聚碳酸酯耐力板生产工艺设计
1.前言
聚碳酸酯板是以高性能的工程塑料聚碳酸酯加工而成一种板材。其中中空板叫阳光板，实心板叫耐力板。聚碳酸酯板材生产线从上世纪90年代后期引进我国。到2009年，中国有中空阳光板生产线30多条，聚碳酸酯耐力板生产线10多条。其中，聚碳酸酯耐力板因防盗、防弹，具有超强的坚韧性、高度的耐候性、最佳的隔热性、耐冲击、打不破、安全可靠；重量轻、可弯曲、施工方便。所以用途十分广泛，也是近几年受我国建筑行业推崇和赞誉的一种新型建筑装饰材料。[1]
2.聚碳酸酯耐力板的性能特点及应用
2.1聚碳酸酯耐力板的性能特点
2.1.1机械性能
聚碳酸酯耐力板是一种综合性能极佳的工程塑料板，以下是其性能特点:
(1)抗冲击强度：聚碳酸酯耐力板抗冲击性能极佳，它比传统玻璃高250倍，比亚克力板材高30倍,是钢化玻璃的2-20倍。用3kg锤以下两米坠下也无裂痕，有“不碎玻璃”和“响钢”的美称。[2]。
(2)拉伸强度:聚碳酸酯耐力板耐热性佳，即使在120℃，其拉伸强度仍可达350kgf/cm2。
(3)弯曲强度：聚碳酸酯耐力板抗弯性良好，即使弯曲角度达90°，仍不断裂。可依设计图在工地现场采用冷弯方式，安装成拱形，半圆形顶和窗。最小弯曲半径为采用板厚度的175倍，亦可热弯。
(4)抗疲劳与抗蠕变性：聚碳酸酯耐力板抗蠕变性在热塑性塑料中是最好的。即使在高温下其蠕变仍很小。
2.1.2热性能
(1)熔形温度：聚碳酸酯耐力板熔形温度135℃，其连续使用温度达120℃。
(2)线膨胀系数：线膨胀系数为7×10-5cm/cm/℃在塑胶中属较小的。
(3)脆化温度：聚碳酸酯耐力板脆化温度为-40℃，最低连续使用温度为-30℃，
是一般塑胶不可比的。
(4)燃烧性：聚碳酸酯属难燃自熄性塑料之一，其在高温加热时不会产生有毒气体。
(5)热传导率：聚碳酸酯耐力板的热导率与一般塑胶差异不大，是玻璃的1/4，铁的1/300，铝的1/1000，铜的1/2000，属保温性能优良的材料之一。
2.1.3光学性能
(1)透光率：聚碳酸酯耐力板的透光率为85%以上与玻璃相当。
(2)耐候性：一般耐力板材长期暴露室外，受紫外线照射易引起黄变及表层劣化。聚碳酸酯耐力板表面附有一层抗UV层，即使长期暴露室外，其光学，机械性能均无显著变化。
2.1.4隔音性能
聚碳酸酯耐力板隔音效果比玻璃高3-4dB，是目前高速公路隔音屏障的首选材料.聚碳酸酯耐力板已在天津轻轨工程、武汉轻轨工程以及全国很多城市道路隔音屏上被选用
2.1.5抗化学性
聚碳酸酯在常温下对弱酸、弱碱及醇类的抵抗性能良好，但对强酸碱、苯类、氯化烃类和酯类的抵抗性能稍差，极易产生溶解、溶胀或分解的现象。由于其抗化学性与温度高低、内部残留应力大小及暴露时间长短有关，故使用前应特别注意。
2.1.6密度小
聚碳酸酯耐力板的密度仅为玻璃的一半，因此可大量节省搬运与施工的难度与运费。[4]
2.2聚碳酸酯耐力板的用途
聚碳酸酯耐力板依据其性能和特点主要在以下方面的到应用：
(1) 办公楼、百货商店、健身院、体育馆、餐饮娱乐场所、医院等公共建筑采光天窗。
(2) 停车场、购物厅、机场、游泳池、超市、中厅等场所之拱形顶采光。
(3) 军警部门、警卫室、珠宝店、加油站、银行、表店、金店、展示橱窗、
运钞车等特殊安全防弹设施。
(4) 高速公路、捷运系统、高架道路的隔音墙。
(5) 植物温室、工厂厂房、花房、仓库之耐候板、防热板及车库的遮雨棚。
(6) 广告标示板、招牌、广告牌等。
3.聚碳酸酯耐力板的生产工艺路线的选择
板材的成型方法一般有以下几类：(1) 层压法生产板材(2) 浇铸法成型板材(3)挤出成型法生产板材。下面就来简要的介绍一下这几种成型工艺。
3.1层压法生产板材
层压成型主要用于生产板材，是一种较古老的成型方法。成型技术已相当成熟，可用于热固塑料（一般加入纤维状填料），亦可成型热塑性塑料。层压成型的设备和模具结构简单、制造费用低、精度要求低；压机占地面积小，上马快、且收益显著；成型压力低、原料损耗少；受塑料种类和填料种类影响小，是制备高强度制件的有效方法。[5]
但该法生产效率低，制品精度低，劳动强度大，大都为手工操作等。故层压成型随着其它成型方法的发展和普及而逐渐减少，但就其优缺点的综合分析来看，层压成型仍属一种不可缺少的成型方法。
层压成型制备热塑性塑料板材时，一般将配好的塑料经过二辊辊压或压延成片，按一定的规格、一定的层叠方法，根据制品所需厚度组成“叠合体”，放在压机上（单层或多层）加压、加温使之黏合，然后冷却固化，卸压取出制品。
层压制品均需进行加工和热处理，以提高制品的物理力学性能及外观质量。此法主要用于成型PVC层压板材等。[6]
3.2浇铸法成型板材
浇铸通常好是将液态的单体(或预聚体)和催化剂、促进剂等一起倒入模具中，在加热的条件下使单体在模具中聚合成聚合物，最后冷却定型；或者是将液态或粉状的树脂倒在模具中，不施加压力，只用加热和冷却使之定型而成为制品。
[7]其特点是成型所用的设备简单；成型过程中一般不需要加压；制品的尺寸限制较少，宜生产小批量大型制品；制品内应力低，质量良好。但成型周期长，制品尺寸精度较低。一般多用聚甲基丙烯酸酯类和聚酰胺作原料。可用来成型较厚的
板材，得到表面平整、透明度较高的、强度较好的制品，是一种劳动强度大的间断式生产方式。
3.3 挤出成型法成型板材
挤出成型是在挤出成型机(简称挤出机)中通过加热、加压而使塑以流动状态通过口模成型的方法。由此可知，一条挤出板材的生产线由两大部分组成：一是将塑料熔融并挤出挤出机，习惯上称为主机。这种称为主机的挤出机具有通用性，即同样一台挤出机可以生产不同的制品，这是挤出成型的前阶段。二是机头、口模、冷却系统、牵引系统和卷曲系统或冷却系统或切割系统。这些装置是将熔融塑料进行定型、冷却、加工成具体的制品的，这些只具有其个性，即某种辅机只能生产某一种产品，习惯上称为辅机。这是挤出成型的后阶段。
挤出成型所用的原料广泛，几乎所有的热塑性塑料都可以用于挤出成型，如PVC、PE、PP、ABS等；[8]挤出成型生产的制品也很广泛，从成品方面来说，有管材薄膜板材(或片材)、棒材、丝、异型材、电线电缆等；从半成品来说，既可以为压延成型提供塑化的塑料，也可以进行造粒或进行塑料改性。因此，
挤出成型(与其它的成型方法相比)具有以下优点：
(1) 挤出机设备结果比较简单、造价低，挤出成型生产线投资比较少。
(2) 挤出成型制品产量比较高。
(3) 挤出成型生产操作比较简单，产品质量比较容易保证，成品制造成本也比较低。
(4) 挤出成型制品的长度可以按需无限延长。
(5) 挤出成型生产线占地面积较小，生产环境比较清洁。
(6) 挤出成型用挤出机应用范围广，可挤出各种热塑性塑胶成型。
(7) 挤出机的维护保养和修理也比较容易、简单。[9]
就挤出成型生产板材来说：挤出成型板材是应用最普遍的板材生产方式。可以用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS和聚苯乙烯树脂，挤出成型板材。制品厚度在0.20~ 10mm,最厚可达40mm。
