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第四章 聚合物合成工艺 (1)

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聚合物合成工艺

聚合物合成工艺

第一章绪论4. 20世纪50年代，谁发现了可用于高密度聚乙烯和立构规整聚丙烯的合成催化剂？这些催化剂的根本成分是什么？5. 21世纪高分子科学与工程学科的重要开展方向是什么？6. 简要说明聚合物合成的生产步骤。

第二章合成聚合物的原料路线4. 石脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料？其中的加氢工艺是为了除去哪些有害物质？5. 什么是C4馏分？如何通过C4馏分制备1,3-丁二烯？10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些？你认为哪些原料路线具有很好的前景。

第三章自由根本体聚合过程及合成工艺17. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60℃进展本体聚合，试计算正常引发反响、向引发剂转移反响、向单体转移反响三局部在聚合度倒数中各占多少百分比？对聚合度各有什么影响，计算时选用以下数据：[I]=0.04mol/L，f＝0.8，k d＝2.0×10-6 s-1，k p＝176L/mol·s，k t＝3.6×107 L/mol·s，ρ(60℃)=0.887g/mL，C I=0.05，C M=0.85×10-4。

18. 为了改良聚氯乙烯的性能，常将氯乙烯〔M1〕与醋酸乙烯(M2)共聚得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。

在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80％的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺？第四章自由基溶液聚合过程及合成工艺9. 苯乙烯在60℃以过氧化二叔丁基为引发剂，苯为溶剂进展自由基溶液聚合。

当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时，引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×10-7mol/(L·s)。

试根据计算判断在低转化率下，在上述聚合反响中链终止的主要方式，以及每一个由过氧化物引发的链自由基平均转移几次后失去活性？在该温度下C M=8.0×10-5，C I=3.2×10-4，C S=2.3×10-6，苯乙烯的密度为0.887g/mL，苯的密度为0.839g/mL，设苯乙烯体系为理想溶液。

聚合物合成工艺学

聚合物合成工艺学

自由基聚合工艺基础及其应用引发剂种类过氧化物：R-O-O-R，如BPO、DCP等；偶氮化合物：AIBN；氧化-还原引发剂：H2O2-Fe2+、S2O8--Fe2+引发剂的选择（1）聚合实施方法；（2）聚合操作方式；（3）反应温度；（4）分解活化能Ed；（5）半衰期t0.5。

影响聚合物分子量的因素聚合反应温度，引发剂浓度和单体浓度，链转移剂的种类和用量1.随着反应温度的升高，聚合物的平均分子量降低2.自由基聚合反应所得聚合链的动力学链长与单体浓度和引发剂浓度的关系3.链转移剂的影响控制平均分子量的手段：1 严格控制引发剂的用量；2 严格控制反应温度和其他反应条件；3 选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。

本体聚合工艺特点优点：无反应介质，工艺过程简单。

缺点：聚合反应热的散发困难，反应温度难以控制，一般先进行预聚合，排除部分反应热；反应后期粘度大，单体反应不易进行完全。

悬浮聚合的特点优点：用水作为连续相，聚合反应热易除去；操作安全；反应体系粘度较低；温度易控制；分离较容易；产品纯度较乳液聚合的高。

缺点：分散体系不稳定，间歇法生产。

溶液聚合工艺特点优点：反应易控制，易调节产品的分子量及其分布。

缺点：聚合速度较慢，反应器收率降低，产品分子量分布窄，需回收溶剂。

悬浮聚合的配方单体相：单体、引发剂、分子量调节剂、润滑剂、防粘釜剂、抗鱼眼剂等。

水相：去离子水、分散剂、助分散剂、PH调节剂等。

水相/单体相（质量比）=75/25～50/50分散剂的作用１保护胶的分散稳定作用２无机粉状分散剂的分散稳定作用悬浮聚合不能用来生产橡胶的原因由于合成橡胶在室温下为弹性体状态，容易结块，因此一般不能用本体聚合和悬浮聚合方法进行生产，如果用溶液聚合法则必须增加溶剂回收工序，提高成本。

