悬浮聚合的生产工艺

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氯乙烯悬浮聚合的6大工艺流程

氯乙烯悬浮聚合的6大工艺流程

氯乙烯悬浮聚合的6大工艺流程氯乙烯悬浮聚合可是个很有趣的过程呢,它有六大工艺流程哦。

一、原料准备。

氯乙烯可是这个聚合反应的主角啦。

在进行聚合之前,要先把氯乙烯准备好,这氯乙烯得是高纯度的哦。

就像我们做饭得先准备好新鲜的食材一样。

同时呢,还得有分散剂,分散剂就像是个小助手,能让氯乙烯在反应体系里分布得更均匀。

水也是重要的原料之一,这水得是经过处理的,要干净纯净,不能有那些乱七八糟的杂质,不然会影响反应的。

还有引发剂,引发剂就像是个小火花,能够引发整个聚合反应的开始。

二、聚合反应釜的准备。

反应釜就像是个大厨房,是整个反应发生的地方。

在反应之前呢,要对反应釜进行一系列的检查和准备工作。

要确保反应釜内部干净整洁,没有残留的杂质或者之前反应的产物。

就像我们做菜之前得把锅洗干净一样。

而且反应釜的温度、压力等各种条件都得调节好。

比如说温度得设定在合适的范围,压力也要稳定在一定的值,这样氯乙烯才能在一个舒服的环境里进行聚合反应。

三、加料过程。

把之前准备好的原料往反应釜里加的时候也很有讲究呢。

先加分散剂和水,让它们在反应釜里先形成一个稳定的体系。

然后再小心翼翼地把氯乙烯加进去,就像把珍贵的宝石放进宝箱一样。

最后再加入引发剂,这个时候就像是点燃了烟花的导火索一样,聚合反应马上就要开始啦。

四、聚合反应过程。

一旦引发剂开始发挥作用,氯乙烯就开始热闹起来啦。

氯乙烯分子们就像一群小伙伴,开始手拉手聚合在一起。

这个过程中呢,反应釜里就像一个小世界,温度会慢慢升高,因为聚合反应是个放热反应。

这时候就得密切关注反应釜的温度啦,不能让它太热了,不然就像人发烧一样,反应会失控的。

所以要通过一些冷却措施,比如说在反应釜的夹套里通水来降温,让反应在一个合适的温度下平稳地进行。

五、反应终止。

当氯乙烯聚合到一定程度的时候,就得让反应停下来啦。

这就像是一场派对,到了该结束的时候。

终止反应的方法有很多种,比如说加入终止剂。

终止剂就像是个小魔法棒,一加入,氯乙烯分子们就停止聚合了。

实验三-苯乙烯悬浮聚合

实验三-苯乙烯悬浮聚合

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。

工艺流程图

工艺流程图

悬浮聚合法生产聚氯乙烯工艺流程图一、聚合工艺世界上PVC的主要生产方法有4种:悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。

其中以悬浮法生产的PVC占PVC总量的近90%,在PVC生产中占重要地位,近年来,该技术已取得突破进展。

1.本体聚合生产工艺主要特点是反应过程中不需要加水和分散剂。

聚合分2步进行,第一步在预聚釜中加入定量的VCM单体、引发剂和添加剂,经加热后在强搅拌(相对第二步聚合过程)的作用下,釜内保持恒定的压力和温度进行预聚合。

当VCM的转化率达到8%-12%停止反应,将生成的“种子”送入聚合釜内进行第二步反应。

聚合釜在接收“种子”后,再加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂,在这些“种子”的基础上继续聚合,使“种子”逐渐长大到一定的程度,在低速搅拌作用下,保持很定的压力进行聚合反应。

当转化率达到60%-85%(根据配方而定)时终止反应,并在聚合釜中脱气、回收未反应的单体,而后在釜内汽提,进一步脱除残留在PVC粉料中的CVM,最后经送风系统将釜内PVC粉料送往分级、均化和包装程序。

