高分子聚合反应实验报告

高分子化学实验报告

实验名称 苯乙烯的悬浮聚合

2013级高分子2班

覃秋桦 1314171027

林夏洁 1314171014

一、 实验目的

1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。

2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。

3. 通过实验，了解苯乙烯单体在聚合反应上的特性。

二、 实验原理

悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。

悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。由于单体以小液滴形式分散在水中，散热表面积大，水的比热大，因而解决了散热问题，保证了反应温度的均一性，有利于反应的控制。悬浮聚合的另一优点是由于采用悬浮稳定剂，所以最后得到易分离、易清洗、纯度高的颗粒状聚合产物，便于直接成型加工。

可作为悬浮剂的有两类物质:一类是可以溶于水的高分子化合物，如聚乙烯醇、明胶、聚甲基丙烯酸钠等。另一类是不溶于水的无机盐粉末，如硅藻土、钙镁的碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等。悬浮剂的性能和用量对聚合物颗粒大小和分布有很大影响。一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。如果是固体悬浮剂，用量一定时，悬浮剂粒度越细，所得树脂的粒度也越小，因此，悬浮剂粒度的不均匀也会导致树脂颗粒大小的不均匀。

为了得到颗粒度合格的珠状聚合物，除加入悬浮剂外，严格控制搅拌速度是一个相当关键的问题。随着聚合转化率的增加，小液滴变得很粘，如果搅拌速度太慢，则珠状不规则，且颗粒易发生粘结现象。但搅拌太快时，又易使颗粒太细，因此，悬浮聚合产品的粒度分布的控制是悬浮聚合中的一个很重要的问题。掌握悬浮聚合的一般原理后，本实验对苯乙烯单体及其在珠状聚合中的一些特点作一简述。苯乙烯是一个比较活泼的单体，易起氧化和聚合反应。在贮存过程中，如不添加阻聚剂即会引起自聚。但是，苯乙烯的游离基并不活泼，因此，在苯乙烯聚合过程中副反应较少，不容易有链支化及其它歧化反应发生。链终止方式据实验证明是双基结合。另外，苯乙烯在聚合过程中凝胶效应并不特别显著，在本体及悬浮聚合中，仅在转化率由50%~70%时，有一些自动加速现象。因此，苯乙烯的聚合速度比较缓慢，例如与甲基丙烯酸甲酯相比较，在用同量的引发剂时，其所需的聚合时间比甲基丙烯酸甲酯多好几倍。