国内聚碳酸酯板材挤出生产现状：
由上面可以看出：这几种板材的成型方法之中，挤出法成型板材的生产效率最高板材厚度范围较大，原料的适应性强。层压法和浇铸法虽然板材的厚度范围
相当大，但生产效率很低，因此聚碳酸酯耐力板的生产宜用挤出成型法来成型，这样既可以保证板材的质量，也可以提高产量，获得较好的经济效益。目前，国内生产聚碳酸酯耐力板的厂家如北方板材实业、上海品诚、汇丽--塔格[10]等都从国外引进先进的挤出生产线。取得了很好的经济效益。
4.聚碳酸酯耐力板挤出工艺生产
聚碳酸酯板材挤出生产线由挤出机、模具、三辊压光机、牵引机、剪裁机、收集架等组成。其中，挤出机被称为生产线主机，目前绝大多数的聚碳酸酯耐力板生产都采用的单螺杆排气式挤出机。因为单螺杆挤出机结构最简单，使用和维护也最方便，相对价格也比较低，因此是比较合理的选择。但有资料说:尝试使用双螺杆挤出机，能取得更好的效果。[11]挤出机最关键的功能部件是螺杆，螺杆最主要的参数是：螺杆直径D、螺杆长径比L/D、压缩比等。用于生产耐力板的螺杆直径90~150mm，长径比在32~36，压缩比在2~3的范围。
国内目前已有多家企业能提供完整的聚碳酸酯生产线，无论是生产效率还是产品质量都已经能够满足国内国内市场的需求，为国内聚碳酸酯耐力板生产的发展做出了贡献。但是与国外的水平还有差距，国内许多聚碳酸酯板生产厂家都是从意大利OMIPA. SPA公司引进的生产线，其配置更加合理，工艺性能也更好。
参考文献
[1]郑文华，武秀霞聚碳酸酯(PC)阳光板的发展[J] 职业圈2007(4)
[2] 苏州上臣精密塑胶有限公https://www.doczj.com/doc/646393619.html,/buyer/offerdetail/908576321.html
[3]王宏宇，刘鹏浅谈聚碳酸酯阳光板的技术性能农村实用工程技术[J] 2003 (10)
[4] 苏州卓尼光学材料有限公司https://www.doczj.com/doc/646393619.html,/sell/detail-1073922302.html
[5] 吴培熙，王祖玉，张玉霞等塑料制品生产工艺手册(第三版)[M]2004，10 ：56~57
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[7]王加龙高分子材料基本加工工艺[M] 化学工业出版社2004，7 ：261
[8] 方尔平ABS板材挤出成型工艺探[J]现代塑料加工应用1997，2
[9]周殿明张丽娜塑胶挤出成型技术问答[M] 化学工业出版社2004，3 ：204~205
[10] 李敏骅聚碳酸酯板材质量辨析[J]农业工程技术·温室园艺2007(7)
[11] 金组铨，吴念等聚碳酸酯树脂及应用[M] 化学工业出版社2009，8：405~414
聚乙烯生产工艺
聚乙烯结构:CH2=CH2+CH2=CH2+……-CH2-CH2-CH2-CH2…. 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的?CH2?单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2)的加成聚合而成的。 聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。 聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法 产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量 生产方法：高压法、低压法、中压法 高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。 淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。本设计中采用高压淤浆法合成低密度聚乙烯。
聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。 聚乙烯的生产工艺 1主要原料 乙烯是最简单的烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。 乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。 2高压聚合生产工艺 乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至 147.1~245.2MPa高压下，在150~290℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方法。也是工业上采用自由基型气相本体聚合的最典型方法，海事工业上生产聚乙烯的第一种方法，至今仍然是生产低密度聚乙烯的主要生产方法 3聚合原理 乙烯在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转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型大分子。经测试，大分子链中平均1000个碳原子的支链上带有20~30个支里链。同时由于支
北京化工大学化学工程学院 设计说明书 题目： 学生： 班级：化工 学号： 指导教师： 2015 年1月
目录 1.工艺设计基础 1.1 设计任务 1.2 原辅材料性质及技术规格 1.3 产品的性质及技术规格 1.4 危险性物料的主要物性 1.5 原辅材料的消耗定额 2.工艺说明 2.1生产方法、工艺技术路线及工艺特点 2.1.1 生产方法 2.1.2 工艺技术路线的确定 2.2生产流程简述 3.工艺计算与主要设备选型 3.1 物料衡算 3.1.1 计算的基准数据 3.1.2 计算基准 3.1.3 各单元物料衡算 3.2热量衡算 3.2.1 计算的基准数据 3.2.2 物料衡算 3.3 聚合釜的计算及选型 4 工艺控制条件及自控设计 5.附图：带控制点的工艺流程图（PID）
1．工艺设计基础 1.1 设计任务 1.1.1设计项目 年产1.1万吨顺丁橡胶生产工艺设计 1.1.2产品规格 纯度为99%的顺丁橡胶 1.1.3生产能力 年产1.1万吨顺丁橡胶； 考虑到设备检修，年开工时间为8000小时； 采用五班三倒制，每班工作8小时。 1.1.4主要设计任务 顺丁橡胶生产工艺由聚合工段和后处理工段两大部分组成，本设计的主要任务为：（1）聚合釜、终止釜和凝聚釜的物料衡算； （2）聚合釜的热量衡算； （3）聚合釜的计算和选型； （4）设计出聚合工段带工艺控制点的工艺流程图。 由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。 1.1.5产品及主要用途 顺丁橡胶，全名为顺式—1,4—聚丁二烯橡胶，呈白色或微黄色，简称BR，是由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡
