自由基本體聚合原理及生產(chǎn)工藝-資料下載頁(yè)
2025-04-28 22:31本頁(yè)面
【正文】 上升 20 ℃ ，分子量能成倍地下降。 第五節(jié) 氯乙烯非均相本體聚合 一、氯乙烯單體及非均相本體聚合 ? 沸點(diǎn) － 14℃ ，加壓或冷卻可液化，工業(yè)上貯運(yùn)為液態(tài)； ? 致肝癌毒性，樹(shù)脂中殘留單體應(yīng) 5ppm 以下； ? PVC 生產(chǎn)以懸浮法為主，本體法約占 10％ ； ? 聚氯乙烯不溶于氯乙烯，生成的 PVC 呈粉狀析出，為 非均相本體聚合 。 二、氯乙烯非均相本體聚合工藝 預(yù)聚合和后聚合 預(yù)聚合（液相中形成種子） ? 設(shè)備： 不銹鋼釜，容積 8 m3－ 25 m3 ，配制夾套冷卻和豎管冷凝，攪拌為四葉片渦輪式，釜壁裝有擋板； ? 引發(fā)劑： 過(guò)氧化二碳酸酯，過(guò)氧化乙?；h(huán)己烷磺酰，引發(fā)劑活性高，用量少（預(yù)聚合階段基本消耗完）； ? 工藝： 62 ℃ － 75 ℃ ， 30min ，轉(zhuǎn)化率 7％－ 12％ ； ? 預(yù)聚合工藝條件分析，見(jiàn)下頁(yè)： 預(yù)聚合反應(yīng)溫度控制在 62℃ 以上，以便保證聚集體的內(nèi)聚力。 預(yù)聚合溫度也影響聚集體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的展開(kāi)程度，即影響孔隙率。如果要求提高孔隙率可降低預(yù)聚溫度，但不能低于 62℃ ，否則將影響初級(jí)粒子和聚集體間的內(nèi)聚力。 預(yù)聚釜中形成的聚合物僅約占總重的 5％，因此不影響最終聚氯乙烯產(chǎn)品的分子量。 預(yù)聚合時(shí)應(yīng)選擇分解速率很快的高活性引發(fā)劑，引發(fā)劑的半衰期低于 10min，用量控制在盡可能使 10％以上單體轉(zhuǎn)化為宜，反應(yīng)時(shí)間 lh ；轉(zhuǎn)化率達(dá) 7％ 12％時(shí)，預(yù)聚合完成，此時(shí)引發(fā)劑已全部耗盡，轉(zhuǎn)化率不可能進(jìn)一步增高。 在 6275℃ 范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，以下限溫度時(shí)使用高活性引發(fā)劑，如過(guò)氧化乙酰環(huán)己烷基磺酰，而在上限溫度時(shí)則用過(guò)氧化二碳酸二異丙酯。 預(yù)聚合體系物料粘度隨轉(zhuǎn)化率增高而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)化率在 7％12％ 時(shí)，可夾套和回流排除反應(yīng)熱。 經(jīng)驗(yàn)證明，為保證預(yù)聚反應(yīng)熱的排除，不必將全部單體都經(jīng)預(yù)冷卻，只需將聚合所需的一半單體通過(guò)預(yù)聚即可，剩下一般單體可在后聚合過(guò)程中加入。 討論：預(yù)聚合的作用？ 轉(zhuǎn)化率 10％ 左右，釋放一部分聚合熱，聚合熱通過(guò)大量單體的汽化回流冷凝來(lái)排除；預(yù)聚合階段沉淀的微粒子可作為后續(xù)聚合的沉淀中心或種子粒子；預(yù)聚合階段攪拌速度對(duì)控制種子粒子的粒徑和數(shù)目有一定影響。 后聚合（固相中種子增大） ? 設(shè)備： 立式反應(yīng)釜，配置攪拌、夾套冷卻、冷凝器，聚合釜與預(yù)聚釜數(shù)量以 5:1 配套； ? 引發(fā)劑： 后聚合反應(yīng)中，應(yīng)選擇引發(fā)速率較慢的低活性引發(fā)劑，如過(guò)氧化十二酰、過(guò)氧化碳酸二異丙酯等，所需的引發(fā)劑可以溶在增塑劑中注入。 ? 工藝條件： 不低于 62℃ ，反應(yīng) 3－ 9hr 。 后聚合過(guò)程工藝條件分析： 轉(zhuǎn)化率 20％ 后，液態(tài)單體全部轉(zhuǎn)化為外觀呈粉狀的狀態(tài)，聚氯乙烯被單體充分溶漲。 在后聚合時(shí)，傳熱效率很低，主要靠單體汽化回流排除熱量，此外尚可依靠夾套冷卻和可通冷水的攪拌軸進(jìn)行冷卻，以排除聚合熱。 轉(zhuǎn)化率達(dá) 70％－ 80％ ，聚合速率減慢，結(jié)束反應(yīng)。 粘釜問(wèn)題： 在本體法中，粘釜程度取決于單體純度、引發(fā)劑的類(lèi)型和釜壁的溫度：只要釜壁溫度低，粘釜程度就小。預(yù)聚釜不必定期清洗，后聚釜可按時(shí)用高壓水定期清洗。 聚合溫度與產(chǎn)物分子量： 聚合溫度由 50℃ 提高到 70℃ ，分子量則由 104 降低到 104。 聚合溫度的控制方法： 在氯乙烯本體聚合工藝控制中，只要轉(zhuǎn)化率不是太高，壓力與溫度呈線性關(guān)系，可通過(guò)監(jiān)測(cè)壓力來(lái)控制反應(yīng)溫度。 產(chǎn)物孔隙率的控制： 若要求產(chǎn)品孔隙率高，必須降低最終轉(zhuǎn)化率或采用較低的聚合溫度，也可兩種措施并用。 預(yù)聚合和后聚合的工藝流程圖 預(yù)聚漿料隨重力流至聚合釜、補(bǔ)加單體和引發(fā)劑 → 聚合結(jié)束 → 抽真空、加熱至 90℃ － 100℃ → 通氮?dú)饣蛩魵膺M(jìn)一步排出未反應(yīng)單體 → 回收單體精制 → 循環(huán)利用。 氯乙烯回收裝置 氯乙烯貯罐 泵 聚氯乙烯儲(chǔ)槽 真空泵 冷凝器 預(yù)聚釜 后聚釜 后處理工藝流程圖 旋風(fēng)分離器 篩 篩 過(guò)濾器 風(fēng)機(jī) 研磨器 粉碎機(jī) 聚氯乙烯粗品 聚氯乙烯成品 氯乙烯非均相本體聚合的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)需介質(zhì)水，免去干燥工序； 設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低； 熱穩(wěn)定性、透明性優(yōu)于懸浮聚合產(chǎn)品； 吸收增塑劑速度快，成型加工流動(dòng)性好。 缺點(diǎn)： 聚合釜溶劑較小，目前最大為 50 M3 ，而懸浮聚合釜溶劑為 230 M3 ，產(chǎn)能有限； 聚合工藝技術(shù)沒(méi)有懸浮法成熟，本體聚合方法正處于發(fā)展之中。 作業(yè) 本體聚合的定義、分類(lèi)及特點(diǎn)。 低密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝。 3 、本體法聚苯乙烯生產(chǎn)工藝及影響因素。 本體法聚氯乙烯合成的主要影響因素。 甲基丙烯酸甲酯本體聚合的特點(diǎn)及合成的主要影響因素
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1