悬浮聚合工艺
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实验三-苯⼄烯悬浮聚合1、悬浮聚合的简介:悬浮聚合是以⼩液滴状悬浮在⽔中的聚合⽅法,单体溶有引发剂,⼀个⼩液滴就相当于⼀个⼩本体聚合单元,它是在较强烈的机械搅拌⼒作⽤下,借着分散剂的帮助,将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中(通常为⽔)所进⾏的悬浮聚合。
因此,悬浮聚合体系⼀般由单体、引发剂、⽔、分散剂四种基本成分组成。
悬浮聚合产物的颗粒粒径⼀般在0.05~0.2mm,其形状、⼤⼩随搅拌强度和分散剂的性质⽽定。
悬浮聚合实际上是单体⼩液滴内的本体聚合,聚合机理和本体聚合相似。
它的优点是:1 .体系粘度低,传热和温度易控制,产品分⼦量及其分布⽐较稳定。
2. 产品分⼦量较溶液聚合⾼,杂质含量⽐乳液聚合少。
3. 产品易分离清洗,后处理⼯序⽐乳液聚合和溶液聚合简单简单。
其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物,影响纯度。
因此⽐较悬浮聚合的优缺点可知,这是⼀种极有实⽤价值的⾼分⼦合成⼯艺。
根据聚合物在单体中的溶解与否,悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。
氯⼄稀的聚合物不溶于其单体,产品是不透明的。
苯⼄烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体,产品都是透明的,这类聚合⼜叫珠状聚合。
⽬前的悬浮聚合多采⽤间歇法,连续法尚在研究之中。
2、悬浮聚合的⼯艺:悬浮聚合法的典型⽣产⼯艺过程是将单体、⽔、引发剂、分散剂等加⼊反应釜中,加热,并采取适当的⼿段使之保持在⼀定温度下进⾏聚合反应,反应结束后回收未反应单体,离⼼脱⽔、⼲燥得产品。
悬浮聚合所使⽤的单体或单体混合物应为液体,要求单体纯度>99.98%。
在⼯业⽣产中,引发剂、分⼦量调节剂分别加⼊到反应釜中。
引发剂⽤量为单体量的0.1% ~ 1%。
去离⼦⽔、分散剂、助分散剂、pH调节剂等组成⽔相。
⽔相与单体之⽐⼀般在75:25~50:50范围内。
3、实验⽅案的设计:⼀、⽬的要求1.了解悬浮聚合的原理以及配⽅中各组分的作⽤。
2.了解悬浮聚合的⼯艺特点,掌握悬浮聚合的操作⽅法。
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实验三-苯乙烯悬浮聚合苯乙烯悬浮聚合( Suspension Polymerization of Styrene)是一种合成聚合树脂的重要工艺,是常规聚合中最受欢迎和最常用的方法之一。
它在聚合树脂领域应用最广泛,以及因其优良的性能而成为首选聚合树脂工艺。
苯乙烯悬浮聚合是采用苯乙烯(Styrene)作为原料,利用离子活性助剂(Ionic Activator)制备发泡聚合物的工艺方法。
其特点是反应操作简便,可以控制发泡粒大小,外观稳定,强度高等。
苯乙烯悬浮聚合的原理是当苯乙烯溶剂,离子活性助剂之间进行反应时,悬浮在溶液中的苯乙烯分子粒子会发生聚合,但苯乙烯分子粒子之间会形成一种微小的共价键特征。
由于空气中的水分,物质在空气中开始分解,这也会使得苯乙烯分子热量受到影响,从而引起化学反应。
在高温的状态下,这种化学反应可以形成新的复合物,改变原有的分子结构,从而实现聚合树脂的生成。
苯乙烯悬浮聚合的反应体系具有苯乙烯(Styrene)、双醚化合物(PEG)和载体溶剂三大组成部分。
其中苯乙烯通常用于聚合树脂的合成,双醚化合物用于离子活性助剂,而载体溶剂则可以稀释原料,以降低结晶度。
苯乙烯悬浮聚合的反应温度一般介于60℃~90℃,反应时间从几小时到几十小时不等,反应的产物是一种发泡的聚苯乙烯( Foam Polystyrene)。
苯乙烯悬浮聚合在实际应用中有着广泛的用途,像高分子材料、防火材料、保温防火等都用到了聚合树脂。
作为高分子材料,苯乙烯悬浮聚合可以制备出一种韧性强、轻质廉价的产品,具有优越的物理性能,可用于制造模型、模具、复合材料和多种新材料。
作为保温防火,它可以制备出具有良好的隔热和绝热性能、透水、无污染等特性的低密度结构聚合物,为建筑气候调节提供了优良的材料。
苯乙烯悬浮聚合是一种具有多功能性的工艺,在合成高分子材料和保温防火等以外,还可以用于电子功能材料、智能包装材料、生物材料等方面。
只需要结合合理的配方和适当的参数就可以制备出满足用户要求的聚合树脂。
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文1 绪论1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC,下同。
它是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,是氯乙烯的均聚物。
PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小。
工业生产的PVC相对分子量一般在5万~12万范围内,具有较大的多分散性,相对分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~8 5℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能。
但对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
PVC很坚硬,溶解性也很差,只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中,对有机和无机酸、碱、盐均稳定,化学稳定性随使用温度的升高而降低。
PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中,用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维,称氯纶。
具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性[1]。
1.2 聚氯乙烯的发展状况聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料[2]。
自1997年以来,聚氯乙烯的产量以3%/a速度递增。
2001年,全球聚氯乙烯生产能力已达到3 313万t,消费水平比2000年略有增加,为2882万t[3]。
2003年7月全球约有50个国家、150个厂家生产聚氯乙烯,这一数据还在不断攀升[4]。
2005年全球产量达3130万吨,需求量达3117万吨。
北美、欧洲(包括俄罗斯)和非洲、远东地区超过全球聚氯乙烯产量和需求量4/5,悬浮聚合法树脂占生产聚氯乙烯树脂90%以上,2006年世界聚氯乙烯产能3562万吨,实际产量3262万吨,产量的增长主要来自中国。
2006年我国PVC产业保持快速发展的态势,全年产能1099万吨,实际产量864.1万吨,整体供求关系发生了较大的变化[5]。
高分子合成工艺学设计说明书年产3万吨悬浮聚合法生产聚氯乙烯工艺流程设计摘要本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的开展进程和目前状况,包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。
