乳液聚合爆聚现象
聚合工艺危险性分析
编号：SM-ZD-28969 聚合工艺危险性分析Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives编制：____________________审核：____________________时间：____________________本文档下载后可任意修改聚合工艺危险性分析简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
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1固有危险性固有危险性是指聚合反应中的原料、产品、中间产品等本身具有的危险有害特性。
1.1火灾危险性参加聚合反应介质的自聚和燃爆危险性：单烯烃聚合单体包括液态的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，都属于甲类火灾危险性易燃液体。
二烯聚合所指的单体主要包括丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯腈、乙烯、丙烯等都是易燃物质，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。
有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存。
有些单体是在压力下储存，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。
除乙烯、丙烯外其他单体都有自聚的特性，生成聚合物后容易堵塞输送管道。
二烯烃（丁二烯、双环戊二烯）不仅能自聚，而且还能生成过氧化物，这是一种有爆炸危险的不稳定物质。
单烯烃聚合反应的引发剂（催化剂）一般是不稳定物质，有的为强氧化剂，有的可分解爆炸，有的易自燃，与空气或其他物质接触可发生激烈的化学反应，甚至引起爆炸，如过氧化物、偶氮化合物、烷基铝和三氟化硼。
1.2爆炸危险性如烯烃聚合所需单体丁二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯腈、乙烯、丙烯等易燃物质的蒸气能与空气形成爆炸性混合物，有些单体的储存温度低于沸点，所以需要在氮气保护下储存，有些单体是在压力下储存的，在向储罐投单体前，应彻底用氮气置换。
苯乙烯乳液聚合聚合速率
苯乙烯乳液聚合聚合速率一、引言苯乙烯作为一种重要的单体，在合成高分子材料领域具有广泛的应用。
乳液聚合是一种常用的苯乙烯聚合方法，具有反应速率快、分子量分布窄、反应条件温和等优点。
聚合速率是影响乳液聚合效果的关键因素之一，因此研究苯乙烯乳液聚合速率对于优化聚合工艺、提高产品质量具有重要意义。
本文将详细探讨苯乙烯乳液聚合速率的影响因素及其调控方法。
二、乳液聚合速率的影响因素1.引发剂浓度：引发剂是乳液聚合反应的起始剂，其浓度直接影响聚合速率。
一般来说，引发剂浓度越高，聚合速率越快。
然而，过高的引发剂浓度可能导致反应失控，产生副反应，因此需选择合适的引发剂浓度。
2.温度：温度是影响聚合速率的重要因素。
一般来说，随着温度的升高，聚合速率加快。
但温度过高可能导致乳液稳定性下降，甚至发生爆聚，因此需要选择合适的反应温度。
3.搅拌速度：搅拌速度影响乳液中单体和引发剂的分布，进而影响聚合速率。
适当的搅拌速度有利于提高聚合速率和乳液稳定性。
4.乳化剂类型和浓度：乳化剂是影响乳液稳定性的关键因素，同时也对聚合速率产生影响。
不同类型的乳化剂和浓度会对聚合速率产生不同的影响，因此需选择合适的乳化剂类型和浓度。
三、苯乙烯乳液聚合速率的调控方法1.优化引发剂浓度：通过调整引发剂的浓度，可以控制聚合速率。
在实际操作中，可以根据产品需求和反应条件，选择合适的引发剂浓度，以达到最佳的聚合效果。
2.控制反应温度：选择合适的反应温度，既可以保证乳液稳定性，又可以提高聚合速率。
在实际操作中，可以通过调整加热或冷却设备，精确控制反应温度。
3.调整搅拌速度：适当的搅拌速度可以提高乳液中单体和引发剂的分散效果，增加反应接触面积，从而提高聚合速率。
在实际操作中，可以根据乳液的性质和反应需求，调整搅拌速度。
4.选择合适的乳化剂和浓度：乳化剂的选择和浓度对乳液稳定性和聚合速率都有重要影响。
在实际操作中，可以根据乳液的稳定性和聚合速率的需求，选择合适的乳化剂和浓度。
高分子化学实验指导书
高分子化学实验指导书福州大学材料科学与工程学院高分子材料工程系2006.7目录实验一膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率实验二苯乙烯的悬浮聚合实验三溶液聚合法制备聚醋酸乙烯酯实验四聚乙烯醇缩醛（维尼纶）的制备实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合实验一 膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率一、实验目的1、掌握膨胀计的使用方法。