所以用自由基反应生产合成橡胶时，乳液聚合法是目前唯一的工业生产方法。

PVC悬浮聚合生产工艺框图（1）原料单体：纯度＞99.98%；反应介质：去离子水；主分散剂：纤维素醚、聚乙烯醇、明胶助分散剂：表面活性剂；引发剂：多用复合引发剂。

聚合物合成工艺学

聚合物合成工艺学

自由基聚合工艺基础及其应用引发剂种类过氧化物：R-O-O-R，如BPO、DCP等；偶氮化合物：AIBN；氧化-还原引发剂：H2O2-Fe2+、S2O8--Fe2+引发剂的选择（1）聚合实施方法；（2）聚合操作方式；（3）反应温度；（4）分解活化能Ed；（5）半衰期t0.5。

影响聚合物分子量的因素聚合反应温度，引发剂浓度和单体浓度，链转移剂的种类和用量1.随着反应温度的升高，聚合物的平均分子量降低2.自由基聚合反应所得聚合链的动力学链长与单体浓度和引发剂浓度的关系3.链转移剂的影响控制平均分子量的手段：1 严格控制引发剂的用量；2 严格控制反应温度和其他反应条件；3 选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。

本体聚合工艺特点优点：无反应介质，工艺过程简单。

缺点：聚合反应热的散发困难，反应温度难以控制，一般先进行预聚合，排除部分反应热；反应后期粘度大，单体反应不易进行完全。

悬浮聚合的特点优点：用水作为连续相，聚合反应热易除去；操作安全；反应体系粘度较低；温度易控制；分离较容易；产品纯度较乳液聚合的高。

缺点：分散体系不稳定，间歇法生产。

溶液聚合工艺特点优点：反应易控制，易调节产品的分子量及其分布。

缺点：聚合速度较慢，反应器收率降低，产品分子量分布窄，需回收溶剂。

悬浮聚合的配方单体相：单体、引发剂、分子量调节剂、润滑剂、防粘釜剂、抗鱼眼剂等。

水相：去离子水、分散剂、助分散剂、PH调节剂等。

水相/单体相（质量比）=75/25～50/50分散剂的作用１保护胶的分散稳定作用２无机粉状分散剂的分散稳定作用悬浮聚合不能用来生产橡胶的原因由于合成橡胶在室温下为弹性体状态，容易结块，因此一般不能用本体聚合和悬浮聚合方法进行生产，如果用溶液聚合法则必须增加溶剂回收工序，提高成本。

所以用自由基反应生产合成橡胶时，乳液聚合法是目前唯一的工业生产方法。

PVC悬浮聚合生产工艺框图（1）原料单体：纯度＞99.98%；反应介质：去离子水；主分散剂：纤维素醚、聚乙烯醇、明胶助分散剂：表面活性剂；引发剂：多用复合引发剂。

聚合物合成工艺学

聚合物合成工艺学

2. 高分子合成生产过程(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、调整浓度等过程相设备。

(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、脱除溶剂、催化剂，脱除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。

此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。

第五节高分子合成工业的三废处理与安全1. 三废来源和处理废气主要来自气态和易挥发单体积有机溶剂或单体合成过程中使用的气体。

单体污染大气的途径大致有以下方面：a.生产装置密闭性不够而造成泄漏；b.清釜操作中或生产间歇中聚合釜内残存的单体浓度过高；c.干燥过程中聚合物残存的单体逸入大气中。

高分子合成工厂中污染水质的废水，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。

第一节国土资源与聚合物生产的原料聚合物生产的主要原料为有机化合物，它主要来源于各种资源，如石油、天然气、煤炭和各种动植物。

单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其它原料路线；我国石油探明储量约940亿t，占世界第8位。

