第四章自由基悬浮聚合原理及生产工艺.pptVIP

高聚物合成工艺 (1) 准备工作 3．工艺流程 (2)聚合 ①将溶有阻聚剂TBC的单体(按比例加入)打入聚合釜，开动搅拌，升温至92 ℃ ，通氮至0.15MPa，以防止高温下釜内物料剧烈翻腾。 ②继续加热至150℃，釜内压力0.6MPa，搅拌2h(这时釜内SAN树脂颗粒已变硬)。 ③再升温至155℃t，釜内压力为0.7MPa～0.75MPa，维持2h。 ④降温至125 ℃ ，维持0.5h，再升温至140℃，熟化4h，促使粒子内部残余单体进一步转化为聚合物。 (3) 分离 (4)聚合物后处理 高聚物合成工艺 ①苯乙烯一丙烯腈高温悬浮聚合不使用引发剂，而是在高温惰性气体N2环境中进行热聚合，反应速率快，可缩短聚合周期，提高生产效率。 ②由于采用了无机化合物做悬浮剂，树脂易洗涤、分离；聚合物中因不含残余的引发剂和悬浮剂，聚合物性能全面提高。 二、苯乙烯-丙烯腈高温悬浮共聚合的优点 ③粘釜现象减少，减轻了清釜工作，提高了产量。 三、苯乙烯的均聚物及共聚物的性能与应用 聚苯乙烯系列树脂种类很多，包括均聚物、两元共聚物、三元共聚物以及一些共混物。 * * 高聚物合成工艺 高聚物合成工艺 第一节 自由基悬浮聚合原理 一、悬浮聚合及其分类 1．悬浮聚合 悬浮聚合是指溶有引发剂的单体，借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌，使单体以小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。溶有引发剂的一个单体小液滴，就相当于本体聚合的一个小单元，因此，悬浮聚合也称为小本体聚合。悬浮聚合中的主要组分是单体、引发剂、悬浮剂和介质(水)。 2．悬浮聚合分类 悬浮聚合可根据单体对聚合物溶解与否，将其分为均相悬浮聚合和非均相悬浮聚合。 高聚物合成工艺 (1)均相悬浮聚合 如果聚合物溶于其单体中，则聚合物是透明的小珠，该种悬浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。如苯乙烯的悬浮聚合和甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合等为均相悬浮聚合。 (2)非均相悬浮聚合 如果聚合物不溶于其单体中．聚合物将以不透明的小颗粒沉淀下来，该种悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合。如氯乙烯、偏二氯乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的悬浮聚合等为非均相悬浮聚合。 悬浮聚合法主要用来生产PVC树脂、可发性聚苯乙烯(EPS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SA树脂)、离子交换树脂用的交联聚苯乙烯白球、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均聚物与共聚物、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚三氟氯乙烯(PCTFE)等。 高聚物合成工艺 二、悬浮聚合的组分 悬浮聚合的组分主要是单体、引发剂、悬浮剂和介质(水)。有时为了改进产品质量和工艺操作还加入一些辅助物料，如相对分子质量调节剂、表面活性剂以及水相阻聚剂等。 1．单体 单体纯度高，聚合速率快，产品质量好，生产容易控制。因此，要求对单体进行精制，使其纯度达到要求才聚合。杂质对聚合速率和产品质量可能产生下列影响。 (1)杂质的阻聚作用和缓聚作用 有些杂质是自由基聚合的阻聚剂或缓聚剂，使聚合反应产生诱导期而延长了聚合时间。许多无机盐和金属离子，如铁离子、铜离子等有阻聚作用，几乎所有的单体 应尽量避免含有金属离子。 高聚物合成工艺 (2)加速作用和凝胶作用 有些杂质可以增加反应速率，如苯乙烯中含有a-甲基苯乙烯、对-二乙烯基苯时会受反应速率加快；另外，对-二乙烯基苯使聚苯乙烯产生支化，重者产生凝胶而不能使用。 (3)杂质的链转移作用 有些杂质是自由基聚合的链转移剂，影响聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布。如氯乙烯单体中的乙醛和氯乙烷、苯乙烯中的甲苯和乙苯都是链转移剂。氯乙烯单体中二氯乙烷的质量分数从0增至11×10-6时可使聚氯乙烯的平均聚合度从935.4下降至546.8。 减少单体中杂质的含量是保证聚合反应正常进行和产品质量的关键措施。 一般讲，悬浮聚合中单体的纯度99.9%。 高聚物合成工艺 2．介质水 水作介质的优点：在悬浮聚合中使用大量的水作为介质。水作为单体的分散、悬浮介质，维持单体和聚合物粒子成为稳定的分散体系；并且作为传热介质，把聚合热排出体系。 聚合用的介质水必须用去离子水 原因：因水中的氯离子、铁离子、镁离子、钙离子及可见杂质使聚合物带有颜色并使产品质量下降，如热性能和电性能变坏；水中的氯离子还能破坏悬浮聚合的稳定性，使聚合物粒子变粗；水中的溶解氧能产生阻聚作用，延长诱导期，降低聚合速率。 去离子水的质量指标作如下要求： pH=6～8；Cl-质量分数≤10×10-6；导电度=1×10-5～1×10-6 Ω/cm；以Ca2+、Mg2+计，硬度≤5；无可见机械杂质。 高聚物合成工艺 3．悬浮剂 悬浮作用或分散作用：能降低水的表面张力，对单体液滴起保护作用，