313自由基懸浮聚合生產(chǎn)工藝(編輯修改稿)
2025-02-12 13:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)部可通冷卻水以增加傳熱面積，其單位面積傳熱面積是夾套的 ～ 3倍。 （ 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。 聚合釜內(nèi)主要傳熱裝置 —— 夾套（ 3） 在聚合釜夾套中安裝螺旋型導(dǎo)流板，冷卻水不走短路，當(dāng)流速提高 10倍以上時，水對 釜壁的 導(dǎo)熱 系數(shù)可提高 8倍以上。 4 懸浮聚合的工藝控制因素（ 4）根據(jù)物料體積收縮速度而持續(xù)地注入相應(yīng)體積的水，可補(bǔ)償因反應(yīng)物料體積減少而損失的有效傳熱面積。 幾種主要單體轉(zhuǎn)化率為 100％時的體積收縮率： 苯乙烯： ％ 甲基丙烯酸甲酯： ％ 乙酸乙烯酯： ％ 氯乙烯： ％（ 5）合理選擇聚合釜材質(zhì)，可改善傳熱效果。不銹鋼導(dǎo)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(fù)合結(jié)構(gòu)。（ 6） 適當(dāng)降低冷卻介質(zhì)的溫度，即增大冷卻介質(zhì)與反應(yīng)物料的溫度差也能提高釜壁的導(dǎo)熱系數(shù)。 4 懸浮聚合的工藝控制因素q粘釜和清釜粘釜現(xiàn)象： 懸浮聚合時，被分散的液滴在聚合過程中逐漸變成粘性物質(zhì)，攪拌時，被攪拌槳甩到聚合釜壁上結(jié)成垢層，在聚合釜與氣相接觸的部分釜壁（如頂蓋）也出現(xiàn)結(jié)垢。 粘釜的危害： （ 1）聚合釜結(jié)垢后的直接危害是聚合釜的傳熱系數(shù)降低 （ 聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)～ ） ；（ 2）粘釜物加工時不容易塑化， 當(dāng) 樹 脂中混入 這 種粘釜物后，成 為變 形粒子露出在表面， ——“ 魚眼 ” 。4 懸浮聚合的工藝控制因素粘釜的原因：167。 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(dá)到一定強(qiáng)度時，會越來越牢固地黏附在釜壁上。167。 化學(xué)因素： 釜壁的金屬材料上始終存在著瞬時的自由電子和孔穴，二者都具有自由基引發(fā)聚合的基本特征，從而在釜壁上或者引發(fā)活性單體進(jìn)行聚合反應(yīng)或者捕獲活性聚合物電子使聚合物在釜壁沉積。 4 懸浮聚合的工藝控制因素q 粘釜的控制： 反應(yīng)釜和攪拌器設(shè)計時避免死角、高剪切區(qū)域，限定攪拌轉(zhuǎn)速，提高釜壁地光潔度，要求高的甚至要達(dá)到鏡面程度。 減少釜壁與水相中的單體和活性聚合物接觸，使金屬表面鈍化或者在金屬表面涂某些極性有機(jī)化合物， 防止金屬表面引 發(fā) 聚合，自由基到達(dá)釜壁就被 終 止聚合而 鈍 化。 問題： 涂布物脫落，造成阻聚。解決粘釜的方法有： 高壓水清釜、 溶劑清釜，采用防粘液噴涂或刷涂釜壁及聚合體系中加入水相阻聚劑 。5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯 167。1872年 。167。1940年美國古得里奇公司創(chuàng)建了懸浮聚合，聚氯乙烯開始建立它作為一種高分子材料的地位。167。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(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。167。目前聚氯乙烯僅次于聚乙烯，產(chǎn)量居熱塑性塑料品種的第二位。167。目前世界上聚氯乙烯的生產(chǎn)方法以懸浮聚合方法為主，其生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 80～ 90％。概況：5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯q 聚氯乙烯懸浮聚合的工藝特征216。 氯乙烯聚合的鏈轉(zhuǎn)移l 因為氯乙烯是很活潑的單體，其自由基由于共軛效應(yīng)也相當(dāng)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(yīng)為：l 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(guān)系預(yù)測聚氯乙烯的分子量應(yīng)比實際大約要大七倍。達(dá)說明一個動力學(xué)鏈在它真正失去活性以前，往往已與單體分子轉(zhuǎn)移過 2～ 4次。q 聚氯乙烯懸浮聚合的工藝特征216。 聚合物的分子量受溫度控制 聚氯乙烯的平均聚合度僅取決于鏈增長速度和向氯乙烯單體鏈轉(zhuǎn)移的速度的競爭。即： Xn=Rp/(Rt+RtrM)≈Rp/ RtrM=Kp/KtrM=1/CM 由于氯乙烯聚合的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)又極大地取決于溫度，因此氯乙烯懸浮聚合中聚合反應(yīng)溫度對聚合物的分子量影響很大。 5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯q 聚氯乙烯懸浮聚合的工藝特征溫度 ℃ Cm10425 30 40 50 60 70 氯乙烯鏈轉(zhuǎn)移常數(shù) Cm值PVC聚合反應(yīng)溫度和引發(fā)劑濃度對聚合度的影響5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯q 聚氯乙烯懸浮聚合的工藝特征各種單體向單體鏈轉(zhuǎn)移常數(shù) Cm10430℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃甲基丙烯酸甲酯 丙稀睛 苯乙烯 醋酸乙烯 氯乙烯 q 聚氯乙烯懸浮聚合的工藝特征216。 特殊的沉淀聚合與 自動加速效應(yīng)l 氯乙烯的懸浮聚合是一種在單體相和聚合物相中同時發(fā)生的特殊的沉淀聚合。氯乙烯單體在聚合開始不久，聚合速度會逐漸自動增大，分子量也隨之增加直至轉(zhuǎn)化串達(dá) 30~40％，這就是 “自動加速效應(yīng)”現(xiàn)象。在此以后聚合速度大體保持恒定，直到轉(zhuǎn)化率達(dá) 70％，以后聚合速度才開始逐漸下降。l 但氯乙烯在苯或二氯乙烷中進(jìn)行溶液聚合時，就沒有這種自動加速現(xiàn)象。產(chǎn)生這種差別的原因，在于單體和聚合物之間的溶解特性。5 典型的懸浮聚合生產(chǎn)工藝 懸浮法聚氯乙烯q 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
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