第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(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、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用
光气法聚碳酸酯的生产工艺与设备 化学与材料科学系 08级高分子材料与工程 08150119 康颖指导老师：张少华教授 摘要：本文主要是介绍利用光气法来生产聚碳酸酯。 关键词：光气法聚碳酸酯双酚A 通用工程塑料 一、前言 聚碳酸酯结构式： 常用缩写PC（Polycarbonate）化学名：2，2-双（4- 羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，它是一种无味、无毒、透明的无定性热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类[1]。双酚A 型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一[2]。本文所述聚碳酸酯即为双酚A 型聚碳酸酯。 PC（Polycarbonate）与PA（尼龙，Polyamide，聚酰胺）、POM（Polyacetal, Polyoxy Methylene,聚甲醛）、PBT（Polybutylece Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯）及改性PPO（Poly Phenylene Oxide，聚苯醚）一起被称为五大通用工程塑料。聚碳酸酯由于具有优异的综合性能，尤其以耐冲击强度高而被誉为塑料之“冠”，是使用范围十分广泛、性能优异、备受欢迎的主要热塑性工程塑料品种之一。聚碳酸酯是五十年代末开始发展的合成材料。聚碳酸酯树脂的可见光透过率在90﹪以上，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好及耐化学腐蚀性，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，还有自熄、易增强阻燃性等优良性能。被广泛用于电
子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、 医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到10.2%，至2010 年工程塑料需求 量将接近400 万t。聚碳酸酯产量年增长可能达到9%，销售量年增长将达10%[3~6]。物理性质： 密度：1.20－1.22 g/cm 线膨胀率：3.8×10 cm/cm°C；热变形温度：135°C。 化学性质： 聚碳酸酯耐弱酸，耐中性油；聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。 二、生产工艺 [7~10] 聚碳酸酯（PC）树脂生产工艺分为有溶液光气法、酯交换熔融缩聚法、界面缩聚光气法以及非光气酯交换熔融缩聚法四种。 2.1溶液光气法 溶液光气法是以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚．得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，已完全淘汰。 2.2酯交换熔融缩聚法 酯交换熔融缩聚法简称酯交换法，又称本体聚合法．是一种间接光气法工艺。以苯酚为原料，经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)；然后在微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A在高温、高真空下进行酯交换反应，生成低聚物；再进一步缩聚制得聚碳酸酯产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法；但产品光学性能较差．催化剂易污染。副产品酚难以去除，产品相对分子质量低，应用范围有限；再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。 2.3界面缩聚光气法
关于乙丙橡胶生产工艺的技术及经济比较 乙丙橡胶（EPR）是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯。丙烯为基本单体的共聚橡胶，分为二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两大类。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物。EPR具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，加之单体价廉易得，用途广泛，是国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。 目前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点，并进行技术经济比较。 一、溶液聚合工艺 1、技术状况生产工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，采用V一A1催化剂体系，聚合温度为30～50C，聚合压力为0.4～0.8MPa，反应产物中聚合物的质量分数一般为8％～10％。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成，但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术，因而各具独特的工艺实施方法。 DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟，比较先进，有下列优点：（1）投资低，工艺最佳化。反应器的优比设计能满足反应物料混合要求，能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量，聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少，聚合釜体积小但生产强度高，原料和循环单体不需要精制，催化剂效率高，三废中钒含量低，生产弹性大。（2）生产操作费用低，装置年操作时间长，原料和催比剂的消耗低，采用先进控制系统对生产进行控制。（3）产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低，生产中次品少，产品牌号切换灵活，切换废品量少，产品特性能够按用户要求进行调整，产品牌号多，门尼值可在20～160宽范围内调节，质量稳定，重复性好，产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。 