2.乳液聚合生产工艺氯乙烯乳液聚合方法的最终产品为制造聚氯乙烯增塑糊所用的聚氯乙烯糊树脂(E-PVC),工业生产分两个阶段:第一阶段聚氯乙烯单体经乳液聚合反应生成聚氯乙烯乳胶,它是直径0.1-3μm聚氯乙烯初级粒子在水中的悬浮乳状液。

第二阶段将聚氯乙烯乳胶,经喷雾干燥得到产品聚氯乙烯糊树脂,它是初级粒子聚集而成得直径为1-100μm,主要是20-40μm的聚氯乙烯次级粒子。

这种次级粒子与增塑剂混合后,经剪切作用崩解为直径更小的颗粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊,工业上称之为聚氯乙烯糊。

3.悬浮聚合生产工艺悬浮法PVC生产技术易于调节品种,生产过程易于控制,设备和运行费用低,易于大规模组织生产而得到广泛的应用,成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。

在工业生产PVC时,以悬浮法产量最大,悬浮法生产具有设备投资少和产品成本低等优点。

第二章 悬浮聚合生产工艺

第二章  悬浮聚合生产工艺

1)引发剂的溶解性能要好
悬浮聚合应选择油溶性引发剂。
原因:①从悬浮聚合的机理出发。悬浮聚合是 在单体液滴内进行的本体聚合(被分散的单体 含有引发剂,所用的单体和单体混合物必须是 不溶于水而成为分散相。)
② 为了减轻粘釜。
2)引发剂的活性要高,热负荷分布指数要小 引发剂活性的高低是用半衰期τ1/2来衡量。 半衰期( τ1/2):引发剂分解至起始 浓
2)聚合开始体系状态(加入引发剂)
聚合过程中,单体转化率在20%——70% 范围为粘稠液体状态,为结块危险阶段。
为顺利渡过危险期,聚合体系加入分散剂, 以防止发粘液滴合并,使液滴分散合一的动态 平衡稳定。
结论:
悬浮聚合过程中,搅拌是单体变成液滴的先决条件, 分散剂是防止液滴结块使之稳定的必要条件。
V = Ln2 τ/ τ1/2 + Ln2
式中V——残存的引发剂量 τ——物料在反应器中的停留时间
若τ=6 τ1/2 ,则有10%未分解的引发剂带出反 应器,这是最经济合理的数值,此时V=10%。
B)引发剂的加入量
引发剂的用量是影响聚合速率和聚合物分子量的 两大重要因素。
自由基聚合时,引发剂分为消耗和残留两部分。
引发剂的残留量与聚合时间和引发剂的加入量有关。
A)聚合时间 间歇聚合: τ ≥ 2 τ1/2 连续聚合:
① τ1/2 < τ,则引发剂在反应器内近于完全分解; ② τ1/2 ≈ τ,则有相当多的引发剂未分解.
所以,连续聚合过程中应当根据物料在反应器中的停 留时间选择适当的引发剂.
在搅拌均匀的反应器中,未分解的引发剂与停留 时间的关系可用经验公式计算:
‘笼闭效应’ — ‘cage effect’ (c)本分子歧化反应。如过氧化二叔丁基分解的自由基,不影响 自由基数目,但产生不能参加聚合反应的小分子化合物。

