻合均勻后的合格產(chǎn)品 —— 聚乙烯顆粒氣流送至合格品貯槽貯存，然后用磅秤稱量，裝袋后送入成品倉(cāng)庫(kù)。 ]2； Rp = kp [ M臨界溫度 是該物質(zhì)可能被液化的最高溫度。 由于苯乙烯分子中的乙烯基與苯環(huán)之間形成共軛體系，電子云在乙烯基上流動(dòng)性大，使得苯乙烯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，不但能進(jìn)行均聚合，也能與其他單體如丁二烯、丙烯腈等發(fā)生共聚合反應(yīng)。 （為什么？） 純度要求： %－ % 引發(fā)劑 ? 目的： 更好地控制產(chǎn)品分子量及其分布、單體轉(zhuǎn)化率。帶有球形蓋及底的鋁質(zhì)或不銹鋼的圓筒形設(shè)備， 內(nèi)部有傳熱盤(pán)管， 外壁有鋼質(zhì)夾套，并裝有不銹鋼的錨式或框式攪拌器。
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