聚合反應(yīng)工程—縮聚生產(chǎn)工藝(滌綸(編輯修改稿)
2025-01-04 11:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 之間反應(yīng)。不存在原料配比對(duì)產(chǎn)物分子量的影響。 (2)帶有相同官能團(tuán) （ a— R— a） 但本身不能進(jìn)行縮聚反應(yīng)，只能同另一類型（ b— R— b） 單體進(jìn)行反應(yīng)。 必須嚴(yán)格控制兩種單體的等摩爾比。 (3) 帶有不同類型官能團(tuán) （ a— R— b） ，它們間可進(jìn)行反應(yīng)生成聚合物。此類單體也不存在原料配比問題。 (4) 帶有不同類型官能團(tuán)但它們之間不能相互進(jìn)行反應(yīng)，只能同其他類型的單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)。 此類單體也存在原料配比問題。 縮聚反應(yīng)單體類型及特點(diǎn) 21 1. 熔融縮聚： 2． 溶液縮聚： 3．界面縮聚： 4．乳液縮聚： 5．固相縮聚： 反應(yīng)體系為兩液相，但形成聚合物的縮聚反應(yīng)僅在其中一相內(nèi)進(jìn)行。 熔融縮聚是指在反應(yīng)中不加溶劑，反應(yīng)溫度在原料單體和縮聚產(chǎn)物熔化溫度以上（高于熔點(diǎn) 10~25℃ ）進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。 特點(diǎn)：緩和、平穩(wěn)，有利于熱交換，避免了局部過熱。 是在多項(xiàng)（一般為兩相）體系中，在相界面處進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。 在原料熔點(diǎn)以下進(jìn)行的縮聚反應(yīng) 。 使反應(yīng)在某種適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行，成為溶液聚合。 特點(diǎn)： 熔融縮聚法的特點(diǎn)是反應(yīng)溫度很高（一般在 200℃ 以上）。 特點(diǎn)：反應(yīng)條件比較緩和，反應(yīng)是不可逆的， 縮聚反應(yīng)的實(shí)施方法 22 熔融聚合 聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，聚合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)。 主要用于平衡縮聚反應(yīng)，如聚酯、聚酰胺等的生產(chǎn)。 一般分為以下三個(gè)階段： 初期階段 ： 反應(yīng) ：以單體之間、單體與低聚物之間的反應(yīng)為主。 條件 ：可在較低溫度、較低真空度下進(jìn)行。 任務(wù) ：防止單體揮發(fā)、分解等，保證功能基等摩爾比。 23 中期階段 ： 反應(yīng) ：低聚物之間的反應(yīng)為主，有降解、交換等副反應(yīng)。 條件 ：高溫、高真空。 任務(wù) ：除去小分子，提高反應(yīng)程度，從而提高聚合產(chǎn)物分子量。 終止階段 ： 反應(yīng) ：反應(yīng)已達(dá)預(yù)期指標(biāo)。 任務(wù) ：及時(shí)終止反應(yīng)，避免副反應(yīng)，節(jié)能省時(shí)。 24 例：合成滌綸（ PET)的傳統(tǒng)方法 H 3 C O COC O C H 3O+ 2 x H O C H 2 C H 2 O Hxc a t a l y s t1 5 0 2 0 0 0CH O H 2 C H 2 C O COCOO C H 2 C H 2 O H( )x+ 2 x C H 3 O HAH O H 2 C H 2 C O COCOO C H 2 C H 2 O H( )xc a t a l y s t2 6 0 3 0 0 0CnH O H 2 C H 2 C O COCOO C H 2 C H 2 O H( )n x+ ( n 1 ) H O C H 2 C H 2 O HB25 特點(diǎn) ： ▲ 反應(yīng)溫度高（ 200 ~ 300℃ ）； ▲ 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)； ▲ 需在惰性氣氛下進(jìn)行； ▲ 反應(yīng)后期需高真空。 優(yōu)點(diǎn) ：產(chǎn)品后處理容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，可連續(xù)生產(chǎn)。 缺點(diǎn) ：要求嚴(yán)格控制功能基等摩爾比，對(duì)原料純度要求高； 需高真空，對(duì)設(shè)備要求高；副反應(yīng)易。 26 溶液聚合 單體在在溶液中進(jìn)行聚合反應(yīng)的一種實(shí)施方法。其溶劑可以是單一的，也可以是幾種溶劑混合。 廣泛用于涂料、膠粘劑等的制備，特別適于分子量高且難熔的耐熱聚合物，如聚酰亞胺、聚苯醚、聚芳香酰胺等。 分為 高溫溶液聚合 和 低溫溶液聚合 。 高溫溶液聚合采用高沸點(diǎn)溶劑，多用于平衡逐步聚合反應(yīng)。 低溫溶液聚合一般適于高活性單體，如二元酰氯、異氰酸酯與二元醇、二元胺等的反應(yīng)。由于在低溫下進(jìn)行，逆反應(yīng)不明顯。 溶劑的選擇 ： ▲ 對(duì)單體和聚合物的溶解性好； ▲ 溶劑沸點(diǎn)應(yīng)高于設(shè)定的聚合反應(yīng)溫度； ▲ 有利于移除小分子副產(chǎn)物：高沸點(diǎn)溶劑；溶劑與小分子形成共沸物。 27 溶液聚合 優(yōu)點(diǎn) ： ▲ 反應(yīng)溫度低，副反應(yīng)少； ▲ 傳熱性好，反應(yīng)可平穩(wěn)進(jìn)行； ▲ 無(wú)需高真空，反應(yīng)設(shè)備較簡(jiǎn)單； ▲ 可合成熱穩(wěn)定性低的產(chǎn)品。 缺點(diǎn) ： ▲ 反應(yīng)影響因素增多，工藝復(fù)雜； ▲ 若需除去溶劑時(shí)，后處理復(fù)雜：溶劑回收，聚合物的析出，殘留溶劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響等。 28 界面縮聚 界面縮聚是將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，再將這兩種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進(jìn)行縮聚反應(yīng)，聚合產(chǎn)物不溶于溶劑，在界面析出。 界面縮聚的特點(diǎn) ： （ 1）界面縮聚是一種不平衡縮聚反應(yīng)。小分子副產(chǎn)物可被溶劑中某一物質(zhì)所消耗吸收； （ 2）界面縮聚反應(yīng)速率受單體擴(kuò)散速率控制； （ 3）單體為高反應(yīng)性，聚合物在界面迅速生成，其分子量與總的反應(yīng)程度無(wú)關(guān)；
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