聚合物制备工程复习资料(上)资料.pptVIP

聚合反应过程的特点 ▲聚合反应过程的复杂性：聚合物品种繁多，聚合方法多样，聚合 物的性质差异很大； ▲存在平均分子量及其分布的问题，且相对分子量及其分布是影响 聚合物性能的重要因素，相应的聚合动力学方面具有复杂性； ▲大多数聚合物体系黏度很大，有的还是多相体系，聚合过程中的 流动、混合、传热、传质等与小分子体系不同；根据物性特点和产 品性能的要求，需要特殊的反应装置，体现的传递过程的复杂性； ▲聚合物品种与牌号多，分子量不均一，常常有溶剂、残留单体等 物质，体系的物性数据很缺乏，或者不易得到，对于设计工作造成 一定的困难。 聚合釜换热装置：夹套、内冷件、釜外循环等 聚合反应器的首要问题之一：如何有效地排除聚合反应热以保持设定 的聚合温度？ ?聚合反应放热：单体种类、聚合速度～反应温度、引发剂或催化剂的 种类和用量。 ?间歇聚合：聚合反应不均匀进行，存在放热最高峰 解决方法： ? 夹套冷却（主要） ? 夹套附加内冷管 ? 内冷管 为有效排除聚合反应热可以对聚合釜采取哪些换热方法？ ? 反应物料釜外循环 ? 回流冷凝器 ? 反应物料部分闪蒸 ? 反应介质预冷 搅拌器：即实现搅拌操作的设备总称 2.搅拌器作用与功能： （1）混合，不同物料的混合； （2）搅动，提高传质和传热； （3）分散，使物料分散在液体介质中； （4）悬浮，使固体颗粒或液滴悬浮在液体中而不沉降 ? 均相体系：主要是加速传热 ? 非均相体系：则具加速传质和传热的功效 5.搅拌器的选用 ? 基本要求 1. 保证物料的混合 2. 消耗最小的功率 3. 所需费用最低 4. 操作方便，易于制造和维修 6.搅拌附件的功能 ? 搅拌附件：挡板、导流筒等（注意：内冷 管、蛇管的传热附件也起到类似作用） ? 目的：消除漩涡和涡流，改善流动效 果，提高混合效率，加强传质和传热 搅拌装置：搅拌器、搅拌轴、传动装置（电机、减速 机、联轴器）、搅拌附件（挡板、导流筒、内盘管等） 聚合反应釜的选择 1.聚合反应器的操作特性： 2.聚合反应及聚合过程的特性 3.经济效益：操作方式，容积效率，操作弹性，生产能力等 4.聚合反应器的操作特性对聚合物结构与性能的影响 聚合釜选型的简要原则： ? 重点在于确保反应时间的场合可选用塔式反应器 ? 重点在于除去聚合热的场合可以选用搅拌釜反应器 ? 以控制聚合速率和去除平衡过程中产生的低分子的场合可选用搅拌釜式、薄膜型或表面更新型反应器 ? 以控制反应产物颗粒性状为主的场合可选用乳化、分散型搅拌釜 ? 需要窄强剪切下进行反应的场合可以选用桨叶与壁面间隙较小的搅拌反应器 分离过程 分离过程包括: 未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂、低聚物等过程和设备 第3章 聚合实施方法 学习表格 ： 聚合实施方法 定义及特点 主要产品产品 工程问题及解决 基本流程举例 反应器 主要影响因素 连锁聚合 本体聚合 溶液聚合 乳液聚合 悬浮聚合 逐步聚合 本体聚合 本体聚合工业生产过程需要解决的主要工程问题是什么？目前采用的解决办法有哪些？ 针对本体聚合特点采取的措施 ? 为了改进产品性能或成型加工的需要而加入特定功能的添加剂，如增塑剂、抗氧剂、内润滑剂、紫外线吸收剂及色料等； ? 为了调节反应速率，适当降低反应温度而加入一定量的专用引发剂；为降低反应体系粘度改善流动性，加入少量内润滑剂或溶剂； ? 采用较低的反应温度、较低的引发剂浓度进行聚合，使放热缓和； ? 在反应进行到一定转化率而此时反应体系粘度不算太高时，就分离出聚合物； ? 分段聚合，将聚合过程分为几个阶段，控制转化率、“自动加速效应”，使反应热分几个阶段均匀放出； ? 改进反应器内的流体输送方式，完善搅拌器和传热系统以利于聚合设备的传热，研究开发专用特型设备等； ? 采用气相本体聚合方法，研制高效催化剂，降低操作压力； ? 采用“冷凝态”进料及“超冷凝态”进料，强化传热，提高产能。 ?需要处理的粘度很高，达数万至数十万mPa.s，混合、传热更困难。 ?聚合后期都需要高效的脱挥发份装置。 问题 反应热与聚合体系散热的矛盾 溶液聚合 工程问题： 溶剂选择： 悬浮聚合： 分散剂的稳定作用 ? 分散剂稳定作用：机械隔离、位阻、双电层等原 理 (1)离子型表面活性剂的双电层作用； (2)无机固体粉末的机械隔离作用； (3)高分子分散剂的位阻作用 搅拌的作用 ? 分散：较大的液滴分散为两个以上的液滴的过程。 ? 聚并：分散液滴的合并现象。 乳液聚合 乳化剂的选用 界面缩聚：将可以发生缩聚反应的两种有高度反应活性的单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中使 缩聚反应在两相界面进行的方法 主要特点：反应条件缓和；反应不可