天然气储量38万亿m3居世界第16位。

煤炭储量为7650亿t，占世界第3位。

对中国“地大物博”的概念重新加以认识，随着矿产开发年代推移、深度的增加、品位下降，2000年以后我国部分矿产将呈现下降趋势。

矿产资源是不可再生的。

1. 石油的组成石油主要存在于地球表面以下的一种有气味的从黄色到黑色的粘稠液体。

主要为碳、氢两种元素所组成的各种烃类混合物，并含有少量的含氮、含硫、含氧化合物。

根据所含主要碳氢化合物类别，原油可分为石蜡基石油、环烷基石油、芳香基石油以及混合基石油。

【精品课件】聚合物的反应加工

【精品课件】聚合物的反应加工
聚丁烯-1热塑性弹性体反应挤出试验生产线
丁烯-1反应挤出聚合和聚丁烯-1热来自性弹性体的合 成（ 国家863计划，编号2006AA03Z546）
二、反应挤出的原理及特点
1.原理 反应挤出是以螺杆和料简组成的塑化挤压系统作为连续反应器，
将欲反应的各种原料组分，如单体、引发剂、聚合物、助剂等一次 或分次由相同的或不同的加料口加入到螺杆中，在螺杆转动下实现 各原料之间的混合、输送、塑化、反应和从口模挤出的过程。
传统挤出过程一般以聚合物为原料，通过外加热量和螺杆转动过 程中施加给物料的剪切摩擦热将其熔融并混合均匀，然后经口模挤 出、模具造型、脱模冷却后得到制品。其挤出过程是物料由固态(结 晶态或玻璃态)—液态(粘流态)—固态(结晶态或玻璃态)的以物理变 化为主的过程。而反应挤出中存在着化学变化，如单体之间的缩聚、 加成、开环形成聚合物的聚合反应，聚合物与单体之间的接枝反应， 聚合物之间的交联反应等。
粘度的位置说明了为什么挤出机适用于高粘度介质。 拖曳流要求介质与机器表面完全粘附，并可以改变聚合物的 反应性能。埃克森Exxon公司用挤出机进行熔融相化学反应的 研究和商业应用已经有30多年的历史。
丁烯-1反应挤出聚合和聚丁烯-1热塑性弹性体的合成 （ 国家863计划，编号2006AA03Z546）
为什么化学反应可以在挤出机上进行呢？
挤出机具有处理高粘度聚合物的特点， 还能熔化、挤出、配 混聚合物，而且有排气、脱挥等功能。这种功能也是化学反应 器所需要的。
聚合物的化学反应为了避开高粘度，以致多是在稀释过程中 形成的，而挤出机可以处理高粘体系，能量和环保方面得以改 善。
这种技术的优势来源于挤出机的流动机理或拖曳流原理 Q=AN-BΔP/η
由于六十年代后，聚合物加工技术的发展，使人们萌发了将聚合 物反应与加工有机联系在一起同步进行的设想，因此反应加工这一 新技术形成。

聚合物的合成与工艺

聚合物的合成与工艺

聚合物的合成与工艺姓名：胡亚鹏班级：Y130402学号：S2*******聚甲基丙烯酸甲酯的合成及工艺一：聚甲基丙烯酸甲酯简介 以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。

聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA ，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。

化学式: [C 5O 2H 8]n结构式：二：聚甲基丙烯酸甲酯的合成1，甲基丙烯酸甲酯单体的合成方法（1）丙酮氰醇法H 2C CCH 3C O OCH 3nH 3C C O CH 3H 3C C CN CH 3OH H 2CC CH 3C NH 2·H 2SO 4O H 2C C CH 3C O OCH 3NH 2HSO 4H 2SO 4HCN CH 3OH丙酮氰醇和硫酸反应生成甲基丙烯酸硫酸盐，然后再和甲醇反应，生成甲基丙烯酸甲脂。