本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯,介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理,工艺过程中需要注意的问题,包括质量影响因素,工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择,对聚合工艺过程进行详细的表达。
并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算,对厂址进行了选择,采取了防火防爆防雷等重要措施,对三废的处理回收等进行了表达,画出了整个工艺的流程图。
关键词:聚氯乙烯;生产技术;悬浮法;防粘釜技术ABSTRACTThis article tells the story of China's PVC industry production technology of the development process and current situation, including raw material route, process equipment, polymerization methods and so on. The design and production of PVC by suspension method, the paper introduces the production of PVC by suspension method resin polymerization mechanism, need to be aware of the problems in the process of technology, including the quality influencing factors, technical condition and various additives in the synthesis process selection, description of how the polymerization process in detail. And from material balance, heat balance, and equipment selection three aspects to carry on the accurate calculation and process calculation, on the site selection, adopted the lightning protection and other important measures for fire and explosion prevention, the treatment to three wastes recycling and so on has carried on the narration.Key words:polyvinyl chloride;the production technology;the suspension method;anti-sticking reactor technology目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 总论 (1)1.1 国内pvc开展状况及开展趋势 (1)1.2 单体合成工艺路线 (3)乙炔路线 (3)乙烯路线 (3)1 .3 聚合工艺实践方法 (4)1.3.1 悬浮聚合生产工艺 (4)1. 4 最正确的配方、后处理设备的选择 (4)配方的选择 (4)后处理设备侧择 (5)1.5 防粘釜技术 (6)原料及产品性能 (7)聚合机理 (8)自由基聚合机理 (8)链反响动力学机理 (8)成粒机理与颗粒形态 (10)影响聚合及产品质量的因素 (10)工艺流程表达 (10)1.9.1 加料系统 (10)1.9.2 聚合系统 (12)1.9.3 回收系统 (13)1.9.4 枯燥系统 (13)厂址的选择 (14)2 工艺计算 (14)2. 1 物料衡算 (14)聚合釜 (14)混料槽 (17)汽提塔 (18)离心机 (20)沸腾床 (21)包装 (22)热量衡算 (22)聚合釜 (22)沸腾床的热量计算 (27)2.3 设备的计算及选型 (33)聚合釜 (33)2 混料槽 (34)2 汽提塔 (34)2 离心机 (34)2 内热式沸腾床的计算 (35)2 泵、鼓风机、过滤器 (39)3 非工艺局部 (40)3.1 电石渣的处 (41)3.2 电石渣上清液的处理 (41)3.3 热水的综合利用 (41)3.4 转化水洗塔水的回收利用 (41)参考文献 (42)致谢 (43)1 总论聚氯乙烯〔PVC〕是五大热塑性合成树脂之一,塑料制品是最早实现工业化的品种之一。
悬浮聚合名词解释简介单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。
悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。
单体中溶有引发剂,一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。
从单体液滴转变为聚合物固体粒子,中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段,为了防止粒子相互粘结在一起,体系中须加有分散剂,以便在粒子表面形成保护膜。
悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同,也有均相聚合和沉淀聚合之分。
悬浮聚合物的粒径约0.05~2mm(或0.01~5mm),主要受搅拌和分散控制。
悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同,也有均相聚合和沉淀聚合(非均相)之分。
若是均相聚合的话,在分散剂的作用下,单体在单体液滴里聚合,最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子;若是非均相聚合,引发剂在单体液滴引发得链自由基相互缠结在一起沉淀,形成最初的相分离物——原始微粒,原始微粒凝聚的初级粒子核。
初级粒子核一经形成就开始成长为早期的初级粒子,呈现相分离,体系变浑浊。
因为形成的聚合物不溶于单体,所以在聚合主要是在聚合物的溶胀体进行不在形成初核,初级粒子数不在增加而是均匀地长大(初级粒子核吸附获捕捉单体相得自由基而增长、终止)。
在这过程中,聚合热来不及散出获引发剂分布不均,导致颗粒内部局部温度过高,初级粒子熔结,形成凝聚体,即“玻璃珠”。
组成单体+(油溶性)引发剂+双亲性分散剂+去离子水,油溶性引发剂主要有油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂,偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等,过氧化物主要是过氧化二苯甲酰这一类物质。
分散剂是以有机和无机之分,有机有聚乙烯醇类、无机有碳酸钙、碳酸镁,硫酸钡等。
具体用哪种可根据产品的性能要求来决定。
