p科技成果简介p
低分子量聚丙烯酸钠合成新工艺
分子量几百至几千的聚丙烯酸钠用途极为广泛,主要用作工业水循环系统的阻垢防蚀剂,颜料(碳酸钙、高岭土、钛白粉、缎光白等)、陶瓷浆料和釉料、丁苯胶乳等的分散剂、钻井泥浆稳定剂、油井粘土分散剂、水泥添加剂、金属材料的新型淬火剂、氯化铵等无机盐防结块剂、矿物浮选剂等。传统生产工艺为以过硫酸盐为引发剂,异丙醇为链转移剂进行水溶液聚合、以NaOH中和后蒸馏除去链转移剂得产品,使用该工艺合成分子量[2000的低分子量聚丙烯酸钠,生产中需使用单体量2)4倍的异丙醇作链转移剂,设备的利用率低,能耗较高,生产周期较长,生产成本较高。
我们通过研究影响聚丙烯酸钠分子量的各种因素,使用脂肪酸盐等助剂,采用分步聚合工艺合成了分子量500)700、1000)1500和2000)3000三种规格的低分子量聚丙烯酸钠,具体技术指标如下:
型号D)1D)2D)3外观黄色透明粘性液体
固含量(%)40?240?240?2
分子量500)7001000)15002000)3000
残余单体(%)[0.50.50.5
pH 6.0)8.0 6.0)8.0 6.0)8.0
密度(20e),g/cm2\ 1.25 1.25 1.25
本法取消了原有工艺使用的异丙醇,简化了生产工艺,降低了生产成本。合成的聚丙烯酸钠不仅分子量较低,而且分子量分布较窄,分散性良好,应用实验表明其分散效果优于分散剂DC,与进口产品SN)5040相当。综合性能达到国内领先水平。经查新未见国内有类似技术,属国内首创。生产和销售实践表明使用本工艺生产低分子量聚丙烯酸钠具有较好的经济和社会效益。
鉴于低分子量聚丙烯酸钠有广泛的用途,而且本工艺合成的低分子量聚丙烯酸钠质量好,成本低,具有较强的市场竞争力,本项技术有良好的推广应用前景。
学号： 广东石油化工学院 课程论文 超高分子量聚乙烯生产工艺的评述 学院：化工与环境工程专业：高分子材料与工程班级：高分子10-2 学生：教师： 完成时间：2013 年 6 月16 日
超高分子量聚乙烯生产工艺的评述 高分子10-2 杜龙飞学号：10014010216 摘要：超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。它的平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自 润滑性、耐化学腐蚀等性能，卫生安全、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，并可长期在-169至+80℃ 条件下工作，被称为"令人惊异"的工程塑料，而且，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）耐低温性能优异， 在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。 关键词：超高分子量聚乙烯性能结构用途反应机理 1 引言 超高分子量聚乙烯是一种性能优良的工程塑料, 广泛应用于化学工业、食品和饮料加工机械、铸件、木材加工工业、散装材料处理、医疗上的人工移植器官、采矿加工机械、纺织机械及交通运输车辆、体育娱乐设备等领域。它的分子结构与普通聚乙烯的基本相同, 但分子量却高达100万以上, 因而具有不同于普通聚乙烯的一些特殊性能, 其中最显著的应用特性就是能代替钢材, 用来制作管材、化工阀门、泵和密封填料、纺织机械的齿轮和皮结、输送机的蜗轮杆、轴承、轴瓦、煤块滑道、各种料斗和筒仓的衬里材料以及食品加工机械的料斗和辊筒、体育用品和溜冰场等, 超高分子量聚乙烯的耐磨性比钢材好, 价格却比钢材低川, 因而受到人们的关注和欢迎。 超高分子量聚乙烯是乙烯等烯烃单体通过淤浆聚合工艺而成，其粘均分子量大于120万，产品外观为白色粉末。 2 超高分子量聚乙烯的生产方法和工艺 目前世界各公司均在采用的低压聚合工艺,超高分子量聚乙烯是由乙烯聚合而成, 其合成反应式如下： 超高分子量聚乙烯的生产过程与普通高密度聚乙烯的生产过程相类似, 都是采用齐格勒催化剂在一定条件下使乙烯聚合的。也就是说, 只要采用齐格勒催化剂并在适当的工艺条件下即可制得超高分子量聚乙烯。 现在，世界上生产超高分子量聚乙烯的各公司均采用齐格勒系催化剂的低压聚合工艺生产超高分子量聚乙烯。该工艺与高密度聚乙烯的低压淤浆法工艺十分相近, 负载型齐格勒系高效催化剂也比过去更能使催化效率大为提高, 并使聚合工艺得以简化, 从
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的新型热塑性工程塑料，它的分子结构与普通聚乙烯(PE)完全相同，但相对分子质量可达(1-4)×106。随着相对分子质量的大幅度升高，UHMWPE表现出普通PE所不具备的优异性能，如耐磨性、耐冲击性、低摩擦系数、耐化学性和消音性等。 由于UHMWPE分子链很长，易发生链缠结，熔融时熔体黏度高达108Pa?s，熔体流动性差且临界剪切速率很低，因此容易导致熔体破裂，使其成型加工困难。为改善UHMWPE 的加工成型性能，需要对其流动性进行改性，而物理改性是主要的手段。 1UHMWPE的物理改性 物理改性不改变分子构型，但可以赋予材料新的性能。目前常用的物理改性方法主要有1)将UHMWPE与低熔点、低黏度的树脂共混改性；(2)加入流动改性剂，以降低UHMWPE 的熔体黏度，改善其加工性能，使之能在普通挤出机和注射机上加工；(3)液晶高分子原位复合材料改性等。 1.1共混改性 共混改性是改善UHMWPE熔体流动性最有效、简便的途径。共混时所用的第二组分主要是指低熔点、低黏度的树脂，如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚酯等。目前使用较多的是HDPE和LDPE。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE就会悬浮在第二组分的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。 将UHMWPE与LDPE(或HDPE)共混可使其成型加工性能获得显著改善。