丙酮氰醇是由氢氰酸和丙酮反应而成。

硫酸用量为1．4～1．8mol／molACH，硫酸既作为反应物，也作为溶剂。

首先生成甲基丙烯酰胺硫酸盐，副产物是a-羟基异丁烯酰胺硫酸盐(有水的情况下生成)，而a-羟基异丁烯酰胺硫酸盐在比较高的温度和比较长的时间会生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。

整个反应需要加入阻聚剂。

第一步反应80～100度，然后快速升高120～160度，整个反应时间1小时，这步转化率一般(按ACH算)是94％。

接下来用甲醇和水醋化甲基丙烯酸酰胺硫酸盐。

这个反应温度是100～150度，压力是7atm，反应时间是1小时，一步转化率是(以甲基丙烯酰胺算)82％，甲醇和甲基丙烯酸循环反应，最终甲基丙烯酸甲酯的转化率接近90％。

（2）异丁烯氧化法异丁烯用酸性离子交换村脂作催化剂水合成叔丁醇，然后和空气在催化剂条件下反应生成甲基丙烯醛(反应温度300～420度，催化剂为含钼、铋、镁的氧化物，转化率为96％)，再与空气在催化剂条件下反生成甲基丙烯酸(反应温度250～350度，氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1：2，转化率为86％)，得到的反产物用吸收、萃取等方法进行分离、提纯：最后用强酸阳离子交换树脂作催化剂，甲基丙烯酸经醇化反应得到甲基丙烯酸甲酯（反应温度70度，甲基丙烯酸与甲醇的摩尔比为1：14)。

第四章 自由基悬浮聚合生产工艺


4.3 聚合物粒子的形态和结构
颗粒形态是指聚合物外观形状和内部结构。
➢均相聚合得到的是一些外观表面光洁，大小均 匀的小圆球，透明而有光泽。 ➢非均相聚合得到的是形状各异，内部孔隙率大 小不等的珠粒。
棉花球状树脂
颗粒形态比较疏松，吸收增塑剂能力较 强，容易塑化加工性能好的树脂。
乒乓球状树脂
结构紧密、质地坚硬、不易塑化加 工性能差的树脂。
第四章 自由基悬浮聚合生产工艺
4.1 悬浮聚合生产工艺概述
4.1.1悬浮聚合定义
➢悬浮聚合是将不溶于水的单体在强烈的机械搅 拌下分散为油珠状液滴并悬浮于水中，在引发剂 作用下聚合为珠状固体聚合物的方法。
单体
分散相
水
连续相
➢悬浮体系是悬浮聚合的关键。
悬浮聚合体系
聚合体系
单体 （分散相)
引发剂
分散剂
▪悬浮剂都或多或少具有下述四种作用：
❖ (1) 形成珠滴的保护层（膜）
❖（2）增大水相的粘度，使珠滴发生凝聚时阻力增加
❖（3）调整单体-水相间的界面张力，加强单体液滴 维持自身原有形状的能力
❖（4）减少水和粘稠状珠滴的密度差，使珠滴易 于分散悬浮
悬浮聚合过程中影响颗粒大小及其分布的因素：
(1)反应器几何形状因素： 如反应器长径比、搅拌器形式 与叶片数目，搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。
(2)聚合中期：20~50%聚合物增多，粘度增大， PMMA 20%自加速，PST 45%自加速。
聚合中后期：转化率>50%，液滴变得很 粘绸，反应速度和放热达到最大。转化 率达60~70%，反应速度下降，粒子弹性 增加，粘性减小。
(3) 聚合后期：单体减少，在聚合物间隙间反应， 形成硬而透明的粒子，粒子的形成过程可简示如下。
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乳液聚合法的主要缺点是聚合物分离析出时，需要加破乳 剂，如食盐溶液、盐酸等电解质，因此分离过程较复杂， 并且产生大量的废水；如果直接进行喷雾干燥以生产固体 合成树脂(粉状)，则需要大量热能，而且所得聚合物的杂 质含量较高。 乳液聚合法不仅用于合成树脂的生产，目前绝大部分丁苯 橡胶也是用乳液聚合方法进行生产。采用乳液聚合方法生 产的合成树脂有：聚氯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯及其 共聚物、聚丙烯酸酯类共聚物等。合成橡胶生产中采用乳 液聚合方法的有丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。

