聚合反应实施方法
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聚合实施方法第四章聚合实施方法4.1.本体聚合一.定义:不加其它介质,只有单体本身在印发剂、光、热辐射的作用下进行的聚合。
二.配方组成:单体+引发剂(或用光、热辐射引发)+(助剂,如少量颜料、增塑剂、润滑剂、分子量调节剂)三.分类:1.根据单体和聚合体的互溶情况分为均相和非均相两种。
均相本体聚合,是指聚合物溶于单体,在聚合过程中物料逐渐变稠,始终成为均一相态,最后变成硬块。
St、MMA的本体聚合就属均相本体聚合。
非均相本体聚合是单体聚合后新生成的聚合物不溶于单体中,从而沉淀下来成为异相,即非均相氯乙烯的本体聚合。
2.按参加反应的单体的相态分为气相和液相两种。
气相本体聚合最为成熟的是高压聚乙烯的生产。
典型的液相本体聚合有St、MMA 的本体聚合。
四.优缺点1.优点:生产流程短、设备少,易于连续化、生产能力大、产品纯度高、透明性好,此法适用于生产板材或其它型材。
2.缺点:①反应热大,不易排出,危险性大②由于反应体系粘度大,分子扩散困难,所以形成的聚合物分子量分布变宽。
五.聚合机理:遵循自由基聚合一般机理,提高反应速率时,往往分子量降低。
六.意义理论上:由于其组成简单、影响因素少,特别适用于实验室研究。
如:a.单体聚合能力的初步鉴定b.动力学研究c.竞聚率测定d.少量聚合物的试制实际生产上:许多单体均可采用本体聚合方法,不论是气体、液体或固体。
七.生产工艺特征关键是反应热的排出,△H=55~95KJ∕mol20%以下,体系粘度小,散热无困难30%以上,粘度大,散热不易,加上凝胶效应,放热更高,如果散热不良,轻者,造成局部过热,分子量分布变宽,影响产品质量;重者,温度失调,引起短聚,为解决此问题,在工艺和设备的设计上采取了多种措施:〈1〉使反应进行到一定转化率就分离出聚合物。
〈2〉采用较低的反应温度、较低浓度的引发剂进行聚合。
〈3〉将聚合分布进行,控制转化率“自动加速效应”,使放热均匀。
〈4〉强化聚合设备的传热。
第二章聚合反应的工业实施方法第一节连锁聚合反应的工业实施方法工业实施方法主要有:本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等。
一、本体聚合——适用于自由基、离子型聚合反应1.定义:在不加溶剂或分散介质情况下,只有单体本身在引发剂(有时也不加)或光、热、辐射的作用下进行聚合反应的一种方法。
基本组成:单体、引发剂。
有时也加入增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和色料等。
2.分类(1)根据单体与聚合物相互混溶的情况可分为:均相、非均相聚合(或沉淀聚合)两种。
均相聚合反应:凡单体与所形成的聚合物能相互混溶,在聚合过程中无分相现象发生的反应。
沉淀聚合反应:单体与所形成的聚合物不能相互混溶,在聚合过程中,聚合物逐渐沉析出来的反应。
(2)根据参加反应的单体的状态,可分为气相、液相、固相本体聚合,其中液相本体聚合应用最广泛。
(3)工业上分,间歇法、连续法。
3.特点:(1)聚合方法简单,生产速度快,产品纯度高,设备少。
(2)易产生局部过热,致使产品变色,发生气泡甚至爆聚。
(3)反应温度不易恒定,所以反应产物的相对分子质量分散性较大。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1《高聚物合成工艺学》(4)产品容易老化。
4.主要产品:PS树脂、PMMA树脂、PE树脂、PVC树脂等。
5.主要影响因素:(1)单体的聚合热会放出大量的热量,如何排除是生产中的第一个关键问题。
工业生产中:一般采用两段式聚合第一段在较大的聚合釜中进行,控制10%~40%以下转化率;第二段进行薄层(如板状)聚合或以较慢的速度进行。
(2)聚合产物的出料是本体聚合的第二个问题,控制不好不但会影响产品的质量,还会造成生产事故。
解决办法:根据产品特性,选出料方式浇铸脱模制板材或型材,熔融体挤出造粒,粉状出料。