聚合物合成工艺学-自由基悬浮聚合生产工艺讲解

聚合物合成工艺学-自由基悬浮聚合生产工艺讲解
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。
危险期 粘度增大
2、非均相离子形成过程 Heterogeneous Particle Formation
三、成粒机理
悬浮聚合过程中的成粒示意图
1、均相粒子的形成过程
Homogeneous Particles Formation
(1) 聚 合 初 期 : 单 体 在 搅 拌 下 形 成 直 径 为 0.5~5mm的小液滴,在悬浮剂的保护和适当的 温度下引发分解。
(2)聚合中期:20~70%聚合物增多,粘度增大, PMMA 20%自加速,PST 45%自加速。
(1) 聚合釜的传热 悬浮聚合用聚合釜一般是带 有夹套和搅拌的立式聚合釜。夹套帮助聚合过程中 产生的大量的聚合热及时、有效的传出釜外。
(2) 搅拌 搅拌作用:釜内物料混合均匀,温度均一;单体分散成液滴 搅拌与粒径:剪切力越大,形成的液滴越小,聚合物粒子的 规整性差。 临界速度:当搅拌速度增加到某一数值时,物料产生强烈的 涡流,导致物料粒子严重粘结,也称危险速度。
②合成高分子化合物:部分水解的聚乙烯醇、聚丙烯 酸及其盐、磺化聚苯乙烯、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共 聚物、聚乙烯吡咯烷酮等。
◢ 保护胶的分散稳定作用
降低体系的表面张力。当两液滴相互接近到可能产生 凝结的距离时,两液滴之间的水分子被排出而形成了 高分子薄膜保护层,从而阻止了两液滴凝结,或两个 相互靠近的液滴之间的液体薄层移动延缓,以致在临 界凝结的瞬时内两液滴不能发生凝结。
溶有引发剂的一个单体小液滴,相当 于本体聚合的一个小单元,因此,悬浮 聚合也称为小本体聚合。

第二章-氯乙烯悬浮聚合生产工艺复习进程

第二章-氯乙烯悬浮聚合生产工艺复习进程

控 温度波动/℃
± 0.2~0.5 ± 0.2~0.5 ± 0.2~0.5 ± 0.2~0.5
制 聚合压力/MPa
条 件
出料压力/MPa
0.65~0.70 0.70~0,75 0.75~0.80 0.80~0.85
0.45
0.45
0.50
0.55
搅拌速度/r/min 200~220 200~220 200~220 200~220
三、 PVC悬浮聚合工艺条件控制
⒈ 反应釜釜材和传热
VC 的聚合热(95.6kJ/mol)较大,为了合成某一牌号的树脂, 必须严格控制聚合温度,温度波动要求一般为±0.5℃,最好是控制 在±0.2℃范围内。
我国早期采用的反应釜容积为7m3~14m3,反应釜釜材主要为 搪玻璃压力釜,但因玻璃的传热系数低,仅用于小型反应釜。
b 辅助分散剂
作 用——提高颗粒中的空隙率,改进氯乙烯树脂吸收增 塑剂的能力。
常用物——①小分子表面活性剂(目前主要应用非离子型 的脱水山梨醇单月桂酸酯) ; ②低分子量、低 醇 解 度聚乙烯醇

⑷ 介质水 ⑸ 其它助剂 ① 链终止剂 使聚合反应在设定的转化率终止或防止发生意外停电事故, 必须临时终止反应时使用。常用的链终止剂是聚合级的双酚 A、对 -叔丁基邻苯二酚(TBC)等。 ② 链转移剂 常用的有硫醇等。 ③ 抗鱼眼剂 减少PVC树脂中所含结实的圆球状树脂数量,主要是苯甲醚的 叔丁基、苯甲醚的羟基衍生物等。 ④ 防粘釜剂 防粘釜剂主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液。
❖ PVC有良好的化学稳定性:常温时耐酸碱,对盐类也相当稳定;
常温下难溶于一般有机溶剂。 ❖ PVC的电性能:电性能随温度的升高而变坏。所以只能在低温 使用,特别是乳液聚合产品,由于其中混有乳化剂、电介质等,吸 水率较大,电性能较差,不能用于绝缘材料。 ❖ PVC的机械性能:PVC属于中等极性的高聚物。因此,PVC具 有较大的抗压强度和表面硬度及较小的伸长率;PVC的机械性能与 相对分子质量和相对分子质量分布有关,当PVC中相对分子质量低 的级分超过30%时,不能用于制造牢固的有弹性的耐寒塑料;加工 温度为145℃~170℃。 ❖ PVC可采用压延成型、挤出成型和注射成型。