乳液聚合法的主要优点是：在乳液聚合过程中水作为 分散介质，它具有较高的比热，对于聚合反应热的清 除十分有利；聚合反应生成的高聚物呈高度分散状态， 反应体系的粘度始终很低；分散体系的稳定性优良， 可以进行连续操作。产品乳液或称为胶乳(液)可以直 接用作涂料，粘合剂，表面处理剂等。胶乳涂料称为 水分散性涂料。




4.1.2 悬浮聚合生产工艺 单体作为分散相悬浮于连续相中，在引发剂作用下进行自 由基聚合的方法叫做悬浮聚合法。 多数单体不溶于水所以通常用水作为连续相。水具有较高 的热容量和高的导热系数，所以连续相还可作为优良的聚 合反应热的传导介质。将水溶性单体的水溶液作为分散相 悬浮于油类连续相中在引发剂作用下进行聚合的方法叫做 反相悬浮聚合法。 不溶于水的油状单体油滴是不稳定的，油珠逐渐变粘稠、 并凝结成块。为了防止粘结，水相中必须加有分散剂或称 悬浮剂。



分散剂通常包括保护胶类分散剂和无机粉状分散 剂两大类。 保护胶类分散剂都是水溶性高分子化合物；无机 粉状分散剂主要有碱土金属的磷酸盐、碳酸盐以 及硅酸盐等。 聚合温度低于100℃的条件主要使用保护胶作为 分散剂。为了达到最佳效果，可以同时使用两种 分散剂。保护胶类分散剂用量在水相中的浓度可 为0.03％～5％。采用无机粉状分散剂时，其用 量在水相中的浓度约在0.1％～2％。


目前悬浮聚合法主要用来生产聚氯乙烯、聚苯乙烯、 苯乙烯一丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物及其共聚 物、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等。 悬浮聚合与乳液聚合都是用水作为连续相，具有相同 的优点：聚合反应热容易除去；生产操作安全；反应过程 中物料粘度变化不大，温度易控制。一般悬浮聚合法生成 的聚合物颗粒自动沉降，可用离心法或过滤法使之与水分 离，再经干燥而得商品树脂。


如果要求制备固体聚合物时大致可分为以下两种情 况。 ①聚合物热稳定性高、具有明显的熔融温度、溶剂 为有机溶剂，此情况下残存单体和溶剂可同时脱除。 由于聚合物溶液粘度高，因此应采取高温、大表面 积和短扩散行程的设备与措施，以脱除溶剂和残存 单体，此情况下得到聚合物熔融体，再经挤出、冷 却、造粒得到聚合物粒料。

在工业生产中时常采用复合引发剂，即两种引发剂混合物， 目的在于一种引发剂聚合前期分解速度快，引发效率高， 而另一种则在聚合后期引发效率高，从而使聚合反应速度 能够保持稳定，以缩短聚合时间，得到较高的单体转化率。 引发剂用量通常为单体量的0.1％～1％范围。


水相由去离子水、分散剂、助分散剂、pH调节 剂等组成。 水中的金属离子将污染合成树脂，甚至影响热稳 定性和聚合反应速度，因此要求用去离子水或经 软化处理的软水，要求pH值在6～8范围，硬度 ≤5，氯离子<10ppm，水相与单体相质量比一 般在75：25～50：50范围。