但共混体系在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间有明显的界面。在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致产生裂纹，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度有所下降。当受外力冲击时，裂纹会很快沿球晶界面发展而断裂，引起冲击强度降低。为保持共混体系的力学性能，可以采用加入适量成核剂，如硅灰石、苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐的方法阻止其力学性能下降。 Dumoulin等对UHMWPE与中相对分子质量聚乙烯(MMWPE)的共混物进行了研究。在双辊混炼温度175℃，混炼时间10min；密炼温度185-200℃，密炼时间10min的条件下，制备了UHMWPE含量小于或等于6%(质量分数，以下同)的共混物。在上述条件下制备的共混物的流变性能得到极大改善。 Veda等对UHMWPE与MMWPE的共混物进行了研究。结果表明，UHMWPE与MMWPE 在给定条件下能共结晶。但加入MMWPE后，共混物的冲击性能、耐磨性能有所下降。为保持力学性能，在共混体系中加入成核剂。 专利介绍了一种UHMWPE共混改性方法。将70%的UHMWPE与30%的PE共混，用共混物挤出的制品拉伸强度为390MPa，断裂伸长率为290%，用带缺口试样进行Izod冲击试验时，试样不断裂。 专利报道，将79.18%的UHMWPE(相对分子质量3.5×106)，19.19%的普通PE(相对分子质量6.0×105)，0.13%的成核剂(热解硅石，粒径5-50μm，表面积100-400m2/g)熔融混合，所得共混物可在普通注射机上成型，产品的抗冲击性、耐磨性等物理机械性能优于不加成核剂的共混物。 Vadhar等对UHMWPE与线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混物进行了研究。采用同步和顺序投料方式，在密炼机、混料机中制备UHMWPE与LLDPE共混物。同步投料即在密炼温度180℃时，将两种组分同时加入密炼机内混炼；顺序投料即在250℃时先将UHMWPE树脂加入混料机中混炼，然后将其冷却到180℃，再加入LLDPE继续混炼。 实验结果表明，投料方式对共混物的流变性能和力学性能影响极大。差示扫描量热及小角激光散射图像分析仪分析表明，顺序投料方式制备的共混物中，UHMWPE和LLDPE组分之间发生共结晶现象而且两种组分的混合均匀程度优于同步投料方式制备的共混物。由于
超高分子量聚乙烯板材的英文缩写是UHMW-PE板。 超高分子量聚乙烯板的起源是美国。也就是说是美国人发明并制作了超高分子量聚乙烯板材。超高分子量聚乙烯板材是一种热性工程塑料，它的制作工艺是填料-加热-加压-降温-出模。虽然看起来制作很简单，其实不然超高分子量聚乙烯板制作必须有一定的经验和独特工艺，尤其是原料配比和加热和冷却时间直接影响超高分子量聚乙烯板的性能。 超高分子量聚乙烯板的特性：重量轻、抗冲击、耐磨损、耐腐蚀、抗紫外线、耐老化、摩擦系数小、无毒性、无污染、不易沾附异物、能吸收震动和噪音等优良性能。是替代金属材料的最佳材料。用超高分子量聚乙烯板加工制作的产品其他性能由于现有的金属制品。 Ultra high molecular weight polyethylene sheet English abbreviation is UHMW-PE board. The origin of ultra high molecular weight polyethylene board is USA. That is an American invention and production of ultra high molecular weight polyethylene sheet. Ultra high molecular weight polyethylene sheet is a kind of thermoplastic engineering plastic, its production process is packing - heating - pressure - temperature - die. Although it is made very simple, actually otherwise ultra high molecular weight polyethylene board production must have certain experience and unique technology, especially the ratio of raw materials and the heating and cooling time directly affect the performance of ultra high molecular weight polyethylene plate. Properties of ultrahigh molecular weight polyethylene board: light weight, impact resistance, abrasion resistance, corrosion resistance, ultraviolet resistance, aging resistance, low friction coefficient, non-toxic, non polluting, not easy adhesion, excellent performance of foreign body can absorb the vibration and noise etc.. Is the best material instead of metal material. Use the plate to manufacture products of other properties of ultra high molecular weight polyethylene due to metal products available UHMW-PE 聚乙烯是目前产量最大、应用最广的塑料品种之一，约占世界塑料总产量的30%。其中，LDPE、HDPE以及被称为第三代聚乙烯的LLDPE等均属于热塑性通用塑料，唯有分子量高达150万以上的UHMEPE，因物理力学性能优异而作为工程塑料应用。根据美国菲利普石油公司的划分方法，分子量在150万