2、技术特点技术比较成熟，操作稳定，是工业生产EPR的主要方法；产品品种牌号较多，质量均匀，灰分含量较少，应用范围广泛；产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行，传质传热受到限制，聚合物的质过分数一般控制在6％～9％，最高仅达11％～14％，聚合效率低。同时，由于溶剂需回收精制，生产流程长，设备多，建设投资及操作成本较高。 二、悬浮聚合工艺 1、技术状况EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多，其用途有局限性，主要用作聚烯烃改性，目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用，占EPR总生产能力的13.4%。该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理，将乙烯溶解在液
前言 塑料工业是一门新兴的工业。从十九世纪中叶以后，以樟脑和硝酸纤维素混合制得的可塑性物质为塑料工业的诞生开辟了道路。二十世纪以来，人们用化学合成的方法，制成了一系列具有天然树脂性能的合成树脂。从此，塑料工业便开始迅速发展起来，塑料成为国民经济各个领域中不可缺少的材料。当前，塑料工业已是世界上发展最迅速的工业领域之一。1950 年全世界塑料产量为150万吨，1960年发展到690万吨，1970年达到3000万吨，1979年达到6344万吨。据国外预测，到1985年，全世界塑料的总产量可达1亿吨，到2000年世界塑料产量将超过3.5亿吨。在可以预见的未来，全世界可生产的塑料不仅在体积上将超过钢铁，而且在重量上也将于钢铁相当。未来的世界将是一个“塑料的世界”。聚乙烯具有优良的耐低温性，耐化学药品的侵蚀性，突出的电源绝缘性，同时并能耐高压、耐辐射性。由于聚乙烯仅由碳、氢二种元素所组成，没有极性元素的存在，所以它还有着良好的抗水性。聚乙烯按其生产方法的不同，有高压法聚乙烯、中压法聚乙烯和低压法聚乙烯三种之分。三种方法各有优缺点，在工业上是并存的。聚乙烯的性能随制造方法的不同，于分子结构有关；可分为低密度与高密度。通常，由高压法制得的聚乙烯叫做“低密度密度”，而由中压法或低压法制得的聚乙烯叫做“高密度聚乙烯”。除此之外，还有低分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯，交联聚乙烯，氯化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等多种聚乙烯及其共聚物。随着各种改性技术和复合技术的发展，聚乙烯正在向一些新的应用领域渗透。 第一章 聚乙烯性能 1.1聚乙烯物理性质 聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数 的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。1.2聚乙烯化学性质聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的 7 第三章 聚乙烯加工与应用 3.1加工与应用 可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用 杂品等。在实际生产中，为了提高聚乙烯对紫外线和氧化作用的稳定性，改善加工及使用性
第三节顺丁橡胶生产工艺 顺丁橡胶（BR）：以13-丁二烯为单体，经配位聚合而得到的高顺式聚丁二烯高分子弹性体。 一、主要原料 1.单体 单体1，3-丁二烯 2.引发剂 Li系→组成简单，活性高、用量少，易控制，加工性能差。 Ti系→产物为线型结构，Rp快，相对分子质量分布窄，加工性能不好。 Co系→→支化度高 较好，顺式含量高，相对分子质量分布较宽，易于加工。 Ni系→→可提高单体浓度和聚合温度，国内多采用。 Ni系引发剂组成：主引发剂→环烷酸镍Ni(OOCR)2 助引发剂→三异丁基铝Al(i-C4H9)3，外观浅黄透明，无悬浮物 第三组分→三氟化硼乙醚络合物BF3OC2H5 3.溶剂 溶剂：苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油（简称C6油或抽余油）等 ↓ 要求是馏程60～90℃，碘值＜0.2g/100g，水值＜20mg/kg。 影响：造成聚合体系的粘度不同，影响传热、搅拌、回收、生产能力等。 4.其他 终止剂：乙醇（纯度95%，含水5%，恒沸点78.2℃，相对密度0.81） 防老剂：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（简称264） 熔点69～71℃，游离甲酚＜0.04%，灰分＜0.03%，油溶性合格。二、原理与工艺 1.聚合原理与方法 配位聚合 采用连续式溶液聚合法。 2.顺丁橡胶生产工艺 （1）生产工艺配方与聚合条件
①工艺配方； 丁油浓度12～15g/ml 镍/丁≤2.0×10－5 铝/丁≤1.0×10－4 硼/丁≤2.0×10－4 铝/硼＞0.25 醇/铝6 铝/镍3～8 防老剂/丁0.79%～1.0% 聚合温度：首釜＜95℃，末釜＜100℃ 聚合压力：＜0.45Mpa 转化率：＞85% 收率：＞95% 每吨胶消耗丁二烯： 1.045t ②聚合条件的确定 1/单体浓度 门尼粘度是生产控制的主要指标，一般控制在（45～50）±5左右。 2/引发剂的陈化方式→引发剂的活性有很大影响 陈化方式： 三元陈化→（Ni、B、Al分别配制成溶液，再按一定次序加入） 双二元陈化→（将Al分成一半，分别与Ni、Al组分混合陈化） 稀硼单加→（将Ni、Al混合陈化，B配制成溶液后直接加入聚合釜）→应用最多一种方式 3/溶剂的选择 甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利。 生产中选择：溶剂油为溶剂 优点：成本低，来源丰富，毒性小，易分离回收。 缺点；溶解性能不好，易产生挂胶。 4/聚合温度控制 现象：丁二烯聚合反应的反应热为1381.38kJ/kg，如不及时排除将会影响产物
