制造工藝過程與方法(編輯修改稿)
2025-05-25 00:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 高低 高溫熔融法 低溫熔融法 熔融法 ?玻璃的熔制 ?高爐的煉鐵 ?本體聚合 ?熔融縮聚 (1)玻璃的熔制過程 ? 指利用熔室將玻璃配合料加熱熔化，制成適合成型使用的玻璃液的過程。 ? 目的：是獲得均勻，純凈，透明，無氣泡并適合成型的玻璃液。 ? 它包括一系列 物理變化 ：配合料的加熱、 吸附水分的蒸發(fā)排出 、某些單獨(dú)組分的熔融、 某些組分的多晶轉(zhuǎn)變 、個(gè)別組分的揮發(fā)等。 ? 化學(xué)反應(yīng) ：固相反應(yīng)、 鹽類的分解、 水合物的分解、 結(jié)合水的排出 等。 ? 物理反應(yīng) ：低共熔物的生成 、組分之間的互溶。 生產(chǎn)玻璃的主要原料： ? SiO2（砂巖） ? CaO（石灰石 方解石 白云石等） ? Na2O（純堿 芒硝）。 熔融過程可分為 5個(gè)階段 ? 1 硅酸鹽形成階段（ 8001000℃ ） 各種原料在高溫下相互反應(yīng)，生成燒結(jié)狀態(tài)的硅酸鹽及其熔融物，存在大量的石英砂粒，氣泡和條紋。所發(fā)生的物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的變化是在固體狀態(tài)下進(jìn)行的。 ? 2玻璃形成階段（ 10001250℃ ） 低共熔混合物開始熔化，隨間溫度升高，硅酸鹽和剩余石英砂?；ト?，直到石英砂顆粒完全熔化。形成不夠均勻的透明玻璃液 —— 仍含有大量氣泡，條紋。 ? 3玻璃液澄清階段（ 14001500℃ ） 粘度進(jìn)一步降低，大量氣泡逸出（去除可見氣泡）。但還有條紋，液體溫度也不均勻。 ? 4玻璃的均化階段（長時(shí)間處于高溫） 玻璃液長時(shí)間處于高溫下，粘度最小?；瘜W(xué)組成趨向一致，條紋和熱不均勻性消除。 ? 5玻璃液冷卻階段（降低 200300℃ ） 達(dá)到成型所要求的粘度。 （ 2）金屬的冶煉過程 ? 本質(zhì)：破壞金屬與氧的結(jié)合。 ? 高爐是根據(jù)逆流反應(yīng)器原理建造的豎式鼓風(fēng)爐。 運(yùn)行過程 (示意圖 ） ? 固體由上部下沉 ? 氣體自下部向上運(yùn)動(dòng) ? 下部導(dǎo)入熱風(fēng)，產(chǎn)生熱量，供給 CO ? 熔化并分離礦料，反應(yīng)溫度達(dá)到所需 ? 底部鐵的熔點(diǎn)由 1530 ℃ 降到 1150 ℃ ? 底部 ，排放鐵水 ? 生鐵上部，由渣口排放廢礦渣 （ 3）熔體生長單晶 晶籽提拉法 坩堝下降法 焰熔法 區(qū)域熔融法 方法 將欲生長晶體的原料熔化， 然后在一定條件下使之凝固，變成單晶 基本原理 ? 1晶粒提拉法 ：其特點(diǎn)是：生長速度快，單晶質(zhì)量高。例： Si單晶 GaAs單晶 ? 2坩堝下降法 ：盛料容器緩慢經(jīng)過陡變的溫度場，使熔體變?yōu)榫w。 ? 3焰熔法 ：原料細(xì)粉進(jìn)入燃燒室，被熔化，落在粒晶上使晶體生長。設(shè)備簡單，操作方便，但應(yīng)力大。 ? 4區(qū)域熔融法 ：熔質(zhì)（晶體成分）分凝，生長晶體。 本體聚合 本體聚合是不加入溶劑和其它介質(zhì)的情況下，只有單體在引發(fā)劑，熱，光，輻射的作用下進(jìn)行的聚合方法，純單體的聚合 優(yōu)點(diǎn) ： 無雜質(zhì)，產(chǎn)品純度高 ，聚合設(shè)備簡單。 尤其是制透明制品。如：聚乙烯，聚甲基丙烯甲酯（有機(jī)玻璃），聚氯乙烯。 缺點(diǎn) ：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(dòng)加速作用大，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致暴聚。 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)。 熔融縮聚 ?主要用于平衡縮聚反應(yīng)， 如聚酯、聚酰胺等的生產(chǎn)。 ? 特點(diǎn) ：不用溶劑或介質(zhì)，副反應(yīng)很少 。反應(yīng)溫度較高。 ? 優(yōu)點(diǎn) ：高分子化合物的質(zhì)量好 ,設(shè)備簡單，效率高，可連續(xù)生產(chǎn)?？缮a(chǎn)：聚酰胺，聚酯，聚碳酸酯等。 ? 缺點(diǎn) ：反應(yīng)溫度較高，不適合于合成熔點(diǎn)太高的單體，或熱穩(wěn)定性差的高聚物。 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； ▲ 無需高真空，反應(yīng)設(shè)備較簡單； ▲ 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，殘留溶劑對產(chǎn)品性能的影響等。 ：單體和引發(fā)劑與適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行的聚合 制備高分子化合物的 溶液聚合 、 溶液縮聚 是溶液法的典型例子。 ? 特點(diǎn)： (1)散熱容易，反應(yīng)速度便于控制。 (2)體系的粘度低，混合和傳熱容易，溫度容易控制。 (3)引發(fā)劑分散均勻，引發(fā)效率高。 ? 缺點(diǎn)： (1)單體濃度低，反應(yīng)慢，生產(chǎn)能力低。 (2)聚合物的相對分子質(zhì)量較低。 (3)產(chǎn)物含有一定量的溶劑分子，除去較困難。 (4)溶劑回收費(fèi)用較高。 這些缺點(diǎn)限制了此法在工業(yè)上的應(yīng)用。 ? 常用于：氯乙烯、 丙烯腈 、丙烯酸酯 、丙烯酰胺的聚合反應(yīng)，也用于生產(chǎn)各種粘合劑，涂料，合成纖維的紡絲液。 :在純?nèi)軇┗蚧旌先軇┲羞M(jìn)行的縮聚反應(yīng)。 所使用的溶劑一般有三種情況： ? 原料和生產(chǎn)物都溶解于溶劑中 ? 原料溶解于反應(yīng)介質(zhì)中，產(chǎn)物不溶或部分溶于介質(zhì) ? 原料部分溶解或完全不溶于反應(yīng)介質(zhì)，產(chǎn)物完全可溶。 ? 界面法是指在 各種界面條件下 發(fā)生反應(yīng)來制備材料的方法： 懸浮聚合 乳液聚合 界面縮聚 懸浮聚合 ? 定義： 是指單體以小液滴狀懸浮在水中進(jìn)行的聚合。一個(gè)小液滴相當(dāng)于本體聚合中的一個(gè)單元。懸浮聚合體系由：單體 、引發(fā)劑 、水 、分散劑 4個(gè)基本組分組成。 ? 注意： 水介質(zhì)的存在，有利于聚合熱的排出 。加分散劑是因?yàn)閱误w液滴轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿踊衔锕腆w顆粒中間經(jīng)過高分子化合物－單體粘性粒子階段，防粘結(jié)。 懸浮聚合分散劑主要有兩大類： (i)水溶性的高分子：如聚乙烯醇、明膠、羥基纖維素等；
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