年產(chǎn)5500噸丙烯酸懸浮聚合間歇操作工藝的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-24 09:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 水樹脂吸收的水在150℃以上仍有50%封閉在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。因此，常溫下即使施加壓力，水也不會從高吸水樹脂中逸出，這是由高吸水樹脂的熱力學(xué)性質(zhì)決定的。高吸水聚合物是上世紀(jì)60年代末發(fā)展起來的。1961年美國農(nóng)業(yè)部北方研究所首次將淀粉接枝于丙烯腈，制成一種超過傳統(tǒng)吸水材料的 HSPAN淀粉丙烯腈接枝共聚物。1978年日本三洋化成株式會社率先將高吸水聚合物用于一次性尿布，從此引起了世界各國科學(xué)工作者的高度重視。上世紀(jì)70年代末，美國UCC公司提出用放射線處理交聯(lián)各種氧化烯烴聚合物，合成了非離子型高吸水聚合物，其吸水能力達(dá)到2000倍，從而打開了合成非離子型高吸水聚合物的大門。1983年，日本三洋化成又采用丙烯酸鉀在甲基二丙烯酰胺等二烯化合物存在下，進(jìn)行聚合制取高吸水聚合物。之后，該公司又連續(xù)制成了各種改性聚丙烯酸和聚丙烯酰胺組合的高吸水聚合物體系。上世紀(jì)末，各國科學(xué)家又相繼進(jìn)行開發(fā)，使高吸水聚合物在世界各國迅速發(fā)展。目前，已形成日本觸媒、三洋化成和德國Stockhausen公司三大生產(chǎn)集團(tuán)三足鼎立態(tài)勢，它們控制著當(dāng)今世界70％的市場，彼此之間又以技術(shù)合作方式進(jìn)行國際性聯(lián)合經(jīng)營，壟斷世界所有國家的高吸水聚合物銷售權(quán)。目前其主要用途仍然是衛(wèi)生用品，約占市場總量的70％左右。由于聚丙烯酸鈉高吸水樹脂吸水能力很大，并具有優(yōu)異的保水性能，所以作為土壤保水劑在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面應(yīng)用范圍很廣。如果在土壤中加入少量的高吸水性聚丙烯酸鈉，就能提高某些豆類的發(fā)芽率和豆苗的抗旱能力，使土壤的透氣性能增強(qiáng)。另外，由于高吸水樹脂的親水性及優(yōu)良的防霧性和抗結(jié)露性能，所以又可作為新的包裝材料。利用高吸水聚合物獨特性能制成的包裝薄膜可有效地保持食品鮮度。在化妝品中加入少量的高吸水聚合物，還可使其乳液粘度增大，是一種理想的增稠劑。利用高吸水聚合物只吸水不吸油或有機(jī)溶劑的特點，在工業(yè)上又可作為脫水劑。由于高吸水聚合物具有無毒、對人體無刺激性、無副反應(yīng)、不引起血液凝固等特點，近年來，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。例如，用于含水量大、使用舒適的外用軟膏；生產(chǎn)能吸收手術(shù)及外傷出血和分泌液，并可防止化膿的醫(yī)用繃帶及棉球；制造能使水分和藥劑通過而微生物不能透過的抗感染性人造皮膚等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已越來越受到人們的關(guān)注。如果將高吸水聚合物裝入到一個可溶于污水的袋中，并將此袋浸入污水中，當(dāng)袋子被溶解后，高吸水聚合物就可迅速地吸收液體而使污水固體化。在電子工業(yè)中，高吸水聚合物還可用作濕度傳感器、水分測量傳感器及漏水檢測器等。高吸水聚合物可作為重金屬離子吸附劑及吸油材料等。近年來，國內(nèi)外有關(guān)交聯(lián)聚丙烯酸耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法有很多報道，如于祖榮等提出采用甲醇對樹脂進(jìn)行處理；任敬福、張林香等采用活化高嶺土作為樹脂添加劑；Bailey等采用纖維素酯或醚和丙烯酸酯接枝共聚；Rebre、小林隆俊采用了不同的懸浮穩(wěn)定劑。這些研究雖然在一定程度上提高了所制備的高吸水樹脂的耐鹽性但是仍沒有解決吸鹽水能力不強(qiáng)的問題，且有的方法后處理工藝復(fù)雜，提高了樹脂的成本。總之，高吸水聚合物是一種用途非常廣泛的高分子材料，大力開發(fā)高吸水聚合物樹脂具有巨大的市場潛力。今年在我國北方大部分地區(qū)干旱少雨的情況下，如何進(jìn)一步推廣和使用高吸水聚合物，是擺在農(nóng)業(yè)和林業(yè)科技工作者面前的一項迫切任務(wù)。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施過程中，在改良土壤的工作中，大力開發(fā)和應(yīng)用高吸水聚合物的多種實用功能，具有現(xiàn)實的社會效益和潛在的經(jīng)濟(jì)效益。高吸水樹脂是一種新型功能高分子材料，在工業(yè)上具有廣泛的用途。由于其高的吸水和保水性能，近年來在種苗培育以及困難立地造林領(lǐng)域正越來越受到關(guān)注。但傳統(tǒng)的高吸水樹脂普遍存在吸收純水能力較強(qiáng)而吸收鹽水能力不足的問題，限制了高吸水樹脂在農(nóng)林領(lǐng)域的應(yīng)用[4]。從組成來說，高吸水樹脂主要有丙烯酸接枝淀粉(纖維素)類和聚丙烯酸鹽兩大類。其中，后者因為制備工藝相對簡單、穩(wěn)定性高、不易霉變，是目前市場超強(qiáng)吸水樹脂的主要品種。 反相懸浮聚合迄今已開發(fā)出來的高吸水性樹脂有淀粉類、纖維素類和合成樹脂類。淀粉類制備工藝復(fù)雜、產(chǎn)品耐熱性能差、易腐爛變質(zhì)、不易貯存。纖維素類吸水性能相對較差，而合成樹脂類(尤其是聚丙烯酸)則具有原料來源豐富、合成工藝簡單、能夠防霉防變、吸水率高等優(yōu)點，是當(dāng)前市場上占絕對優(yōu)勢的品種。聚丙烯酸鹽類高吸水性樹脂主要采用溶液聚合法和反相懸浮法合成。如果聚合物不溶于單體溶液里，液滴中就會形成沉淀，這樣就會形成不透明且通常為非規(guī)則形狀的顆粒。而如果形成的聚合物部分溶于單體溶液中，那最終產(chǎn)物的組成就很難預(yù)測了。聚合產(chǎn)生的顆?？梢詰?yīng)用于很多技術(shù)中，比如模塑。然而它們的最大應(yīng)用還是在色譜分離領(lǐng)域中作為分離材料（比如離子交換樹脂，酶固載支撐材料）得以應(yīng)用。這種應(yīng)用通常需要大的比表面積，即在珠狀顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生所需要尺寸大小的孔洞。聚合物珠子怎樣才可以做到內(nèi)部有孔可以在單體相中引入一種惰性稀釋劑，也可以叫它做致孔劑。聚合結(jié)束后將它提取出來。其它添加劑可以包括紫外穩(wěn)定劑（芳香酮或芳香酯），熱穩(wěn)定劑（乙烯氧衍生物，無機(jī)金屬鹽），模潤滑劑以及泡沫劑[5]。其中反相懸浮法具有反應(yīng)
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