八章合成树脂及塑料syntheticresinandPlasticsP.pptVIP

第八章合成树脂及塑料synthetic resin and Plastics 学习目的与要求 　　掌握塑料的分类、性能及应用；掌握PE、PMMA、PVC、PS、ABS树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等生产工艺技术、结构、性能及应用。 §8-1　塑料的分类与应用 　　树脂(resin) 　　是指遇热变软，具有可塑性的天然高分子化合物的统称。一般是无定型的透 明或半透明的固体或半固体。 　　 　　树脂的用途 　　树脂是制造合成塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料、离子交换树脂 等产品的主要原料。 　　树脂的产量与需求量 　　以2000年国内全年产量：总产量为9Mt，其中LDPE795kt、LLDPD834kt、 HDPE1.11Mt、PP2.666Mt、PVC2.3Mt、PS和ABS1.5Mt。但2000年国内树脂 的总需求量为17Mt。 §8-1　塑料的分类与应用　 　　塑料(plastics) 　　是以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂（填料、增塑剂、稳定剂、 颜料等），可在一定温度、压力下塑化成型，而产品最后能在常温下保持形状不 变的一类高分子材料。 　　塑料与树脂的区别 　　树脂是纯的高聚物，而塑料是以树脂为主的高聚物制品。 　　一、塑料的分类 §8-1　塑料的分类与应用 §8-1　塑料的分类与应用 　　二、塑料的产量及应用 　　2000年，世界总产量＞150Mt，中国18Mt（13%，第二），美国50Mt （44.4%，第一），日本15Mt（10%，第三）。 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　概况 　　聚乙烯（polyethylene）是由乙烯单体经自由基聚合或配位聚合而获得的高 聚物，简称PE。产量居居世界首位，占总树脂量的20%左右。2000年国内总产 量48Mt，其中国内生产能力3.23Mt，实际生产2.75Mt。 聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　一、主要原料 　　★乙烯的结构与性质 　　乙烯CH2＝CH2，是最简单的烯烃。常温常压是略带芳香气味的无色可烯气 体。几乎不溶于水，化学性质活泼。物理参数如下： 　　★乙烯的主要生产方法 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　二、聚乙烯生产工艺 　　★乙烯高压聚合生产工艺 　　是在微量氧或有机过氧化物存在下，将乙烯压缩到14.7-245.2MPa压力下， 在150-290 ℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变为聚乙烯的聚合方法。 　　☆聚合原理 　　乙烯在高温高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易 发生向大分子链的转移而形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小。 　　☆聚合主要工艺条件 　　乙烯纯度 　　纯度≥99.9%，其他聚合级乙烯气体的规格要求如下： 　　 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　引发剂 　　以氧为引发剂时，氧的用量严格控制在0.003%-0.007%； 　　以有机产化物为引发剂时，将其溶解在液体石蜡中，配制成1%-25%的溶液。 　　相对分子质量调节剂 　　主要加入丙烯、丙烷、乙烷等，但纯度要有严格要求。 　　聚合温度 　　取决于引发剂的种类。以氧为引发剂时温度控制在230℃ 以上；以有机过氧 化物为引发剂时温度控制在150℃ 左右。　　 　　聚合压力 　　108-245MPa，高低取决于聚乙烯生产牌号，压力越大产物相对分子质量越 大。 　　聚合转化率与产率 　　乙烯单程聚合转化率为16%-27%，未反应单体经冷却循环使用，总产率为 95%。乙烯进料温度为40℃，乙烯-聚乙烯混合物出料温度160-280℃。大部分反 应热由离开物料带走，反应器夹套冷却只带少量反应热。 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　聚合产物的相对分子质量测定 　　相对分子质量范围10000-50000，重均相对分子质量控制在100000以上。一 般通过熔融指数（MI）法测定，其对应关系如下： 　　☆乙烯高压聚合生产工艺流程 　　乙烯高压聚合生产工艺流程如下图所示。主要生产过程分为压缩、聚合、分 离和掺合四个工段。 　　来自于总管的压力为1.18MPa的聚合级乙烯进入接收器（1），与来自辅助压 缩机（2）的循环乙烯气混合。经一次压缩机（3）加压到29.43MPa，再与来自于 低聚物分离器（4）的返回乙烯一起进入混合器（5），由泵（6）注入调节剂丙 烯或丙烷。气体物料经二次压缩机（7）加压到113～196.20MPa（具体压力根据 聚乙烯牌号确定），然后进入聚合釜（8），同时，由泵（9）连续向反应器内注 入微量配制好的引发剂溶液，使乙烯进行高压聚合。 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 §8-2　聚乙烯树脂及塑料 　　从聚合釜出来的聚乙烯与未反应的乙烯经反应器底部