1. 简述高分子化合物的生产过程。 答：(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、洗涤、精制、干 燥、调整浓度等过程和设备。 (2)催化剂(引发剂)配制过程；包括聚合用催化剂、引发剂和 助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。 釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备 收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程 与设备。 输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设 备。 和溶剂的回收与精制过程及设备。 2简述连续生产和间歇生产工艺的特点 优点是反应条件易控制， 升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便 于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。 缺点是反应器不 能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续 不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、 机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率 高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的 主要差别是什么？ 答：合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡 胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离， 一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中， 以胶粒 的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易 粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥， 而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥 剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答：高分子合成工业中：废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使 用的气体；污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的 废水；废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物 .。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露， 并且加强监测 仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施， 使废气减少到容许浓度之下。 对于 三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中， 不得已时则考虑它的 利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法， 或采用密 闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量， 有针对性地回 收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1、 、作为材料再生循环利用； 2、 作为化学品循环利用； 3、 作为能源回收利用 第一章 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的, 经历了进料、反应、出料、清理的操作。 (3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合 ?(4)分离过程；包括未反应单体的回 (5)聚合物后处理过程；包括聚合物的 (6)回收过程；主要是未反应单体
一、什么是聚碳酸酯？ 聚碳酸酯是一类分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的高分子化合物及以它为基质而制得的各种材料的总称。英文名Polycarbonate, 简称PC。 二、分类.（聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂。） 按分子结构中所带酯基不同分为： （1）.脂肪族聚碳酸酯 （2）.脂肪族聚碳酸酯 （3）.脂肪-芳香族聚碳酸酯 （4）.芳香族聚碳酸酯 三、性质 1.物性：密度:1.18-1.22 g/cm^3 线膨胀率:3.8×10^-5 cm/°C 热变形温度:135°C 低温-45°C 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具UL94 V-0级阻
燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。 2.化性：聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物(如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯)都有一定的稳定性。 聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。不耐紫外光，不耐强碱。PC 材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。 PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。几乎是无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为 600~900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。 PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。 四、主要性能 a、机械性能: 强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化); b. 耐热老化性: 增强后的UL温度指数达120~140℃(户外长期老化性也很好); c、耐溶剂性: 无应力开裂; d、对水稳定性: 高温下遇水易分解(高温高湿环境下使用需谨慎); e、电气性能: 1、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料); 2、介电系数:3.0-3.2; 3、耐电弧性:120s;
常熟理工学院 ------材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计 题目：配位嵌段共聚合制备乙丙橡胶的合成工艺 姓名：颜霞 学号：150207135 专业：材料科学与工程专业 班级：07级材料（1）班 指导教师：左晓兵 起止日期：2009.1—2009.