2、掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理。
3、测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应平均聚合速率，并验证聚合速率与单体浓度间的动力学关系。
二、基本原理1、聚合机理甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。
自由基聚合是合成高分子化学中极为重要的反应，其合成产物约占总聚合物的60%、热塑性树脂的80%以上，是许多大品种通用塑料、合成橡胶和某些纤维的合成方法。
甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应包括链的引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移反应。
其聚合历程如下：CO OCO 2CO OCO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CH 2C CH 3COOCH 3CH 2C CH 332CH 2CCH 3COOCH 3CH 2CH 33CH 2C CH 332CH 2C CH 33CHCH 33H自由基聚合反应通常可采用本体、溶液、悬浮、乳液聚合四种方式实施。
其中，本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，又称块状聚合。
本体聚合纯度高、工序简单，但随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大，聚合热难以散出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起分子量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。
《高分子合成工艺》作业参考答案
《高分子合成工艺》作业参考答案第一章1、单体储存过程中应注意什么问题，储存设备应考虑哪些问题，为什么答：单体储存过程应该注意：（1）为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂，如在1, 3-丁二烯中加人防老剂对叔丁基邻苯二酚。
（2）为防止着火事故的发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。
（3）防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄漏，因单体泄漏后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体（乙烯）或经圧缩冷却后液化的单体（丙烯、氯乙烯、丁二烯等）的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。
2、引发剂储存是应注意什么问题答：多数引发剂受热后有分解和爆炸的危险，干燥纯粹的过氧化物最易分解。
因此，工业上过氧化物引发剂采用小包装，储存在阴暗、低温条件下，防火、防撞击。
3、聚合反应产物的特点是什么答：聚合物的分子量具有多分散性；聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液；聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸镭、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。
4、选择聚合方法的原则是什么答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择适当的聚合方法。
自山基聚合可以采用本体、溶液、乳液和悬浮聚合等方法；离子聚合只能采用本体和溶液聚合。
聚合操作可以是连续法或者间歇法；聚合反应器有不同的类别、排热方式和搅拌装置等。
5、如何选用聚合反应器答：根据聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特征、聚合反应器操作特性和经济效益等聚合反应的特性以及过程控制的重点，按下列原则选择聚合反应器：（1）重点在于LI标产物的主成时，在原料配方一定的情况下，当反应物浓度高对于LI标聚合物生成有利时，可选用管式聚合反应器或间歇操作的釜式聚合反应器，当反应物浓度低对LI标聚合物生成有利时，可选用连续操作的釜式聚合反应器或多级串联釜式聚合反应器（2）重点在于确保反应时间的场合可选用塔式或管式聚合反应器（3）重点在于除去聚合热的场合可以选用搅拌釜式聚合反应器（4）重点在于除去平衡过程中产生的低分子物的场合，可选用搅拌釜式聚合反应器，薄膜型聚合反应器或表面更新型聚合反应器（5）对于高粘度体系，应尽量选择相应的特殊型式的聚合反应器。
