本体聚合生产工艺

本体聚合法制备聚苯乙烯聚苯乙烯（简称PS）是一种常见的热塑性塑料，广泛用于各种领域，如包装、电子、建筑等。

本体聚合法是一种制备聚苯乙烯的重要方法。

本文将介绍本体聚合法在聚苯乙烯生产中的应用及工艺流程。

本体聚合法的定义本体聚合法是一种通过在单体分子中结合单体原子来形成聚合物链的方法。

在聚苯乙烯的制备过程中，通过苯乙烯单体的本体聚合，将单体原子结合成长链聚苯乙烯分子。

本体聚合法制备聚苯乙烯的步骤1. 单体准备首先，需要准备苯乙烯单体。

苯乙烯是一种无色液体，在常温下呈透明状态。

在制备聚苯乙烯时，苯乙烯单体是必不可少的原料。

2. 聚合反应将苯乙烯单体引入反应釜中，加入引发剂进行聚合反应。

在聚合反应过程中，苯乙烯单体分子逐渐结合在一起，形成长链聚苯乙烯分子。

聚合反应的条件包括温度、压力、时间等，需要严格控制以确保聚合物的质量和产率。

3. 分离和处理聚合反应完成后，需要将产生的聚苯乙烯聚合物与反应溶剂、引发剂等进行分离和处理。

这一步是为了去除杂质，得到纯净的聚苯乙烯产物。

4. 成型与加工最后的步骤是将得到的聚苯乙烯进行成型和加工。

聚苯乙烯可以通过注塑、挤出、吹塑等方法成型成各种形状的制品，满足不同领域的需求。

本体聚合法的优势本体聚合法制备聚苯乙烯具有以下优势： - 反应条件温和，能够在相对较低的温度下进行聚合反应，减少能耗； - 可控性强，可以精确控制聚合反应的条件，得到理想的产品性能； - 产率高，本体聚合法制备的聚苯乙烯产品纯度高，产率也相对较高。

结语本体聚合法是一种重要的制备聚苯乙烯的方法，通过在单体分子中进行聚合反应，得到具有优良性能的聚苯乙烯产品。

在未来的发展中，本体聚合法将继续发挥重要作用，推动聚苯乙烯及其制品的生产与应用。

聚丙烯生产工艺本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。

（1）Spheripol工艺。

Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。

该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。

Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。

可以生产全范围、多用途的各种产品。

其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。

Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点：<;P> （a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少；（b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄；（c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资；（d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少；（e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。

采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）；（f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低；（g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。

以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。

Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。

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：热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺姓名：谭桂莲学号:150208138专业：材料科学与工程专业班级:08级材料（1）班指导教师左晓兵起止日期2010。

12—2011.01目录一、聚苯乙烯简介1.1聚苯乙烯的常用特性1。

2聚苯乙烯的主要用途1。

3使用及生产近况二、聚合机理2．1、聚合过程2．1．1链引发2．1．2链增长2．1．3链终止2．1．4链转移2．2、聚合工艺2．2．1预聚合2．2．2聚合2．2.3分离及聚合物后处理三、聚合体系各组分及作用3．1单体苯乙烯3．2引发剂3．3添加剂四、聚合工艺流程图五、聚合工艺介绍4．1聚合条件4．2聚合设备4．3预聚合釜的作用4．4PS的性能与应用4．4．1聚苯乙烯的共混改性4．4．2苯乙烯系列共聚物六、参考文献一、聚苯乙烯简介聚苯乙烯（polystyrene，PS)是四大通用热塑性树脂之一，它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物，聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。

目前，大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合，通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯,其反应都属于自由基型的聚合。

1．1聚苯乙烯的常用特性聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。

其分子中仅含C、H两种元素，平均分子量在20万左右，密度为1。

04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯.聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质硬脆，抗冲击性能差，其制品敲打起来能发出类似金属的声音。

聚苯乙烯无色透明，透光率为88%〜90％，折光系数为1。

59-1.60，透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。

在受到光照和长时间存放时，往往出现混蚀和发黄现象。

聚苯乙烯易于着色，有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一。

因此易于制得形状复杂的塑件。

聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关，相对分子量小者,机械强度要低些，一般低于硬质聚氯乙烯。

3.5 氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺3.5.1 概述氯乙烯聚合为聚氯乙烯的反应属于自由基连锁机理。

由于生成的聚氯乙烯不能溶于单体氯乙烯而沉淀析出，氯乙烯的本体聚合属于非均相聚合。

生成的聚氯乙烯产品为具有不同孔隙率的粉状固体。

世界上大规模生产PVC的方法有三种，悬浮聚合法占75％，乳液聚合法占15％，本体聚合法占10％。

我国悬浮聚合法占94％，其余为乳液聚合法。

本体聚合法仅在个别厂家计划生产。

氯乙烯本体聚合的优点有聚合体系无需介质水，免去干燥工序；设备利用率高，生产成本低；产品热稳定性、透明性均优于悬浮聚合产品；产品吸收增塑剂速度快，成型加工流动性好。