XI'AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 专业综合实验报告 低分子量聚丙烯酸钠的合成 院系：材料与化工学院________________ 专业：高分子材料与工程______________ : 强强_____________________ 学号：090307106 _________________ 指导老师：牛小玲
XI'AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 2012年12月
、八、- 前言 随着我国丙烯酸工业的迅速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，应用围不断扩大。聚丙烯酸钠作为丙烯酸的一种主要下游产品，近年来在国外的研究受到重视，生产也不断增加。聚丙烯酸钠产品包括水溶性产品和水不溶性产品。水溶性聚丙烯酸钠产品广泛应用于食品、纺织造纸、化工等领域。水不溶性聚丙烯酸钠产品具高吸水性，主要用于农林园艺、生理卫生等领域。聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上，不同分子量的聚丙烯酸钠各有各的用途。超低分子量(700 以下)的用途还未完全开发;低分子量(1000-5000) 主要起分散作用;中等分子量(104-106) 显示有增稠性; 高分子量(106-107) 的则主要做增稠剂和絮凝剂; 超高分子量(107 以上) 的在水中溶胀，生成水凝胶，主要用作吸水剂。水溶性聚丙烯酸钠中又包括高分子量和低分子量两类。 目前高分子量聚丙烯酸钠合成是采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液，然后再聚合的工艺路线。在水溶性高分子量聚丙烯酸钠的合成中，通常是高浓度丙烯酸钠溶液和低浓度氧化还原引发剂在低温下进行水溶液聚合。制备的关键是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚剂。去除阻聚剂的方法有减压蒸馏或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸钠聚合时往往因为自交联作用或聚合速度过快使产品水溶性降低，因此需加入抗交联剂和缓聚合剂。日本专利报道了以过硫酸盐和有机苯胺的复合引发体系，常温下催化丙烯酸钠水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸钠。戚银城等采用氧化-还原体系，添加氨水和氯化钠，在30C时合成了分子量几百至几千万的聚丙烯酸钠。水溶液聚合法具有设备简单，操作容易的特点，但缺点是所得到的聚合产物含水量高达60%-70%，难干燥。反相悬浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸钠。淑珍[5] 报道了化工大学开发出反相悬浮聚合法合成聚丙烯酸钠絮凝剂，并建成1000L 聚合釜装置。反相悬浮聚合法工艺复杂、设备利用率低。 聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性高分子化合物，其分子链上的梭基由于静电相斥，使聚合物链伸展，促成有吸附性功能团外露到表面上，这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上，形成粒子间的架桥，从而加速了悬浮粒子的沉降。因此可作絮凝剂。聚丙烯酸钠是近年来在各领域广泛使用的一类功能性高分子材料，高分子量聚丙烯酸钠在各使用行业越来越受重视。但在我国其研究还不深，生产规模还小，性能尚不如人意。研究其生产过程，提高产品应用性能，扩大产品的应用领域是当前的重要任务。 以上分析可见高分子量的聚丙烯酸钠在很多领域都广泛使用，但目前在国企业使用的多为国外产品。国近两年已有生产，但厂家不多，生产能力不超过一千吨，其中还包括胶体产品。由此可见国高分子量聚丙烯酸钠的生产缺口还很大，有必要增加生产满足国需求。因此建设高质量的使用性能好的聚丙烯酸钠生产厂非常必要。
. 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）市场分析报告 1国外生产状况 国际市场上，超高分子量聚乙烯（UHMWPE）生产企业主要有德国的T icona 公司、巴西的 Polialden 公司、荷兰的 DSM公司和日本三井化学公司等。其中，Ticona 公司生产能力为 11 万吨 / 年（含在中国独资企业产能），Polialden 为 4.5 万吨 / 年，DSM为 1 万吨 / 年，全球总生产能力超过 20 万吨 / 年。Ticona 公司是全球最大的 UHMWPE生产厂，约占全球 50%市场份额，可以生产适用于板材、异型 材、蓄电池隔板、纤维、过滤器材等各种规格、牌号的产品，种类齐全，并覆盖 全球市场。 DSM公司的特长是能生产特殊牌号的UHMWPE树脂，如：超细料及纤维料等，并且以自用为主，产品基本不外销。巴西 Polialden公司主要是接管了原美国MONTELL的经营业务，发展速度很快，能为用户稳定提供分子量在300万— 600 万的原料，主要用于生产板材和异型材，占据北美市场。 国外超高分子量聚乙烯的主要生产商见表1。 表 1 国外超高分子量聚乙烯的主要生产商及产品牌号 生产厂商（国家）树脂牌号（商标） Ticona （德国）Hostalen GUR Polialden ( 巴西 )UTEC DSM（荷兰）Stamylan UH 三井化学公司（日本）HI-ZEX MILLION 旭化成工业公司（日本）SUNFINE_U 昭和油化（日本）SHOREKSPA-5SSIH 三菱工程塑料公司（日本）Novatec Allied （美国）A-C1200-1232 Usi （美国）LS501 Phillips （美国）Marlex 6002 5003