4.1.3 溶液聚合生产工艺 单体溶解在适当溶剂中在自由基引发剂作用下进行的聚合 方法称为溶液聚合法。反应生成的聚合物如溶解于所用溶 剂中为均相溶液聚合，生成的聚合物如不溶于所用溶剂中 沉淀析出，为非均相溶液聚合又称为沉淀聚合。 溶液聚合所用的溶剂为水和有机溶剂。用水和溶剂得到的 聚合物水溶液具有广泛的用途，如聚合物分散剂、增稠剂、 皮革处理剂、絮凝剂及水质处理剂等。用有机溶剂得到的 聚合物溶液主要用作粘合剂和涂料。

为了提高产品乳液中固体微粒的粒径，工业上采用 种子乳液聚合的方法。它是在聚合物的胶乳粒子存 在下，使乙烯基单体进行乳液聚合的方法，此时当 条件控制适当时，聚合过程中不生成新的胶乳粒子， 而在原有粒子上增长，原有粒子好似“种子”，因 此，称为种子乳液聚合方法。

2、 聚合生产工艺 工业上用乳液聚合方法生产的产品大致分为三种 类型：固体块状物，固体粉状物和流体态胶乳。 固体块状丁苯橡胶是用破乳方法使胶乳中固体微 粒凝聚而得，固体粉状物聚氯乙烯糊用树脂是由 胶乳经喷雾干燥而得；流体状胶乳则由乳液聚合 产品脱除单体而得。其中以加破乳剂进行破乳以 生产固体块状物的生产过程最为复杂。其生产工 艺方块流程图见图4-3。

聚合反应达到要求的转化率后停止反应。由于氯 乙烯液体相消失时釜内压力明显下降，所以工业 上当反应釜内压力下降0.5～0.65MPa时停止反 应。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯则根据反应时间予 以控制。一般转化率为80％～90％停止反应。


聚合反应结束后首先回收未反应单体。压力下操作时 逐渐降低压力即可达到回收单体的目的（挥发！）。常压 下为液体的单体则较长时间加热，单体可与水共沸脱出。 脱除单体后的聚合物应直接送往脱水工序。但由于氯乙烯 单体是致癌物质，虽经单体回收工序，但质量达不到要求， 必须在专门设备中进行单体剥离，或称之为汽提。 经回收单体和经过汽提的聚合物悬浮浆料送往离心分 离工段，经离心机脱水、洗涤后得到含水量约25％左右的 湿树脂颗粒。用粉状无机物作为分散剂时，在分离过程中 应当用稀酸洗涤产品以去除表面附着的无机盐。


ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


悬浮聚合过程通常都采用间歇法操作。产量最大的品种是 聚氯乙烯和聚苯乙烯。当聚合反应釜容积大，处理的单体 量多时，反应釜的夹套传热面积不足，需安装回流冷凝器。 悬浮聚合过程的加料顺序为：首先向反应釜中添加去离子 水，开动搅拌然后加分散剂、pH调节剂、以及其他助剂， 如清釜剂、分子量调节剂等。 以上物料加毕后，再投加单体。然后加热到反应温度后投 加引发剂，以避免产品分子量分布过宽。分子量调节剂应 分阶段加入以发挥其功效。 氯乙烯悬浮聚合要求反应波动不超过±0.2～±0.5℃，所 以聚合反应开始后应迅速进行冷却使之恒温。
第四章 聚合物合成工艺
２００９年７月
目 录



4.1 4.2 4.3 4.4
自由基聚合工艺 缩合聚合生产工艺 反应性低分子量缩聚物的生产工艺 逐步加成聚合物的生产工艺
4.1 自由基聚合生产工艺

4.1.1 自由基聚合工艺基础
自由基聚合反应是高分子合成工业中应用最为广泛的化 学反应之一。它主要适用于乙烯基单体和二烯烃类单体的聚 合或共聚。 由于自由基聚合所得聚合物分子结构的规整性较差，所 以多数是无定形聚合物。它们的物理状态与其玻璃化温度有 关，玻璃化温度远低于室温的聚合物在常温下为弹性体状态， 这类聚合物主要用作橡胶，即合成橡胶；玻璃化温度高于室 温的聚合物在常温下为坚硬的塑性体，即合成树脂。它主要 用作塑料、合成纤维、涂料等的原料。