但是氯乙烯本体聚合工艺也有一些缺点：聚合釜溶剂较小，目前最大为 50 M3 ，而悬浮聚合釜溶剂为 230 M3 ，产能有限；聚合工艺技术没有悬浮法成熟，本体聚合方法正处于发展之中。

表3-5-1本体聚合和悬浮聚合本体法生产的聚氯乙烯产品主要用途：管材管件、建筑及装饰材料、包装材料及薄膜、电子电器及电线电缆、交通运输材料、医用器材及制品等。

3.5.2 聚合体系各组分及其作用一、单体氯乙烯氯乙烯的沸点为－14℃，加压或冷却可液化，工业上贮运为液态；氯乙烯作为vc本体聚合的主要原料，对其纯度的要求相当高，一般大于99.9%，微量的杂质的存在对聚合过程和产品树脂的颗粒特性有着显著的影响。

氯乙烯有较强的致肝癌毒性，树脂中残留单体应5ppm 以下。

存放氯乙烯液体的贮槽装料系数不得超过85％。

二、引发剂氯乙烯本体聚合所用的引发剂多为有机过氧化物，一般为过氧化二碳酸二（2-乙基己酯）（PDEH或EHP）、过氧化乙酰基环己烷磺酰（ACSP）、过氧化十二酰（LPO）和丁基过氧化酸酯（TBPND）等，也可用将两种以上引发剂复合使用。

三、添加剂为了提高产品性能、保证产品质量和生产安全，在聚合过程中需加入少量添加剂。

一般为有机或无机化学品。

①增稠剂一般是巴豆酸，乙酸乙基酯共聚物等，用来调节产品的黏度、孔隙度和疏松度，以便于提高初级粒子的粘度使之在凝聚过程中生成更为紧密的树脂颗粒。

甲基丙烯酸甲酯本体聚合的工艺过程生产原理：本体聚合是指单体仅在少量引发剂存在下进行的聚合反应，或者直接加热，光和辐射作用下进行的聚合反应。

本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点，可直接聚合成各种规格的型材。

但是，由于体系粘度大，聚合热难以散去，反应控制困难，导致产品发黄，出现气泡，从而影响产品质量。

本体聚合进行到一定程度，体系粘度大大增加，大分子链的移动困难，而单体分子的扩散收到的影响不大。

链引发和链增长反应照常进行，而增长链自由基的终止受到限制，结果使得聚合反应的速度增加，聚合物分子变大，出现所谓的自动加速效应。

更高的聚合速率导致更多的热量生成，如果聚合热不能及时散去，会使局部反应雪崩式的加速进行而失去控制，因此，自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获得无瑕疵型材的关键。

聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物，具有高度的透明性，因此成为有机玻璃。

聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度于良好的低温性能，是航空工业和光学仪器制造业的重要材料。

有机玻璃表面光滑，在一定的曲率内光线可在其内部传到而不逸出，因此在光导纤维领域得到应用。

但是，聚甲基丙烯酸甲酯耐候性差，表面易磨损。

可以是甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯等单体共聚来改善耐候性。

有机玻璃是通过甲基丙烯酸甲酯的本体聚合制备的。

甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密度，再聚合过程中出现较为明显的体积收缩。

为了避免体积收缩和有利散热，工业上往往采用二步法制备有机玻璃。

在过氧化苯甲酰引发下，甲基丙烯酸甲酯聚合初期平稳反应，当转化率超过20%以后，聚合体粘度增加，聚合速率明显加快，此时应该停止第一阶段反应，将聚合浆液转移到模具中，低温反应较长时间。

当转化率打到90%以上后，聚合物业已成型，可以升温使单体完全聚合。

弓I发剂的用量应视制备的制品厚度而定。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ），俗称有机玻璃，因其优良的光学性能，比重小，以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用，则它是重要的合成材料之一。

本体聚合造粒工艺流程
1. 预处理
- 原料筛分和混合
- 原料干燥和除尘
- 原料计量
2. 熔融挤出
- 加热料斗,原料经过加热融化
- 通过挤出机螺杆和熔体泵将熔融物在高压下挤出成丝或棒状
3. 冷却切粒
- 挤出的熔体经过水浴或空气冷却过程
- 通过切粒机将冷却固化后的材料切割成小颗粒
4. 造粒
- 使用造粒机对切割的小颗粒进行再加热、熔融
- 通过旋转盘和切割刀片将熔融物切割成规则的小球状颗粒
5. 筛分和包装
- 对制成的球粒进行筛分,去除不合格颗粒
- 包装入袋或包装箱,防止受潮和污染
6. 检测
- 对成品颗粒进行外观、尺寸、熔体流动性和化学性能等测试 - 确保产品质量符合要求
本体聚合造粒工艺流程包含预处理、熔融挤出、冷却切粒、造粒、筛分包装和检测等主要步骤,通过控制各道工序,可生产出高质量的聚合物原料颗粒。