配位嵌段共聚合制备乙丙橡胶的合成工艺 一、聚合方法概述 反应方程式： CH3 CH3 ｜︱ CH2= CH2 + CH= CH2 ( CH2--- CH2)m（—CH2）n 乙烯丙烯共聚物 CH3 ｜ CH2= CH2 + CH= CH2 +二烯烃 CH3 ︱ (CH2--- CH2)m—（CH—CH2）n—（二烯烃）y EPDM三元共聚物 反应机理：以乙烯、丙烯为单体，用钒-铝配合物为引发剂，其聚合机理属于配位离子型聚合反应。聚合时，首先是单体上双键的∏电子在引发剂活性中心的空位上进行络合，由于R-V键变弱，以致断裂，单体分子插入R-V键，链的增长按这个方式不断重复进行。 主要用途：因乙丙橡胶分子主链为饱和结构而呈现出卓越的耐候性、耐臭氧、电绝缘性、低压缩永久变形、高强度和高伸长率等宝贵性能，其应用极为广泛，消耗量逐年增加。根据乙丙橡胶的不同系列和分子结构方面的特点，乙丙橡胶应用种类有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烃橡胶并用型等不同应用类型。从实际应用情况分析，乙丙橡胶在非轮胎方面得到了广泛的应用。 1.汽车工业乙丙橡胶在汽车制造行业中应用量最大，主要应用于汽车密封条、散热器软管、火花塞护套、空调软管、胶垫、胶管等。在汽车密封条行业中，主要利用EPDM的弹性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡胶已成为汽车密封条的主体材料，国内生胶年消耗量已超过1万吨，但由于品种关系，其一半还依靠进口。由于热塑性三元乙丙橡胶EPDM/PP强度高、柔性好、涂装光泽度高、易回收利用的特点，在国内外汽车保险杠和汽车仪表板生产中已作为主导材料。预计到2010年仅汽车保险杠和仪表板两项产品，EPDM/PP的国内年用量可达4.5万吨。此类产品的回收利用主要采用的工艺方法是：先去掉产品表面的涂料-粉碎-清洗-再造粒-添加新料后生产新产品。这样在保险杠和仪表板生产中，就能节约大量原材料取得较好的经济效益。目前，我国乙丙橡胶在汽车工业中的用量占全国乙丙橡胶总用量的42%-44%，其中还不包括船舶、列车和集装箱密封条的乙丙橡胶用量。因乙丙橡胶的粘接性能不好，在汽车轮胎行业中在大量用料的轮胎主体和胎面部位上无法推广使用乙丙橡胶，只在内胎、白胎侧、胎条等部位少量使用乙丙橡胶。
一、产品及原材料简介 1.1产品简介 产品为丁二烯橡胶(BR)9000,规格BR9O00. 丁二烯橡胶(BR)9000全名顺式-1,4-聚丁二烯橡胶（Cis 1,4Polybutadiene Rubber）. 丁二烯橡胶(BR)9000为白色或浅黄色弹性体,性能和天然橡胶相近,是一种优良的通用橡胶,其结构式为： 顺式-1,4结构在聚合链中含量在90％以上的聚丁二烯才具有良好的弹性. 丁二烯橡胶(BR)9000与天然橡胶和丁苯橡胶相比,具有弹性高,耐磨性好,耐寒性好,生热低,耐屈挠性和动态性能好等特性,它与油类、补强剂、填充剂、天然橡胶以及丁苯橡胶等均有良好的相容性.丁二烯橡胶(BR)9000的主要缺点是抗湿滑性，撕裂强度和拉伸强度较低,冷流性大,加工性能较差。 表1-1 丁二烯橡胶(BR)9000产品质量指标（GB/T8659-2001)
1.2 原材料规格及性能 1.2.1 原料 1.2.1.1 丁二烯 纯度≥ 99.2% 水值≤ 25mg/kg 乙腈≤ 3mg/kg TBC ≤ 20mg/kg 二聚物≤ 300mg/kg 总炔烃≤ 20mg/kg(其中乙烯基乙炔< =5mg/kg) 含氧化合物≤ 10mg/kg 1.2.1.1 粗溶剂油 沸程： 60~90℃ 碘指： <0.1G/100g 水值：无游离水 硫化物：无 水溶物酸碱性：中性 1.2.1.3 环烷酸镍 含镍量：≥ 6%(m/m) 含水量： < 0.5%(m/m) 机械杂质： < 0.2%(m/m) 苯不溶物：微量 不皂化物：无 外观：绿色透明粘稠物 1.2.1.4 三氟化硼乙醚络合物
BF含量： 46.8~47.8%（m/m）3 比重： 1.120~1.127 沸点： 124.5~126℃ 油溶性：在250倍油中全溶，三小时后无沉淀含水量： <=0.5%(m/m) 外观；无色透明，无沉淀物 1.2.1.5 三异丁基铝 溶度： 2.0 ± 0.2g/l 悬浮铝；无 外观；无色透明液体 活性铝含量： >= 80%(m/m) 二异丁基氢化铝：≤15%（m/m） 1.2.1.6 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（防老剂）溶点； 68.5~70.0℃ 游离甲酚：≤0.03% 灰分：≤0.03% 外观：白色或浅黄色晶体 1.2.1.7 5A分子筛 吸水量: ≥200mg/ml 堆积密度： >0.6~0.7t/m3 1.2.1.8 活性氧化铝 粒径： 4~6mm 吸水率：≥100% 强度：≥13kg/个球 堆积密度： 0.63~0.78t/m3 外观：白色或微红色粒状固体 1.2.1.9 液碱 氢氧化钠含量：≥30% 水不溶物含量： <0.1% 1.2.1.10 聚乙烯薄膜 规格：宽700cm ，厚0.04~0.06mm 熔点： <100℃ 1.2.1.11 牛皮纸袋质量标准： 规格： 900×370×160mm