超高分子量聚乙烯的特性 1、极高的耐磨特性超高管的分子量高达200万以上，磨耗指数最小， 使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的合金钢6.6倍，不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17.9倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，大幅度提高了管道的使用寿命。 2、极高的耐冲击性在现有的工程塑料中超高分子量管道的冲击韧性 值最高，许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳。本产品按GB1843标准，进行悬臂梁冲击实验达到无破损，可承受外力强冲击、内部超载、压力波动。 3、耐腐蚀性UHMW-PE是一种饱和分子团结构，故其化学稳定性极高，本 产品可以耐烈性化学物质的侵蚀，除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外，在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用，在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。 4、良好的自润滑性由于超高分子量聚乙烯管内含蜡状物质，且自身 润滑很好。摩擦系数（196N，2小时）仅为0.219MN/m（GB3960）。自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方，本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。不但能运动自如，且保护相关工件不磨损或拉伤。 5、独特的耐低温性超高分子量聚乙烯管道耐低温性能优异，其耐冲 击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料。同时，超高分子量聚乙烯管道的适温性宽，可长期在-269℃到80℃的温度下工作。 6、不易结垢性超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极性，因此具 有很好的表面非附着性,管道光洁度高。现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，超高分子量聚乙烯管则不结垢，这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。 7、寿命长超高分子量聚乙烯分子链中不饱和基因少，抗疲劳强度大于50 万次，耐环境应力开裂性最优，抗环境应力开裂>4000h ，是PE100的2倍以上 ,埋地使用50年左右，仍可保持70%以上的机械性能。 8、安装简便超高分子量聚乙烯（UHMW----PE）管道单位管长比重仅为 钢管重量的八分之一，使装卸、运输、安装更为方便，且能减轻工人的劳动强度，UHMW-PE管道抗老化性极强，50年不易老化。不论地上架设，还是地下埋设均可。安装时无论是焊接或者是法兰连接均可，安全可靠、快捷方便、无需防腐、省工省力，充分体现出使用超高分子量聚乙烯管道“节能、环保、经济、高效”的优越性。
《燕山石化公司2012年度情报论文第号》 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工 技术 伟超
树脂应用研究所2012.12.27
目录 1.UHMWPE的性能及应用 (1) 1.1 UHMWPE的性能 (1) 1.2 UHMWPE的应用 (2) 1.2.1 以耐磨性和耐冲击性为主的应用 (2) 1.2.2 以自润滑性和不粘性为主的应用 (3) 1.2.3 以耐腐蚀性和不吸水性为主的应用 (4) 1.2.4 以卫生无毒性为主的应用 (4) 2.UHMWPE的加工特点及加工技术 (4) 2.1 UHMWPE的加工特点 (4) 2.2 UHMWPE的加工技术 (5) 2.2.1 模压成型 (5) 2.2.2 挤出成型 (5) 2.2.3 注塑成型 (7) 2.2.4 UHMWPE纤维的纺丝工艺 (8) 2.3 几种新型挤出方法 (10)
2.3.1 UHMWPE的近熔点挤出技术 (10) 2.3.2 超高分子量聚乙烯加工中的亚稳性现象 (11) 2.3.3 气体辅助挤出成型技术 (11) 2.3.4 超支化聚(酯－酰胺)对UHMWPE的加工流动改性 (12) 2.3.5 数值模拟UHMWPE的柱塞挤出 (12) 3.结论 (13) 参考文献 (14)
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的应用及加工技术摘要：超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料，广泛应用在纺织、造纸、包装、运输、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医疗、体育、船舶、汽车等领域。由于其相对分子质量大，UHMWPE具有流动性差，临界剪切速率低，分子链易发生断裂等特点，加工困难。本文对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的应用及模压成型、挤出成型、注塑成型、纺丝等加工技术进行了介绍，并特别介绍了近熔点挤出、气体辅助挤出、超支化合物改性等几种较为新颖的UHMWPE加工技术。 关键词：UHMWPE，加工，进展，应用 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料。最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也相继投入工业化生产。我国高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业化生产，20世纪70年代后期又有塑料厂和助剂二厂投入生产。目前，各国树脂的生产都是采用齐格勒型高效催化剂低压法合成的。 1.UHMWPE的性能及应用 1.1 UHMWPE的性能[1] 1.磨耗性能 UHMWPE的耐磨耗性能居塑料之首，比尼龙66和聚四氟乙烯高4倍，比碳钢高5倍。 2.冲击性能 UHMWPE的冲击强度是市售工程塑料中最高的，为聚碳酸脂（PC）的2倍，ABS的5倍，且能在液氮温度（－℃）下保持高韧性。 3.润滑性能