实验三乙酸乙烯酯的乳液聚合
实验三⼄酸⼄烯酯的乳液聚合实验三⼄酸⼄烯酯的乳液聚合-⽩乳胶的制备⼀、实验⽬的了解⾃由基型加聚反应的原理和乳液聚合的⽅法。
⼆、实验原理乳液聚合是烯类单体在乳化剂的作⽤下，分散在⽔相中呈乳状液，并在引发剂的作⽤下进⾏聚合反应，得到的微粒（0.1～1.0微⽶）、状态分散在⽔相中的聚合物乳液，这种乳液稳定性良好，由于使⽤⽔作分散介质，具有经济安全和不污染环境的优点，⼴泛应⽤于涂料、粘合剂、纺织印染和纸张助剂等的制造。
三、主要试剂及仪器醋酸⼄烯酯、聚⼄烯醇、乳化剂OP—10、过硫酸铵、碳酸氢钠、邻苯⼆甲酸⼆丁酯三⼝烧瓶、搅拌器、温度计、球形冷凝管、滴液漏⽃等四、实验步骤1．聚⼄烯醇的溶解在装有搅拌器、温度计和球形冷凝管的250ml三⼝烧瓶中加⼊44ml去离⼦⽔和0.5g乳化剂OP—10，开动搅拌，逐渐加⼊3g聚⼄烯醇，加热升温，在80～90℃保持0.5⼩时左右，直到聚⼄烯醇全⾯溶解，冷却备⽤。
2．将0.3g过硫酸铵溶于⽔中，配成5%的溶液3．聚合把10g 蒸馏过的醋酸⼄烯酯和2ml 5%过硫酸铵⽔溶液加⾄上述三⼝烧瓶中，开动搅拌器，⽔浴加热，保持温度在65～75℃。
当回流基本消失时，⽤滴液漏⽃在1.5～2⼩时内缓慢按⽐例地滴加34g醋酸⼄烯酯和余量的过硫酸铵⽔溶液。
加料完毕后升温到90～95℃，⾄⽆回流为⽌，冷却⾄50℃，加⼊2～4ml 5% 碳酸氢钠⽔溶液，调整pH⾄5～6，然后慢慢加⼊5g邻苯⼆甲酸⼆丁酯搅拌冷却1⼩时，即得⽩⾊粘稠的乳液。
五、注意事项1．聚⼄烯醇溶解速度较慢，必须完全溶解。
2．滴加单体的速度要均匀，防⽌加料太快，发⽣爆聚冲料等事故。
3．搅拌速度要适当，升温不能过快。
六、思考题1．聚⼄烯醇在反应中起什么作⽤？为什么要与乳化剂OP—10混合使⽤？2．为什么⼤部分的单体和过硫酸铵要以逐步滴加的⽅式加⼊？3．过硫酸铵在反应中起什么作⽤?其⽤量过多或过少对反应有何影响？4．为什么反应结束后要⽤碳酸氢钠调整pH=5～6 ?。
高分子化学实验报告9
2、要保持乳液体系稳定，应采取什么措施？
答： 选着合适的乳化剂， 搅拌不能太快， 保持温度恒定， 采取分批加料方式。
3、假设单体的转化率为100%，计算所得的共聚物的玻璃化温度，并与实测值比较。
高分子化学实验报告（9）
实验者姓名：贺学兵试验时间：2014/05/12
实验名称
苯丙乳液的合成
实验目的
1.掌握乳液聚合的原理掌握乳液聚合的原理
2.掌握乳液聚合的常用乳化剂的特点
3.掌握苯丙乳液的制备方法
实验原理
将不溶于或微溶于水的单体在强烈的机械搅拌及乳化剂的作用下与水形成乳状液，在水溶性引发剂的引发下进行聚合反应。
分析：开始时，聚合物的粒径很小呈现红色，接着粒径变大，变成蓝色，最后粒径再次增大，呈现乳白色。
4.反应完后，聚合物的黏度不高，呈现果冻状。
分析：反应中，未控制好温度，反应爆聚。
实验结果
及讨论
试验完后，所得的产品的黏度不是很大，可以说这次实验做的不是很成功。
讨论：导致此次实验不理想的因素有以下几种情况。
3.冷却至60℃，加入氨乳化时，由于OP-10加入的不够，预乳化时，反应瓶中迟迟未乳化成乳液。
分析：OP-10为乳化剂，乳化剂加的不够，溶液乳化较慢。
2.再次添加OP-10后，反应瓶中立即呈现乳状物。
分析：反应液乳化较多，体系内呈现乳状物
3.在反应瓶中加入预乳液和引发剂反应10min左右过程中，体系开始呈现粉红色，接着泛蓝，最后乳白。
答：1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+w3/Tg3+w4/Tg4,查找数据可以算得Tg=304℃。
本体聚合。溶液聚合。悬浮聚合。乳液聚合的特性及应用
本体聚合：本体聚合（bulk polymerization ；mass polymerization ）是单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。
液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。
：概念；单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
英文名称bulk polymerization ；mass polymerization ，是制造聚合物的主要方法之一。
特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。
优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本低•缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大•由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难；在自由基聚合情况下，有时还会岀现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。