加工工艺: 1、加工特性 PC是无定形材料，它的熔体粘度对温度敏感。由于PC在高温下易发生水解，制品质量对原料的含湿量很敏感，在成型前必须将原料须干燥至小于0.02％。PC 可采用注塑、挤出、吹塑、流延等分法加工，也可进行粘合、焊接和冷加工。2、注塑工艺 (1)塑料的处理 PC的吸水率较大，加工前一定要预热干燥，纯PC干燥120℃，改性PC一般用110℃温度干燥4小时以上。干燥时间不能超过10小时。一般可用对空挤出法判断干燥是否足够。再生料的使用比例可达20%。在某些情况下，可100%的使用再生料，实际份量要视制品的品质要求而定。再生料不能同时混合不同的色母粒，否则会严重损坏成品的性质。 (2)注塑机的选用 现在的PC制品由于成本及其它方面的原因，多用改性材料，特别是电工产品，还须增加防火性能，在阻燃的PC和其它塑料合金产品成型时，对注塑机塑化系统的要求是混合好、耐腐蚀，常规的塑化螺杆难以做到，在选购时，一定要预先说明。 (3)模具及浇口设计 常见模具温度为80~100℃，加玻纤为100~130℃，小型制品可用针形浇口，浇口深度应有最厚部位的70%，其它浇口有环形及长方形。浇口越大越好，以减低塑料被过度剪切而造成缺陷。排气孔的深度应小于0.03~0.06mm，流道尽量短而圆。脱模斜度一般为30′~1°左右。 (4)熔胶温度 可用对空注射法来确定加工温度高低。一般PC加工温度为270~320℃，有些改性或低分子量PC为230~270℃。 (5)注射速度 多见用偏快的注射速度成型，如打电器开关件。常见为慢速→快速成型。 (6)背压 10bar左右的背压，在没有气纹和混色情况下可适当降低。 (7)滞留时间 在高温下停留时间过长，物料会降质，放也CO2，变成黄色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒。应用PS清理。 (8)注意事项 有的改性PC，由于回收次数太多(分子量降低)或各种成分混炼不均，易产生深褐色液体泡。 结构与性能： PC是一种无定形的热塑性塑料，由于主链由柔软的碳酸酯链与刚性的苯环相连接，使之具有许多优良的工程性能。 (1)力学性能 PC具有均衡的刚性和韧性，拉伸强度高达(6l~70)MPa。有突出的冲击强度，在一般工程塑料中居首位，抗蠕变性能优于聚酰胺和聚甲醛。 (2)热性能与聚酰胺和聚甲醛不同，PC是非结晶性塑料，但由于主链上存在苯环。使PC具有较高的耐热性，它的玻璃化转变温度和软化温度分别高达150℃
起止日期：2009.1—2009. 配位嵌段共聚合制备乙丙橡胶的合成工艺 一、聚合方法概述 反应方程式： CH3 CH3 ｜︱ CH2= CH2 + CH= CH2 ( CH2--- CH2)m（—CH2）n 乙烯丙烯共聚物 CH3 ｜ CH2= CH2 + CH= CH2 +二烯烃 CH3 ︱ (CH2--- CH2)m—（CH—CH2）n—（二烯烃）y EPDM三元共聚物 反应机理：以乙烯、丙烯为单体，用钒-铝配合物为引发剂，其聚合机理属于配位离子型聚合反应。聚合时，首先是单体上双键的∏电子在引发剂活性中心的空位上进行络合，由于R-V键变弱，以致断裂，单体分子插入R-V键，链的增长按这个方式不断重复进行。 主要用途：因乙丙橡胶分子主链为饱和结构而呈现出卓越的耐候性、耐臭氧、电绝缘性、低压缩永久变形、高强度和高伸长率等宝贵性能，其应用极为广泛，消耗量逐年增加。根据乙丙橡胶的不同系列和分子结构方面的特点，乙丙橡胶应用种类有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烃橡胶并用型等不同应用类型。从实际应用情况分析，乙丙橡胶在非轮胎方面得到了广泛的应用。 1.汽车工业乙丙橡胶在汽车制造行业中应用量最大，主要应用于汽车密封条、散热器软管、火花塞护套、空调软管、胶垫、胶管等。在汽车密封条行业中，
主要利用EPDM的弹性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡胶已成为汽车密封条的主体材料，国内生胶年消耗量已超过1万吨，但由于品种关系，其一半还依靠进口。由于热塑性三元乙丙橡胶EPDM/PP强度高、柔性好、涂装光泽度高、易回收利用的特点，在国内外汽车保险杠和汽车仪表板生产中已作为主导材料。预计到2010年仅汽车保险杠和仪表板两项产品，EPDM/PP的国内年用量可达4.5万吨。此类产品的回收利用主要采用的工艺方法是：先去掉产品表面的涂料-粉碎-清洗-再造粒-添加新料后生产新产品。这样在保险杠和仪表板生产中，就能节约大量原材料取得较好的经济效益。目前，我国乙丙橡胶在汽车工业中的用量占全国乙丙橡胶总用量的42%-44%，其中还不包括船舶、列车和集装箱密封条的乙丙橡胶用量。因乙丙橡胶的粘接性能不好，在汽车轮胎行业中在大量用料的轮胎主体和胎面部位上无法推广使用乙丙橡胶，只在内胎、白胎侧、胎条等部位少量使用乙丙橡胶。 2.建筑行业由于乙丙橡胶具有优良的耐水性、耐热耐寒性和耐候性，又有施工简便等特点，因此乙丙橡胶在建筑行业中主要用于塑胶运动场、防水卷材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等。乙丙橡胶在建筑行业中用量最大的还数塑胶运动场和防水卷材，就国内用量而言已占乙丙橡胶总用量的26%-28%。用EPDM生产的防水卷材已逐渐代替其他材料(如CMS)制作的防水卷材，尤其是用于地下建筑的防水卷材。 3.电气和电子行业在电气和电子行业中主要利用乙丙橡胶的优良电绝缘性、耐候性和耐腐蚀性，在许多电气部件中采用了此类橡胶。例如用乙丙橡胶生产电缆，尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层，电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高。在变压器绝缘垫、电子绝缘护套方面也大量采用了乙丙橡胶制作。 4.乙丙橡胶与其他橡胶并用也是乙丙橡胶应用的一个很大的领域乙丙橡胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本。但由于各种配合剂对不同高聚物的亲合能力各异，共硫化性又取决于各高聚物交联效率，不同高聚物并用共混不可能达到分子级相容，而是分相存在的不均体系。配合剂的这种相间不均分配，对乙丙并用橡胶的性能有重大影响。在此简要介绍如下： (1)三元乙丙橡胶与丁基橡胶有较好的相容性和共硫化性，此两胶并用物理机械性能呈加和性，丁基橡胶可改善乙丙橡胶气密性，提高撕裂性和隔音性；而乙丙橡胶改善了丁基橡胶的耐臭氧性和耐老化性，改善了丁基橡胶压出表面光度，提高了半成品停放时的抗变形性能。 (2)三元乙丙橡胶可以不同比例与氯丁橡胶并用，以改善乙丙橡胶的耐油性能。乙丙橡胶与氯丁橡胶并用后，两种橡胶性能互补。乙丙橡胶的耐油性、耐燃性和粘着性有所改进；氯丁橡胶也改善了耐臭氧、耐化学腐蚀、耐热、耐蒸汽、耐低温屈挠等性能，并提高了氯丁橡胶的加工油及炭黑的填充量，从而降低了成本。
乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析 乙丙橡胶（EPR）是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯。丙烯为基本单体的共聚橡胶，分为二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两大类。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物。 EPR具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，加之单体价廉易得，用途广泛，是80年代以来国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。1998年世界EPR总生产能力约为102吨，消费量为81．4万吨。初步统计，1999年消费量约为83．61万吨，预计2003年将达到98．0万吨。1998～2003年EPR的需求增长率为3．8％，高于丁苯橡胶和顺丁橡胶需求量的增长速率。 目前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点，并进行技术经济比较。 1、溶液聚合工艺 1．1技术状况 60年代初实现工业化，经不断完善和改进，技术己成熟，为许多新建装置所使用，是工业生产的主导技术，约占FPR总生产能力的77．6％。 该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，采用V一A1催化剂体系，聚合温度为30～50C，聚合压力为0．4～0．8 MPa，反应产物中聚合物的质量分数一般为8％～10％。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和 包装等工序组成, 但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术，因而各具独特的工艺实施方法。代表性的公司有DSM、 Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司，它不仅是全球最大的EPR生产者，而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺，占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4。下面将以该公司为例进行说明。 DSM公司采用己烷为溶剂，乙叉降冰片烯（ENB）或双环戊二烯（DCPD）为第三单体，氢气为分子量调节剂，VOCL3一1／2AL2Et3CL3为催化剂。此外，为提高催化剂活性及降低其用量，还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C，根据生产的牌号，单釜或两釜串联操作。聚 合釜容积大约为6m3。聚合反应条件为：温度低于650C，压力低于2. 5 MPa，反应热用
高密度聚乙烯生产工艺开发进展 概述世界聚乙烯工业生产和消费现状，了解高密度聚乙烯（HDPE）生产工艺的最新进展，提出本地该行业发展建议。 标签：聚乙烯；生产工艺；现状 高密度聚乙烯（HDPE）是一种不透明白色腊状材料，密度比水小，柔软而且有韧性，被广泛应用于制备诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑，吹塑、注塑和滚塑等。 在聚乙烯生产工艺技术领域，一直是多种工艺并存，各展其长。目前并存的液相法工艺有Nova公司的中压法工艺、Dow化学公司的低压冷却法工艺和DSM 公司的低压绝热工艺。应用最为广泛的浆液法工艺是科诺科菲利浦斯、索尔维公司的环管工艺和赫斯特、日产化学、三井化学的搅拌釜工艺。气相法工艺主要有Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell公司的Spherilene 工艺。近年来，气相法由于流程较短、投资较低等特点发展较快，目前的生产能力约占世界聚乙烯总生产能力的34%，新建的LLDPE装置近70%采用气相法技术。近年来，在各工艺技术并存的同时，新技术不断涌现。其中冷凝及超冷凝技术、不造粒技术、共聚技术、双峰技术、超临界烯烃聚合技术以及反应器新配置等新技术的开发，极大地促进了世界聚乙烯工业的发展。 1 冷凝及超冷凝技术 冷凝及超冷凝技术是UCC、Exxon化学和BP公司开发的，是指在一般的气相法PE流化床反应器工艺的基础上，使反应的聚合热由循环气体的温升和冷凝液体的蒸发潜热共同带出反应器，从而提高反应器的时空产率和循环气撤热的一种技术。冷凝操作可以根据生产需要随时在线进行切换，使装置可以在投资不需要增加太大的情况下大幅度提高装置的生产能力，装置操作的弹性大，使得该技术具有无可比拟的优越性。通过采用该技术不仅将单线最大生产能力从22.5wt/y 提高到45wt/y年以上，而且进一步降低了单位产品的投资和操作费用，操作稳定性也得到了进一步提高。国外已有大量采用冷凝和超冷凝技术对气相法PE装置扩能的实绩，最高扩能达到原有能力的2.5倍以上。我国扬子石化公司、天津石化公司、广州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限责任公司、新疆独山子石化公司等的聚乙烯装置采用该技术也取得扩能成功。 2 不造粒技术 随着催化剂技术的进步，现在已出现了直接由聚合釜中制得无需进一步造粒的球形PE树脂的技术。直接生产不需造粒树脂，不但能省去大量耗能的挤出造粒等步骤，而且从反应器中得到的低结晶产品不发生形态变化，这样有利于缩短加工周期、节省加工能量。Montell公司的Spherilene工艺采用负载于MgCl2上的钛系催化剂，由反应器直接生产出密度为0.890-0.970g/cm3的PE球形颗粒，