Screen and evaluate the results within a certain period, analyze the deficiencies, learn from them and form Countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ 低分子量聚丙烯酸钠的合成实 验报告
编号：FS-DY-53217 低分子量聚丙烯酸钠的合成实验报告 前言 随着我国丙烯酸工业的迅速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，应用范围不断扩大。聚丙烯酸钠作为丙烯酸的一种主要下游产品，近年来在国内外的研究受到重视，生产也不断增加。聚丙烯酸钠产品包括水溶性产品和水不溶性产品。水溶性聚丙烯酸钠产品广泛应用于食品、纺织造纸、化工等领域。水不溶性聚丙烯酸钠产品具高吸水性，主要用于农林园艺、生理卫生等领域。聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上，不同分子量的聚丙烯酸钠各有各的用途。超低分子量(700以下)的用途还未完全开发;低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)显示有增稠性;高分子量(106-107)的则主要做增稠剂和絮凝剂;超高分子量(107以上)的在水中溶胀，生成水凝胶，主要用作吸水剂。水溶性聚丙烯酸钠中又包括高分子量和低分子量两类。
目前高分子量聚丙烯酸钠合成是采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液，然后再聚合的工艺路线。在水溶性高分子量聚丙烯酸钠的合成中，通常是高浓度丙烯酸钠溶液和低浓度氧化还原引发剂在低温下进行水溶液聚合。制备的关键是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚剂。去除阻聚剂的方法有减压蒸馏或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸钠聚合时往往因为自交联作用或聚合速度过快使产品水溶性降低，因此需加入抗交联剂和缓聚合剂。日本专利报道了以过硫酸盐和有机苯胺的复合引发体系，常温下催化丙烯酸钠水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸钠。戚银城等采用氧化-还原体系，添加氨水和氯化钠，在30℃时合成了分子量几百至几千万的聚丙烯酸钠。水溶液聚合法具有设备简单，操作容易的特点，但缺点是所得到的聚合产物含水量高达60%-70%，难干燥。反相悬浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸钠。韩淑珍[5]报道了北京化工大学开发出反相悬浮聚合法合成聚丙烯酸钠絮凝剂，并建成1000L聚合釜装置。反相悬浮聚合法工艺复杂、设备利用率低。 聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性高分子化合物，其分子
超高分子量聚乙烯的合成及应用成型研究 超高分子量聚乙烯（UHMWPE），是乙烯的线性均聚物，与高密度聚乙烯（HDPE）的结构类似，但平均链长为标准等级HDPE的10~100倍，其分子量一般都在300万以上。它最早由Karl Ziegler合成，具有优良的抗张强度、耐冲击、耐滑移、耐磨、耐化学腐蚀以及自润滑等性能，通过了美国FDA和USDA的认证，广泛应用于化工、机械、食品、医疗、军工、纺织、采矿等行业。 1 聚合工艺 乙烯的聚合主要受聚合温度、压力、催化剂组成及用量、外给电子体和氢气的影响，有高压聚合、气相聚合、淤浆聚合与溶液聚合这几种工艺，然而能用于UHMWPE聚合的却只有淤浆聚合与气相聚合。 1.1 淤浆工艺 淤浆工艺主要包括搅拌釜工艺与环管工艺。搅拌釜工艺包括Hostalen工艺和CX工艺，目前大约2/3的UHMWPE聚合采用Hostalen的连续搅拌釜工艺。此工艺最早是由德国Hoechst公司（现Basell公司）为高密度聚乙烯（HDPE）所开发，典型的工艺流程见图1，它使用双釜反应器，可通过串联或并联生产出单峰或者双峰的HDPE产品。而UHMWPE和HDPE淤浆工艺最主要的差别还是在工艺条件的优化、助催化剂/三价钛的配比上。此外，由于UHMWPE产物为粉末状，UHMWPE不需要造粒工序。Sudhakar P通过优化工艺条件而用传统Ziegler-Natta合成了分子量在400万~600万之间的UHMWPE。 上海化工研究院在1996年开发出以氯化镁、四氯化钛、钛酸酯类或苯甲酸酯为催化体系的单釜聚合工艺，经聚合、过滤、汽提、干燥后分子量达500万，产品性能与Hostalen工艺产品相似，填补了国内空白。 1.一号反应器； 2.二号反应器； 3.后反应器； 4.离心分离器； 5.流化床干燥器； 6.粉末处理器； 7.膜回收系统； 8.溶剂精制与单体回收系统； 9.挤压造粒 图1 典型Hostalen工艺流程 环管工艺主要有Phillips公司的Phillips单环管工艺和Ineos公司的InnoveneS双环管工艺。Phililips公司利用改性后的二氧化硅或氧化铝固定的Ti、Zr、Hf来生产UHMWPE，聚合中不需加入氢气，投资少，但对催化剂的要求较高。 在UHMWPE淤浆聚合过程中，控制反应热是聚合成败的关键。通过调节乙烯在溶剂中的浓度和催化剂的加入量可以达到控制反应热的效果，如果反应中的热量不能及时移出，将会造成催化剂失活。另外，控制反应器中铝的加入量，对增加分子量也具有显著的效果。 1.2 气相工艺
