自由基溶液聚合原理及生產(chǎn)工藝(參考版)
2025-05-17 09:22本頁面
【正文】 高聚物合成工藝 36 高聚物合成工藝 ?耐光性和耐候性：由于 C三 N中一個是 a鍵、一個是 p鍵，這種結構可吸收光能 (紫外光 )轉(zhuǎn)變成熱能，可保護大分子主鏈不發(fā)生降解，所以聚丙烯腈纖維的耐光性和耐候性是一切天然纖維和合成纖維中（除含氟纖維）最好的一種。 4．耐溶劑性與耐光性 由于聚丙烯腈大分子中含有強極性基團 CN，所以不溶于常見的醇、醚和酯類溶劑。 35 2．化學特性 聚丙烯腈大分子中因含有側基 CN．在堿作用 (ph7時 )下會釋放出氨與來水解的 CN反應而生成脒基呈黃色。 ?聚丙烯腈大分子中含有 CN強極性基面，同一大分子上的 CN因極性方向相同而排斥，相鄰大分子上的 CN卻相互吸引，導致聚丙烯腈的螺旋結構不很規(guī)則，因而，聚丙烯腈不易結晶或成為結晶度很低的聚合物。 34 高聚物合成工藝 四、聚丙烯腈的性能及應用 1．熱彈性 ?玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（ Tg）： 無定型聚合物大分子鏈段自由運動的最低溫度。 ?優(yōu)點： 速度快。 ?濕法紡絲的優(yōu)點： 溶劑的揮發(fā)速率容易控制，纖維成型加工的條件比較柔和，纖維的脆性小，故制得的纖維有彈性，柔軟性較好，耐磨性好。 ?水相沉淀聚合的工藝條件 聚合溫度： 35℃ ～ 55℃ (45℃ 最佳 )； 聚合時間： 1h～ 2h；轉(zhuǎn)化率： 80％～ 85％ (高 )； 單體總質(zhì)量分數(shù)： 28％～ 30％； 攪拌速度： 55r／ min～ 80r／ mir。 ③ 加入了活化劑 FeSO4以提高聚合速率，聚合物粒子比較均勻，單體轉(zhuǎn)化率較高；聚合物物料為漿狀液容易處理，可使溶劑回收工序略為簡單一些。 二、以丙烯腈為主要單體的水相沉淀共聚合 1．水相沉淀聚合的優(yōu)點 ① 水相沉淀聚合通常采用氧化一還原引發(fā)劑如，NaClO3NaSO3； K2S2O8SO2； K2S2O8NaHSO3；NaCIO3NaHSO3等。 6．以丙烯腈為主要單體的均相溶液共聚合的優(yōu)缺點 (1)優(yōu)點 聚合熱容易導出，避免了由于局部過熱而引起的自動加速現(xiàn)象，聚合物的相對分子質(zhì)量分布較窄，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；同時聚合反應容易控制，可以實現(xiàn)連續(xù)聚合、連續(xù)紡絲。 H2SO4 H2SO3 H+ O2 O2 30 高聚物合成工藝 (6)轉(zhuǎn)化率的選擇 ?三種轉(zhuǎn)化率： 低轉(zhuǎn)化率 (50％～ 55％ )、中轉(zhuǎn)化率 (70％～ 75％ )和高轉(zhuǎn)化率 (80％ )。 ?淺色劑作用原理： 受熱分解放出次硫酸，次硫酸受氧化而形成亞硫酸和硫酸，后者能離解放出 H+．離解出的H+會抵消由于 CN的水解引起的 pH值的升高，能使系統(tǒng)中 pH值穩(wěn)定。 ?當體系中 pH=5時，聚合物色澤較淡，較為適宜。 ?加入稀酸處理，黃色化合物會水解成無色的聚丙烯酸銨或聚丙烯酸。 ② 溶劑 NaCNS中雜質(zhì)。 4．聚合工藝過程 (1)原料準備 (2)聚合 (3)回收單體 (4)聚合物溶液后處理 27 高聚物合成工藝 5．以丙烯腈為主要單體的均相溶液共聚合的影響因素 (1)單體質(zhì)量分數(shù)的影響 ①對聚合反應速率的影響 , ② 對特性黏度和轉(zhuǎn)化率的影響 (2)聚合溫度的影響 (3)原料中雜質(zhì)的影響 ① 單體中的雜質(zhì)。 (2)淺色劑的選擇 二氧化硫脲為還原劑，在丙烯腈聚合和蒸發(fā)過程中加入二氧化硫脲 (TUD)能改善聚丙烯腈的色澤，是合成纖維中的配套產(chǎn)品。 26 高聚物合成工藝 3．其他原料的選擇 (1)溶劑的選擇 溶劑是將 NaC
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