特点优点:①体系粘度低,聚合热容易导出,散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易;②产品相对分子质量及分布比较稳定,聚合速率及相对分子质量比溶液聚合要高一些,杂质含量比乳液聚合低;③后处理比溶液聚合和乳液聚合简单,生产成本较低,三废较少;④粒料树脂可直接用于加工。
聚氯乙烯的悬浮聚合法生产工艺流程英文回答:Suspension Polymerization Process for Polyvinyl Chloride (PVC)。
Raw Materials:Vinyl chloride monomer (VCM)。
Water.Suspending agent (e.g., polyvinyl alcohol, methylcellulose)。
Initiator (e.g., azo compounds, peroxides)。
Other additives (e.g., stabilizers, plasticizers)。
Process Steps:1. Preparation of Suspension: The VCM, suspending agent, water, and other additives are mixed to form a suspension. The suspending agent prevents the polymer particles from agglomerating.2. Polymerization: The suspension is heated and the initiator is added to start the polymerization reaction.The VCM polymerizes into PVC particles, which grow in size and number.3. Cooling and Dewatering: After the desired conversion is reached, the reaction is stopped by cooling the suspension. The PVC particles are then separated from the water by filtration or centrifugation.4. Drying: The PVC particles are dried to removeresidual water and volatile components.5. Compounding: The dried PVC is compounded with additional additives, such as stabilizers, plasticizers,and colorants, to create the desired properties for thefinal product.Advantages of Suspension Polymerization:Produces high-purity PVC.Allows for easy control of polymer particle size and shape.Suitable for large-scale production.Disadvantages of Suspension Polymerization:Energy-intensive process.Can generate wastewater.Requires specialized equipment.中文回答:聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程。
甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA)悬浮聚合是一种常用的合成方法,用于制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),一种常见的透明聚合物。
该方法可通过将MMA单体悬浮在水中,并在存在引发剂和稳定剂的条件下进行聚合。
悬浮聚合方法是一种乳浊液聚合技术,其特点是在聚合反应中通过悬浮剂将单体分散在连续相中,避免了单体和聚合物大量溶解于连续相中,从而得到颗粒状的聚合物产物。
在甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合中,一般使用非离子型或阴离子型悬浮剂。
甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合反应中,引发剂是必不可少的。
一般采用过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(SH)的混合物作为引发剂,通过热分解产生自由基,引发MMA的聚合反应。
而稳定剂的作用则是控制聚合反应中颗粒的大小和分散度,常见的稳定剂有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸盐(PAA)等。
甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的反应过程中,需要考虑一些关键参数,如单体浓度、引发剂浓度、稳定剂浓度、反应温度等。
这些参数的选择应根据所需的聚合物性质和应用来确定。
此外,甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的过程中还需要关注搅拌速度、气氛气体的控制、反应时间等因素对聚合物产率和质量的影响。
搅拌速度可以影响颗粒的大小和分散度;气氛气体的控制可以避免过多的溶解氧对聚合反应的抑制作用;反应时间的控制则是确保充分聚合的关键因素。
最终,甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合得到的PMMA颗粒可以通过过滤、干燥等工艺进行纯化和固化,得到所需的产品。
聚甲基丙烯酸甲酯具有高透明度、耐热性好、机械强度高等优点,在广泛应用于汽车制造、建筑材料、光学器件等领域。
至于具体的操作步骤和实验条件,可以参考相关的科技论文、学术期刊、化学课本或实验手册。
在这些资料中,通常会详细介绍甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的实验原理、实验装置、材料和试剂的准备、实验步骤、实验数据处理等内容。
当然,在实施该反应时,还需要根据具体实验条件和设备特点进行相应的调整和操作。
甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的工艺流程
甲基丙烯酸甲酯(MMA)悬浮聚合工艺流程简述:配置分散剂水溶液,将MMA单体、引发剂、分散稳定剂等均匀混合入其中,形成稳定的单体液滴悬浮体系→通过控温条件下搅拌,使单体在液滴内部发生自由基聚合反应→待反应到预定转化率时停止加热,继续冷却并搅拌,使聚合物颗粒进一步固化→经过分离、洗涤、干燥等步骤,得到粒状聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)产品→全程严格控制温度、压力及物料配比,确保产品质量稳定。