高分子合成工艺学 课程设计 题目：年产10万吨聚丙烯（环管法）运行方案的设计学院名称：化学化工学院 指导教师： 班级：高材 091 学号： 学生姓名： 2012年5月20日
目录 设计内容及要求 (2) 1、聚丙烯合成工艺 (3) 1.1绪论 (3) 1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验 (6) 1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍 (7) 1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价 (8) 2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 (9) 2.1密度控制范围 (9) 2.2原料进料量 (11) 2.3实验装置图 (12) 2.4聚丙烯生产开车方案 (13) 2.5装置正常操作 (15) 2.6装置正常停工过程 (15) 3、参考文献 (15)
设计内容及要求： 一、设计目的 让学生所学的聚丙烯合成工艺理论与聚丙烯的生产实际相联系，使学生得到动手操作能力、故障处理能力、工艺协调及工艺管理能力的综合训练。 二、设计任务 1、设计项目：聚丙烯生产运行方案的设计； 2、设计工艺：环管法液相本体聚合工艺； 3、设计产能：年产10万吨； 4、设计范围：生产工艺的正常开车，正常运行，正常停车。 三、设计工艺条件 进料比R200：R201=1：10 预聚釜R200：T=18℃，P=3.5MPa 环管高H=9m，体积V=0.46m3， 物料流速=4m/s，停留时间=4min。 聚合釜R201：T=70℃，P=3.2MPa 环管高H=30m，体积V=45m3， 物料流速=78m/s，停留时间=1.5h， 终点用密度控制射线检测，转化率55%-65%。 四、设计内容 1、聚丙烯的合成工艺 1.1概述； 1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验； 1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍； 1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价。 2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 2.1设计重点密度控制范围； 2.2设计原料的进料量； 2.3设计聚丙烯生产开车、停车方案； 2.4设计聚丙烯生产运行方案。 五、设计要求 1、给出聚合工艺的历史、现状及发展史； 2、给出多釜串联与环管法聚合工艺的差异及优缺点； 3、给出环管法聚合工艺流程及终点控制、原料流量等工艺参数； 4、给出完整的开机方案、运行方案及停机方案。 指导教师：年月日
超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE),是分子量100万 以上的聚乙烯。 分子式:—(—CH2-CH2—)—n—,密度:0.936~0.964g/cm3。热变形温度 (0.46MPa)85℃,熔点130~136℃。 UHMWPE性质特点为:极好的耐磨性,良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性,耐热性优于一般PE,缺点是耐热性(热变形温度)低、加工成型性差,外表面硬度,刚性,耐蠕变性不如一般工程塑料,膨胀系数偏大。UHMWPE流动性差,熔融状态下粘度极高,是呈橡胶状的高粘弹性体,早期仅能用压制和烧结方法成型,目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。 特殊功能 机械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性,卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。 使用温度100~110℃。耐寒性好,可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3,分子量200万的产品,其断裂拉伸强度40MPa,断裂伸长率350%,弯曲弹性模量600MPa,悬臂梁缺口冲击冲不断。磨耗量(MPC法)20mm。 应用领域 UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等;运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。
超高分子量聚乙烯衬板使用安装技术 一、本衬板特点和功能 1、本衬板具有较高的分子量，产品性能优越，质量可靠，适用性强，范围广等特点。 2、具有较强的高耐磨性、自润滑、搞冲击、不粘结、卫生、耐酸碱，减少劳动强度等优点。 3、本聚乙烯衬板具有极好的滑动性能，吸水率低，不受湿物料影响，磨擦系数极低，抗物料冲击，不会出现裂纹，是理想的防粘、防堵衬里材料。 二、使用注意事项 1、衬板安装时，应先清理料仓板面，应无杂物，防止安装时装衬板不平整，造成衬板与仓面接触有空隙，出现衬板被料挤脱。 2、衬板勿用铁器猛砸，使衬板表面出现坑坑洼洼，影响自润性能。 3、安装衬板的部位，不能用电焊，氧焊作业，如确实不用不行，应在电焊或氧焊时必须有专人不间断在仓面和衬板的接触之间洒水，以免引起火灾，造成严重后果。 4、不能直接撬衬板与仓面接触的部位，防止衬板与螺丝分家，造成衬板损坏或脱落，影响正常生产。 5、衬板不能在高于100o C的温度使用，若温度高衬板变形，影响使用年限或不能使用。 6、衬板不能在经常出现明火的地方使用，若想使衬板有一定的形状，可用手锯加工成形，再利用衬板本身所具有极强的韧性，采用螺