应用应用于制造透明性好的材料，以及介电性好的电器；由于混合和传热困难，工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛，离子聚合由于多数催化剂易被水破坏，故常采用本体聚合和溶液聚合。
溶液聚合：将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应，溶液聚合（solution polymerization）是高分子合成过程中一种重要的合成方法。
定义溶液聚合为单体、引发剂（催化剂）溶于适当溶剂中进行聚合的过程。
溶剂一般为有机溶剂，也可以是水，视单体、引发剂（或催化剂）和生成聚合物的性质而定。
如果形成的聚合物溶于溶剂，则聚合反应为均相反应，这是典型的溶液聚合；如果形成的聚合物不溶于溶剂，则聚合反应为非均相反应，称为沉淀聚合，或称为淤浆聚合。
高分子科学导论期末考试题及答案
⾼分⼦科学导论期末考试题及答案名词解释：歧化终⽌：在⾃由基聚合反应中，两个⾃由基进⾏歧化反应形成两个稳定分⼦的终⽌⽅式。
偶合终⽌：在⾃由基聚合反应中，两个⾃由基进⾏偶合形成⼀个稳定分⼦的终⽌⽅式。
动⼒学链长：每个活性中⼼从引发开始到终⽌所消耗的单体分⼦数。
绿⾊⾼分⼦：在⽣产、使⽤和回收中对环境友好的⾼分⼦。
凝胶点：出现凝胶时的反应程度。
解聚：在热作⽤下，⼤分⼦末端断裂，⽣成活性较低的⾃由基，然后按链式机理逐⼀脱除单体⽽降解的反应。
⽼化：⾼分⼦材料在加⼯、使⽤和储存过程中，由于受到各种因素的综合作⽤，聚合物的化学组成和结构发⽣⼀系列变化，导致最后失去使⽤价值。
这⼀现象称为⽼化。
交联：聚合物在热、光、辐射能或交联剂作⽤下分⼦链间以化学键连接起来构成三维⽹状结构或者体型结构的反应。
活性聚合：是指聚合反应在单体消耗完以后活性中⼼不消失，重新加⼊单体后聚合反应能继续进⾏的聚合反应。
配位聚合：单体分⼦⾸先在活性中⼼的空位处配位，然后单体分⼦相继插⼊过度⾦属到碳链中增长形成⼤分⼦的过程。
均缩聚：由⼀种单体进⾏的缩聚反应。
混缩聚：两种具有不同官能团的单体缩聚。
共缩聚：1、在均缩聚反应体系中加⼊相同类型的第⼆种单体。
2、在混缩聚反应体系中加⼊第三甚⾄第四钟单体的缩聚。
平衡缩聚：逆反应速率不等于0的缩聚反应。
⾮平衡缩聚：逆反应速率为0或者很⼩的缩聚反应。
摩尔系数：两组分的初始官能团数⽬之⽐为官能团摩尔系数。
过量百分数：q即为bR’b智能光过量部分aRa量的百分数。
？体型缩聚:凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应。
凝胶点：开始出现凝胶时的临界反应温度。
⽆规预聚体：醇酸树脂在凝胶点前停⽌反应时所获的为⽆规预聚体。
结构预聚体：由于结构明确，且加热下本⾝并不能直接转化成⽹状结构，视为结构预聚体。
阻聚：链转移后若形成低活性的⾃由基后将不能在引发聚合，⽽只能与其他⾃由基进⾏双基终⽌反应，从⽽阻⽌聚合反应进⾏。
诱导期：聚合反应体系中存在阻聚剂时，聚合反应要在阻聚剂耗尽后才能正常开始进⾏，此段不聚合时期称为诱导期。
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乳液聚合爆聚现象
乳液聚合爆聚现象是指在乳液聚合过程中，由于聚合反应速度过快或温度过高等原因，导致聚合体内部能量积累过多，最终导致聚合体猛烈分解的现象。
这种现象不仅会导致生产过程中的安全问题，还会影响产品质量和产量，因此需要引起足够的重视。
乳液聚合爆聚现象的发生原因主要有以下几点：
1.聚合反应速度过快。
在乳液聚合过程中，如果聚合反应速度过快，会导致聚合体内部能量积累过多，从而引发爆聚现象。
2.温度过高。
在乳液聚合过程中，如果温度过高，会导致聚合反应速度加快，从而加剧聚合体内部能量积累，最终引发爆聚现象。
3.聚合体内部存在不稳定因素。
在乳液聚合过程中，如果聚合体内部存在不稳定因素，如氧化物、自由基等，会导致聚合体内部能量积累过多，最终引发爆聚现象。
为了避免乳液聚合爆聚现象的发生，我们可以采取以下措施：
1.控制聚合反应速度。
在乳液聚合过程中，可以通过控制反应物的投入
速度、添加稳定剂等方式来控制聚合反应速度，从而避免爆聚现象的发生。
2.控制温度。
在乳液聚合过程中，可以通过控制反应器的温度、加热方式等方式来控制温度，从而避免聚合反应速度过快，最终避免爆聚现象的发生。
3.添加稳定剂。
在乳液聚合过程中，可以添加稳定剂来稳定聚合体内部的结构，从而避免聚合体内部能量积累过多，最终避免爆聚现象的发生。
总之，乳液聚合爆聚现象是一种严重的安全问题，需要引起足够的重视。
通过控制聚合反应速度、温度和添加稳定剂等方式，可以有效地避免爆聚现象的发生，从而保障生产过程的安全和产品质量。