聚合反應工程(華東理工大學)313自由基懸浮聚合生產(chǎn)工藝-預覽頁
【正文】 由于明膠是天然高分子化合物 ， 雜質(zhì)較多 ， 質(zhì)量不易控制；故目前國內(nèi)外的使用在減少 。 使用纖維素醚類作為懸浮劑可以使聚合體系穩(wěn)定，防止和減少顆粒之粘結，減輕粘釜程度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；得到的產(chǎn)品顆粒外形小而均勻，顆粒結構疏松，易于吸收增塑劑，從而引起國內(nèi)外重視。其結構式為： ?聚乙烯醇能溶于水，其溶解度與醇解度有關； 工業(yè)生產(chǎn)中一般采用聚乙烯醇規(guī)格：醇解度為 75～ 88％的（ 1788）； 聚合度為 1700～ 2022范圍； 用量為水量的 ～ ％。 3 懸浮聚合的物料組成 （ 5）非水溶性的無機化合物懸浮劑 主要指碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇、硅藻土和滑石粉等。 護作用好，制得顆粒粒度均勻，表面光滑，透 明度好； 多與高分子分散劑或少量表面活性劑配合使用 ,用量變 1~5%。用量過多，容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。 4 懸浮聚合的工藝控制因素 ? 懸浮聚合的操作工藝控制 ① 對聚合速率的影響： 溫度上升，半衰期縮短，分解速率常數(shù)增大，鏈引發(fā)、鏈增長速率隨之增 加。 但多數(shù)情況下，聚合溫度對分子量 的影響遠不及引發(fā)劑對分子量的影響明顯，只有氯乙烯是個例外。 4 懸浮聚合的工藝控制因素 不同聚合溫度和時間對苯乙烯懸浮聚合的轉(zhuǎn)化率的影響 時間， h 轉(zhuǎn)化率％ 4 懸浮聚合的工藝控制因素 聚合時間的影響因素有：溫度、壓力、引發(fā)劑的種類和用量、單體 的純度等。 4 懸浮聚合的工藝控制因素 ?懸浮聚合的聚合裝置 主要設備： 聚合釜 聚 合 釜 的 結 構 釜體 密封裝置 減速機 電動機 釜蓋 料孔 溫度計孔 視鏡孔 人孔 攪拌器 攪拌孔 ? 懸浮聚合聚合釜的主要功能和問題 4 懸浮聚合的工藝控制因素 ?混合 —— 提供懸浮液的攪動、懸浮、分散等功能； ?傳熱 —— 解決懸浮聚合反應熱的排除問題； ?除垢 —— 解決聚合釜的結垢和清釜問題等。 （ 2）在釜頂安置回流冷卻器，可將單體蒸汽冷凝回流，以增加傳熱面積。 不銹鋼導熱系 ()數(shù)顯著低于碳鋼 ()， 但碳鋼不耐腐蝕 ， 現(xiàn)在大多數(shù)大型釜都制成碳鋼內(nèi)襯很薄的不銹鋼復合結構 。 4 懸浮聚合的工藝控制因素 粘釜的原因： ? 物理因素： ⅰ . 聚合釜壁凹凸不平，聚合物沉積在缺陷中，與釜壁金屬產(chǎn)生分 子間力，從而粘釜在釜壁上； ⅱ . 樹脂顆粒的動力和粘性力達到一定強度時，會越來越牢固地黏附在釜壁上。 問題： 涂布物脫落，造成阻聚。 ?因為聚氯乙烯原料來源豐富 （ 是耗氯的主要途經(jīng) ） ， 合成路線成熟 ，成本不高 ， 而且聚氯乙烯綜合性能良好 ， 應用領域十分廣泛 。 ? 因為氯乙烯是很活潑的單體，其自由基由于共軛效應也相當活潑，因此自由基容易向氯乙烯單體發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，其反應為： ? 如果沒有單體的鏈轉(zhuǎn)移，根據(jù)鏈增長速度 (vp)與鏈引發(fā)速度 (vi)的關系預測聚氯乙烯的分子量應比實際大約要大七倍。 ? 但氯乙烯在苯或二氯乙烷中進行溶液聚合時，就沒有這種自動加速現(xiàn)象。 5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯 ? 氯乙烯懸浮聚合的生產(chǎn)工藝 (聚合部分） 組份 規(guī)格 型號 Xj1 Xj2 Xj3 Xj4 Xs1 Xs2 Xs3 Xs4 氯乙烯 （單體） 純度： ≥ ％ 5000 水 （分散介質(zhì)） PH值： 7～ 8 6000 7500 AIBN （引發(fā)劑） 純度： 98％ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 明膠 （分散劑） － PVA （分散劑） Na2S (水相阻聚劑 ) 投料比： ～ ％ H3PO4 NaHCO3 (緩沖劑 ) 投料比： ～ ％ 有機錫 （熱穩(wěn)定劑） 投料比： ％ 5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯 聚氯乙稀懸浮聚合的生產(chǎn)流程 5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯 型號 XJ－ 1/XS－ 1 XJ－ 2/XS－ 2 XJ－ 3/XS－ 3 XJ－ 4/XS－ 4 平均聚合度 1300～ 1500 1100～ 1300 980～ 1100 800～ 980 操作控制條件 氣密試驗壓力， MPa 聚合反應溫度， ℃ 47～ 48 50～ 52 54～ 55 57～ 58 升溫速度， ℃ /min ＜ 30 ＜ 30 ＜ 30 ＜ 30 溫度允許波動范圍 ℃ 177。 177。 聚合壓力， MPa ～ ～ ～ ～ 出料壓力， MPa 攪拌轉(zhuǎn)速， rpm 200～ 220 200～ 220 200～ 220 200～ 220 反應時間， h 12～ 14 12～ 14 12～ 14 12～ 14 聚氯乙烯聚合條件的控制 根據(jù)聚氯乙烯的型號不同按照表下的工藝條件進行操作。 10℃ 塔頂溫度： 100 177。因此即使聚氯乙烯是熱敏性樹脂，在較低的氣流濕度條件下，仍然允許采用較高的氣流溫度，以提高干燥效率。 特點：結構簡單，干燥強度高，時間短，適應性廣。 （ 2）氣流干燥器 小規(guī)模工廠使用，采用“氣流 氣流”雙級干燥
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