栓等方法固定，使衬板达到使用满意。 7、衬板可在负几十度的温度下使用，不会降低使用年限或损坏。 三、衬板安装说明 VHMW—PE衬板与钢板连接时的安装方法： 1、焊接式： 本安装方法实用于金属煤仓：料斗等专用料仓，金属仓部的内衬安装。安装时首先按所安装部位需要衬板的大小形状用合金锯切开，在超高板上用电钻打与焊垫下部大小一样直径的洞眼，再用本安装公司所专制的与焊垫上部直径大小的钻头在所打的洞眼上重打上一个能把焊垫沉到板材内的沉头孔一个。然后把超高板用射钉器固定在铁仓内壁上，然后把焊垫放进沉头孔中下部与铁仓紧贴，用焊机把焊垫与仓接触部位焊牢，再用锤子钉一下焊垫上部，使焊垫压紧超高板即可。请参考（焊接安装示意图）。 2、螺栓式： 安装时首先在超高板上用电钻打与沉头螺栓的沉头部位一样大小的沉头孔眼，后用射钉器把超高板固定在金属仓内壁上，再用电钻对准超高板上的沉头孔在金属仓上打眼后穿入沉头螺栓，把超高板和金
食品添加剂聚丙烯酸钠合成工艺研究 摘要：采用水溶液聚合法，以过硫酸铵-亚硫酸氢钠为混合引发剂，研究了单体浓度、引发剂各组分用量、反应温度及反应时间对产物相对分子质量的影响，并探索了制备聚丙烯酸钠的工艺条件，实验表明：反应温度为40-45℃，反应时间为4h，过硫酸铵用量为0.02%，亚硫酸氢钠用量为0.01%，单体浓度为45%，可获得相对分子质量为3000-3500万的聚丙烯酸钠，通过企业检测，满足食品添加剂的要求。 关键词：高分子、聚丙烯酸钠、合成工艺 Synthesis technology research of food additive Sodium Polyacrylate Abstract：Adopting aqueous solution polymerization, we used (NH4)2S2O8-NaHSO3 as mixed initiator to carry on the experiment, The influences, such as monomer concentration, initiator dosage of components, reaction temperature, reaction time, on product relative molecular mass were studied, And explored the technological conditions of sodium polyacrylate preparation. The results showed that sodium polyacrylate (30,000,000—35,000,000) could be polymerized at 40-45℃for 4h, with (NH4)2S2O8 of 0.02%, NaHSO3 of 0.01%, the monomer concentration of 45%, Satisfied the food additive requirements by the enterprise detection. Key words：macromolecule；sodium polyacrylate；synthesis technology 聚丙烯酸钠是近年来开发的重要精细化工产品之一，根据聚合条件不同，分子量可从几百至千万以上。不同分子量的聚丙烯酸钠用途不同，在日用化学工业、食品工业、石油工业、矿业、农业、涂料、造纸、纺织、建筑和医药等行业广泛应用。由于聚丙烯酸钠溶于水形成高粘性溶液，其粘度是羧甲基纤维素钠和海藻酸钠的15-20倍，长期放置粘度变化极小，不易腐败，安全无毒，由于聚丙烯酸钠本身的特性使它具有多种用途，其增稠特性作为食品胶的应用就是其中之一[1]。国外从上世纪六十年代就开始将聚丙烯酸钠用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等，美国FDA、日本厚生省等先后批准其作为食品添加剂使用，从2000年开始，我国卫生部正式批准聚丙烯酸钠为食品添加剂[2]。本文通过改变反应温度、反应时间、引发剂用量及单体浓度，探求制备满足食品添加剂要求的聚丙烯酸钠的合适工艺条件。 1实验 1.1实验原理 聚丙烯酸钠的合成是自由基链式聚合反应。丙烯酸用氢氧化钠中和，产生丙烯酸钠单体；过氧化物在亚硫酸氢钠的作用下，产生自由基，引发单体，并使链增长，生成聚丙烯酸钠。
简介 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万以上的聚乙烯。 分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3。热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。 UHMWPE性质特点为：极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性，耐热性优于一般PE，缺点是耐热性（热变形温度）低、加工成型性差，外表面硬度，刚性，耐蠕变性不如一般工程塑料，膨胀系数偏大。UHMWPE流动性差，熔融状态下粘度极高，是呈橡胶状的高粘弹性体，早期仅能用压制和烧结方法成型，目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。 特殊功能 机械性能高于一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性，卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性等。 使用温度100～110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.985g/cm3，分子量200万的产品，其断裂拉伸强度40MPa，断裂伸长率350％，弯曲弹性模量600MPa，悬臂梁缺口冲击冲不断。磨耗量(MPC法)20mm。 应用领域 UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等；运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。 