聚合物合成工艺-第一章.pptVIP

聚合物合成工艺学 1.1高分子材料分类 1.1.1合成高分子材料工业的重要性 1.1.2发展简史 ①1840年前 天然材料的处理和加工，如桐油、生漆的加工和应用。 ②1840～1900年半合成材料出现 如天然橡胶的硫化、赛璐珞（樟脑增塑的硝化纤维塑料）生产等。 ③20世纪初出现真正意义上的合成材料 如发明酚醛塑料。 ④1925～1935年 Staudinger，Carothers, Flory等建立 “高分子科学”。 ⑤20世纪40年代 二战爆发，促使德国开发成功丁钠橡胶，并进而寻求从石油中解决原料问题，促进了石油化工的发展。 ⑥Zigler-Natta催化剂 大批合成材料和新工艺问世，如HDPE、IPP等，合成高聚物工业迅速发展。 1.1.3高分子合成工业简述 高分子合成工业的任务 将基本有机合成工业生产的单体经聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子成型加工工业提供基础原料。 基本有机合成 高分子合成 高分子加工 （上游产业） （中游产业） （下游产业） 三个产业部门密切相关。 我国高分子材料工业现状简介 我国近年高分子材料与主要原料产量/万吨 我国高分子材料生产能力与产能预测 我国高分子材料产量及化纤原料供需预测 近年我国合成树脂进出口情况 2005年我国五大合成树脂进口来源分布 我国大陆高分子材料工业面临的竞争 高分子合成的工艺过程 高分子化合物的合成途径 高分子合成的典型工艺过程 －链式聚合反应工艺过程 原料准备与精制过程－单体制造过程 催化剂（引发剂）的配制过程 聚合过程 分离过程 后处理过程 回收过程 1.2.1原料准备与精制过程 包括：单体、溶剂（去离子水）等原料的贮存、精制、浓度调整等内容。 聚合反应过程对单体、溶剂等的纯度要求高 杂质、阻聚剂等会造成阻聚、链转移反应 介质中的杂质：对产品的色泽、外观、性能、反应过程均有影响，尤其是离子与配位聚合更为严格。 1.2.2催化剂（引发剂）的配制过程 大型连续化生产装置（如LDPE的生产、离子与配位聚合中），引发剂、催化剂需配成溶液。 易燃易爆 添加 计量 需设置专门的引发剂（催化剂）配制与贮存岗位。 1.2.3聚合过程与反应系统 单体 聚合物 聚合过程的操作方式 A.间歇聚合操作 中小型生产装置 聚合物在反应器中分批生产，当达到规定的转化率时，将聚合物从反应器中卸出的方法。 如悬浮聚合、界面缩聚等。 B.连续聚合操作 大型生产装置 单体和助剂等连续加入反应器，反应得到的聚合物连续不断的流出反应器的操作方式。 如本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、熔融缩聚等。 1.2.4分离过程－“聚合物提纯” 实现聚合物与下列组分分离的过程 未反应单体（单体转化率低于100%） 反应介质（水、溶剂） 低聚物 涉及的操作主要有 闪蒸 汽提 凝聚 离心、过滤 1.2.5后处理过程 干燥 输送 均化 造粒（压块） 包装 1.2.6回收过程 完成已分离单体和溶剂的回收与精制的操作过程。 涉及的主要操作包括 蒸馏 精馏 主要实现单体、溶剂与聚合物的分离，以及溶剂与单体的分离。 1.3聚合物合成工艺评价 高分子合成工艺的研究内容 原料与配比 合成工艺条件 合成与后处理关键设备 工艺控制原理与技术 产品性能的优化途径 高分子合成工艺的发展趋势 节能、环保新工艺的开发 通用合成材料的高性能化生产技术开发 精细、专用合成材料的开发 新型控制技术开发 高效生产设备开发 化石原料替代技术开发 常见化工设备简介 反应釜－釜式反应器 管式反应器 沸腾床反应器 沸腾床干燥器 气流干燥器 喷雾干燥器 主要参考书 1.王久芬.高聚物合成工艺，国防工业出版社.2005 2.赵德仁 张慰盛.高聚物合成工艺学（第2版），化学工业出版社. 1997 　 　 　 　 　 * * 第一章 绪论 高分子材料 天然高分子材料 合成高分子材料 蚕丝、羊毛、 皮革、棉花 木材、天然橡胶 合成塑料 合成橡胶 合成纤维 涂料与黏合剂 离子交换树脂 年产1000t橡胶园 年产1000t合成橡胶工厂 300万株橡胶树 占地3万亩 工人5000～6000人 占地10亩 工人几十人 丁苯、顺丁、丁基、丁腈、异戊、乙丙 五大合成树脂 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS 聚合物 合成 烯烃单体 活性单体 链式聚合如 自由基聚合 逐步聚合 聚合物 化学改性 大品种 自动化程度高 设备先进 六个过程 反应器 釜式反应器 管式反应器 沸腾床反应器 挤出机反应器 塔式反应器 辅助设备 控制系统 干燥 喷雾干燥 气流干燥 沸腾干燥 挤出干燥 液体物料 粉状、颗粒状物料