②聚合物热稳定性差、用水作为溶剂。例如丙烯 酰胺水溶液聚合产品粘度甚高，甚至为冻胶状， 难以流动。此情况下，工业上采用强力捏和机干 燥脱水；挤出机干燥脱水或挤出机挤出制成颗粒 后再干燥脱水； 如果溶液粘度不太高可以流动时，也可流经转鼓 式干燥机脱水或用两个热滚筒轧片脱水。以上方 法所得颗粒须经粉碎后过筛得商品粉状聚合物。




（1）化学组成 乳液聚合除主要组分单体、水、乳化剂和引发剂以外，还 需要分子量调节剂、电解质、终止剂等。在合成橡胶生产 中还需要加入防老剂、填充油等。 ①主要是乙烯基单体：氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸 酯等和二烯烃单体丁二烯、氯丁二烯等。纯度要求>99％， 应当不含有阻聚剂。 ②反应介质水应为去离子的软水。其用量以体积计应超过 单体的体积。以质量计一般为单体量的100％～200％。




用悬浮聚合法生产的合成树脂品种虽然较多，但 生产工艺过程相似，主要为原料准备、聚合、脱 单体、过滤分离、水洗、干燥等工序。 聚合反应工艺主要由单体相与水相构成，单体相 中的阻聚剂应预先除去，可用离子交换法除去酚 类阻聚剂。单体纯度通常要求>99.98％。 引发剂、分子量调节剂虽然能溶于单体相中，工 业生产中分别加于反应釜中。 必要时还加有润滑剂、防粘釜剂等辅助用料。



脱除单体后的聚合物溶液，必要时进行浓缩或稀 释以达到商品要求的固含量。然后经过滤去除可 能存在的不溶物和凝胶以后得到商品聚合物溶液。 有机溶剂形成的聚合物溶液应避是与空气中的水 分接触，因为它可使聚合物沉淀析出。 并且注意贮存场所的温度，勿使溶剂挥发或溶液 粘度过高(温度过低时造成)。



4.1.4 乳液聚合生产工艺
1、概述 乳液聚合是液态的乙烯基单体或二烯烃单体在乳化 剂存在下分散于水中成为乳状液，此时是液-液乳 化体系；然后在引发剂作用下，液态单体逐渐发生 聚合反应，最后生成了固态的聚合物分散在水中的 乳状液，此时转变为固-液乳化体系。这种固体微 粒的粒径一般在1mm以下，静置时不会沉降析出。
1 1 [S ] Cs DP DP0 [M ]




溶液聚合所用溶剂为有机溶剂时，引发剂为可溶 于有机溶剂的过氧化物或偶氮化合物。由于偶氮 化合物引发剂的分解不受溶剂的影响，所以应用 较为广泛。 过氧化物的分解速度不仅可受极性溶剂的影响， 而且分解产生的氧化物，可能进一步参加反应生 成交联结构因而可能产生凝胶。 用水作为溶剂时，采用水溶性引发剂如过硫酸盐 及其氧化还原体系。 引发剂的用量通常为单体量0.01％～2％。




由于聚合反应是放热反应，为了便于导出反应热， 应使用低沸点溶剂，使聚合反应在回流温度下进 行。 如果使用的溶剂沸点高或反应温度要求较低时， 则应在加料方式上采取半连续操作。即单体分批 加入。 如果所得聚合物溶液直接应用时，在聚合过程结 束前应补加引发剂以尽量减少残存单体含量。 如果单体沸点低于溶剂，也可采用蒸馏的办法脱 除残存单体。