２０１３年２３期　科技一向导　◇科技创新◇　

高分子量溴化环氧树脂的聚合反应研究　

钱立军，周政懋，于学真２吕景林２　

（１．北京理工大学中国北京１０００８１；２．广饶字泰盐化有限公司　山东广饶２５７３４６）　

【摘要】对高分子量溴化环氧树脂的合成采用催化聚合的方法，研究了催化剂的选择和用量、反应时间、反应温度对物料反应进行程度和　

颜色的影响，研究了这些因素对反应影响的规律。并对工业生产中的一些问题作了探讨。　

【关键词】高分子量溴化环氧树脂；催化剂；中试　

０．前言　

溴化环氧树脂自七十年代被合成以来．由于其良好的电气性能和　

物理机械性能已逐渐被人们在电子、汽车、办公器材、家用电器等行业　中广泛应用。从其用途看，可分为两类，一类是覆铜板用溴化环氧树　

脂．是用作灌封材料，分子量在８００左右，软化点在５０—７０％之间，溴含　

量１８％左右；一类是阻燃添加剂用溴化环氧树脂．分子量在１４００—　

６０００之间，软化点在８０－１６０一Ｃ之间，溴含量在４９—５９％之间。我们研　究的是后者，即中、高分子量溴化环氧树脂。　

这类树脂目前在以色列、日本、美国和台湾地区生产．我国大陆地　区尚处于起步阶段　随着近几年国民经济的发展．高分子量溴化环氧　

树脂在各个领域中的用量越来越大．因此，北京理工大学国家阻燃实　

验室对此产品的实验室合成进行了研究，并进行了中试．已经实现了　工业化生产。　

溴化环氧树脂具有令人满意的熔流速率和较高阻燃效率．优良的　

热稳定性和光稳定性，且能赋予被阻燃基材良好的物理机械性能．不　

起霜。广泛用于ＰＢＴ。ＰＥＴ、ＡＢＳ、尼龙６６、热塑性聚氨酯等热塑性塑料　

及ＰＣ／ＡＢＳ塑料合金【１Ｊ。　１．主要原料、生产设备和检测仪器　

溴化环氧树脂Ｅ一２８（自制），四溴双酚Ａ，催化剂ＪＳ（自制），氮气油　浴高聚釜５００Ｌｆ自行设　

ＴＧＡ　Ｄｕｐｏｎｔ２９５０，ＧＰＣ，Ｘ射线荧光光谱仪　

２．合成工艺　

将低分子量的溴化环氧树脂加入反应釜内．加热熔化．在１２０℃按　

２００５年第一期　阻燃材料与技术　

高分子量溴化环氧树脂的聚合反应研究　钱立军　于学真　吕景林　周政懋　（１，北京理工大学，北京１０００８１；２，广饶宇秦盐化有限公司，山东东营２５７３４￣　摘要：对高分子量溴化环氧树脂的合成采用催化聚合的方法，研究了催化剂的　选择和用量、反应时间、反应温度对物料反应进行程度和颜色的影响，研究了这些因　素对反应影响的规律。并对工业生产中的一些问题作了探讨。　关键词：高分子量溴化环氧树脂；催化剂；中试　１前言　溴化环氧树脂自七十年代被合成以来，　由于其良好的电气性能和物理机械性能已逐　渐被人们在电子、汽车、办公器材、家用电器　等行业中广泛应用。从其用途看，可分为两　类，一类是覆铜板用溴化环氧树脂，是用作灌　封材料，分子量在８００左右，软化点在５０－７０￣Ｃ　之间，溴含量１８％左右；一类是阻燃添加剂用　溴化环氧树脂，分子量在１４００—６０ｏＯ之间，软　化点在８０—１６０￣Ｃ之间，溴含量在４９－５９％之　间。我们研究的是后者，即中、高分子量溴化　环氧树脂。　这类树脂目前在以色列、１３本、美国和台　湾地区生产，我国大陆地区尚处于起步阶段。　随着近几年国民经济的发展，高分子量溴化　环氧树脂在各个领域中的用量越来越大，因　此，北京理工大学国家阻燃实验室对此产品　的实验室合成进行了研究，并进行了中试，已　经实现了工业化生产。　溴化环氧树脂具有令人满意的熔流速率　和较高阻燃效率，优良的热稳定性和光稳定　性，且能赋予被阻燃基材良好的物理机械性　能，不起霜。广泛用于ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＡＢＳ、尼龙　６６、热塑性聚氨酯等热塑性塑料及ＰＣ／ＡＢＳ塑　料合金【”。　２主要原料、生产设备和检测仪器　溴化环氧树ＪＩｂＥ一２８（自制），四溴双酚Ａ，　催化剂ＪＳ（自制），氮气　油浴高聚釜５００Ｌ（自行设计）　ＴＧＡ　Ｄｕｐｏｎｔ２９５０，ＧＰＣ，Ｘ射线荧光光谱仪　３合成工艺　将低分子量的溴化环氧树脂加入反应釜　内，加热熔化，在１２０￣Ｃ按比例加入四溴双　酚Ａ，以便获得预期的分子量。搅拌均匀弱，　加入催化剂，升温至１７０—１８０℃，反应４０分　钟一６０分钟，直至软化点达到要求，放料进　入造粒机，造粒。最后得到颗粒均匀的淡黄　色产品。　４结果与讨论　４．１分子量的控制　高分子量溴化环氧树脂采用两步法进行　合成，即先合成低分子量的溴化环氧树艏，再　进行聚合以合成高分子量树脂，这样有助于　获得较窄的分子量分布，较好的物理机械性　能。　分子量大小的控制通常是调节投料比来　实现。对于预期要得到的产品的分子量可以　通过如下方法计算获得嘲。

高分子量溴化环氧树脂的聚合反应研究

【摘 要】对高分子量溴化环氧树脂的合成采用催化聚合的方法，研究了催化剂的选择和用量、反应时间、反应温度对物料反应进行程度和颜色的影响，研究了这些因素对反应影响的规律。并对工业生产中的一些问题作了探讨。

【关键词】高分子量溴化环氧树脂；催化剂；中试

0.前言

溴化环氧树脂自七十年代被合成以来，由于其良好的电气性能和物理机械性能已逐渐被人们在电子、汽车、办公器材、家用电器等行业中广泛应用。从其用途看，可分为两类，一类是覆铜板用溴化环氧树脂，是用作灌封材料，分子量在800左右，软化点在50-70%之间，溴含量18%左右；一类是阻燃添加剂用溴化环氧树脂，分子量在1400-6000之间，软化点在80-160～C之间，溴含量在49-59%之间。我们研究的是后者，即中、高分子量溴化环氧树脂。

这类树脂目前在以色列、日本、美国和台湾地区生产，我国大陆地区尚处于起步阶段。随着近几年国民经济的发展，高分子量溴化环氧树脂在各个领域中的用量越来越大，因此，北京理工大学国家阻燃实验室对此产品的实验室合成进行了研究，并进行了中试，已经实现了工业化生产。

溴化环氧树脂具有令人满意的熔流速率和较高阻燃效率，优良的热稳定性和光稳定性，且能赋予被阻燃基材良好的物理机械性能，不起霜。广泛用于PBT。PET、ABS、尼龙66、热塑性聚氨酯等热塑性塑料及PC/ABS塑料合金[1]。

1.主要原料、生产设备和检测仪器

溴化环氧树脂E-28（自制），四溴双酚A，催化剂JS（自制），氮气油浴高聚釜500L（自行设计）

TGA Dupont2950，GPC，X射线荧光光谱仪

2.合成工艺

将低分子量的溴化环氧树脂加入反应釜内，加热熔化，在120℃按比例加入四溴双酚A，以便获得预期的分子量。搅拌均匀[2]，加入催化剂，升温至170-18℃，反应40分钟-60分钟，直至软化点达到要求，放料进入造粒机，造粒。最后得到颗粒均匀的淡黄色产品。