UHMWPE可做各种机械的零部件，包括食品机械的齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承。化工中做泵、阀门、档板、滤板。医疗上，还可用于心脏瓣膜、短形外科零件，人工关节及节育植入体。体育上做滑冰地板、滚地球道、滑雪板、机动雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纤维，制造防弹衣、飞机座椅、海运、渔业用绳索等。 应用范围与聚酰胺、聚四氟乙烯相近，耐磨性超过碳钢，做齿轮、轴承、轴瓦、星轮、阀门、泵、导轨、密封填料、设备衬里、滑变板、人工关节等，纤维作防弹衣、绳索等。 超高分子量聚乙烯具有许多优异的性能，然而如此优异的工程塑料却很少有人知道它的存在，这主要是由于以前对超高分子量聚乙烯的熔体特性研究不足，加工方法基本上还停留在落后的压制一烧结工艺上。近年来，随着超高分子量聚乙烯加工技术的不断发展，其制品已在许多领域中获得了成功的应用。 纺织工业
p科技成果简介p 低分子量聚丙烯酸钠合成新工艺 分子量几百至几千的聚丙烯酸钠用途极为广泛,主要用作工业水循环系统的阻垢防蚀剂,颜料(碳酸钙、高岭土、钛白粉、缎光白等)、陶瓷浆料和釉料、丁苯胶乳等的分散剂、钻井泥浆稳定剂、油井粘土分散剂、水泥添加剂、金属材料的新型淬火剂、氯化铵等无机盐防结块剂、矿物浮选剂等。传统生产工艺为以过硫酸盐为引发剂,异丙醇为链转移剂进行水溶液聚合、以NaOH中和后蒸馏除去链转移剂得产品,使用该工艺合成分子量[2000的低分子量聚丙烯酸钠,生产中需使用单体量2)4倍的异丙醇作链转移剂,设备的利用率低,能耗较高,生产周期较长,生产成本较高。 我们通过研究影响聚丙烯酸钠分子量的各种因素,使用脂肪酸盐等助剂,采用分步聚合工艺合成了分子量500)700、1000)1500和2000)3000三种规格的低分子量聚丙烯酸钠,具体技术指标如下: 型号D)1D)2D)3外观黄色透明粘性液体 固含量(%)40?240?240?2 分子量500)7001000)15002000)3000 残余单体(%)[0.50.50.5 pH 6.0)8.0 6.0)8.0 6.0)8.0 密度(20e),g/cm2\ 1.25 1.25 1.25 本法取消了原有工艺使用的异丙醇,简化了生产工艺,降低了生产成本。合成的聚丙烯酸钠不仅分子量较低,而且分子量分布较窄,分散性良好,应用实验表明其分散效果优于分散剂DC,与进口产品SN)5040相当。综合性能达到国内领先水平。经查新未见国内有类似技术,属国内首创。生产和销售实践表明使用本工艺生产低分子量聚丙烯酸钠具有较好的经济和社会效益。 鉴于低分子量聚丙烯酸钠有广泛的用途,而且本工艺合成的低分子量聚丙烯酸钠质量好,成本低,具有较强的市场竞争力,本项技术有良好的推广应用前景。
超高分子量聚乙烯纤维性能及应用 摘要：超高分子量聚乙烯纤维有着高取向度，高结晶度，强力、模量高，抗冲击，耐腐蚀，耐光照，耐挠曲，耐磨损等优点。它的密度比水小，介电性能好。超高分子量聚乙烯纤维的缺点是使用温度不高，耐氧化性能差，抗蠕变性能差，表面加工困难。正是超高分子量聚乙烯纤维自身所具有的这些特点，它在抗冲击防护、低温、耐压、海洋工程、渔业等领域有着广泛地使用。 关键词：超高分子量聚乙烯纤维性能应用 The Properties and Applications of Ultra- high Molecular Weight Polyethylene Fibre Abstract：Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibre was high orientation degree，crystallinity，tensile strength and modulus，impact resistance，good corrosion resistance，light aging resistance，resistance to flexure，and wear resistance advantages etc．It had the small density than water，and good dielectric properties．The defect of UHMWPE fiber were that the used temperature was not high，oxidation resistance performance was poor，creep resistance was poor，and surfacing processing was difficult . Just UHMWPE fiber itself with these characteristics，it was widely used in the impact resistance，low temperature，pressure resistance，ocean engineering，fishery，etc．Key words：ultra-high molecular weight polyethylene(UHMWPE) fibre；properties; applications 一超高分子量聚乙烯纤维的性能 超高分子量聚乙烯纤维是自上个世纪80年代发展起来的一种高性能纤维，工业化生产采用凝胶纺丝超倍拉伸技术，是凝胶纺丝技术中的代表产品。一问世便以出色的性能受到市场的关注。20多年的发展过程中，生产技术不断改进，性能、产量均有长足的进步。现如今，该种纤维世界范围内生产能力超过1万吨/年，商业级顶级产品的强度能达到40cN/dtex。 超高分子聚乙烯纤维具有高取向度，高结晶度，微纤沿拉伸方向排列规整度高，使用电子显微镜还能够观察到“串晶”结构。这些结构赋予其良好的机械性能：沿纤维轴向方向，纤维具有很高的耐拉伸性，比强度，比模量都较高；即使在很低的温度下，该纤维仍能够保持柔软，有研究表明，即使在-150℃的条件下，纤维也无脆化点[1]。该纤维的缺点也很明显，