实验三-苯乙烯悬浮聚合

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。

二、实验原理苯乙烯是一种比较活泼的单体,容易进行聚合反应。

自由基悬浮聚合原理及生产工艺课件

自由基悬浮聚合原理及生产工艺课件
第四章 自由基悬浮聚合原理及生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 第二节 氯乙烯悬浮聚合生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 一、悬浮聚合及其分类
1、定义:溶有引起剂旳单体,借助悬浮剂旳悬浮作用和机械搅 拌,使单体分散成小液滴旳形式分散在介质水中旳聚合过程。
一种单体小液滴相当一种本体聚合单元,所以也称小本体 聚合。
(2)加速和凝胶作用:苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应,还会 使聚苯乙烯支化,甚至凝胶。
(3)杂质旳链转移作用:苯乙烯中旳甲苯、乙苯;氯乙烯中旳乙 醛、氯乙烷;如氯乙烯中旳二氯乙烷旳质量分数从 0 增至 11*10-6 时,可使聚氯乙烯旳平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用:
粒度分布宽; 聚合度高,溶液粘度大,传热困难。
数均聚合度为 1700-2023 很好
温度旳影响: 温度高于 100℃ ,PVA 会分解而失去分散和保护能力。
PVA 旳耐温性低,不能作为高温反应旳悬浮剂。
合适旳悬浮聚合温度范围:40 ℃ -90 ℃
PVA 作为悬浮剂旳用量: 水量旳 0.02% - 1% 。
转化率在70%后来,反应速度开始下降,单体浓度开始减 小,液滴内大分子链愈来愈多,大分子链活动愈受到限制,粘 性逐渐降低而弹性相对增长。
当转化率达80%时,单体明显降低,聚合物大分子链因体积 收缩被紧紧粘结在一起,残余单体在这些纠缠得很紧密旳大分 子链间进行反应并形成新旳聚合物分子链,使聚合物粒子内大 分子链间愈来愈充实,弹性逐渐消失,聚合物颗粒变得比较坚 硬。这时液滴粘结汇集旳危险期渡过。
釜旳传热系数。
2、搅拌旳影响 搅拌作用:釜内物料混合均匀,温度均一;单体分散成液滴。 搅拌与粒径:剪切力越大,形成旳液滴越小,聚合物粒子旳规
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悬浮聚合的生产工艺一、悬浮聚合的概念悬浮聚合是指溶有引发剂的单体,借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌,使单体以小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。

溶有引发剂的一个单体小液滴,就相当于本体聚合的一个小单元,因此,悬浮聚合也称为小本体聚合。

悬浮聚合中的主要组分是单体、引发剂、悬浮剂介质(水)。

二.悬浮聚合的分类悬浮聚合可根据单体对聚合物溶解与否,将其分为均相悬浮聚合和非均相悬浮聚合。

1、均相悬浮聚合如果聚合物溶于其单体中,则聚合物是透明的小珠,该种悬浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。

如苯乙烯的悬浮聚合和甲基丙烯酸的悬浮聚合等为均相悬浮聚合。

2、非均相悬浮聚合如果聚合物不溶于其单体中,聚合物将以不透明的小颗粒沉淀下来,该种悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合。

如氯乙烯、偏二氯乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的悬浮聚合等为非均相悬浮聚合。

三、悬浮聚合法的主要特点(1)以水为介质,成本低;(2)反应过程中反应体系粘度变化不大,反应热容易排除;(3)颗粒大小可以控制在一个较小范围内;(4)所得树脂纯度较溶液聚合、乳液聚合高;(5)悬浮聚合产物易于分离、洗涤、干燥;(6)悬浮聚合过程采用间歇法进行生产,尚未实现连续化。

四、悬浮聚合的应用悬浮聚合自30年代工业化以来,已成为聚合物生产的重要聚合方法。

目前其产量占聚合物总产量1/5~1/4。

采用悬浮聚合进行生产最大的聚合物品种是聚氯乙烯,其在所有塑料品种中占第二位。

其他用悬浮聚合法生产的聚合物品种还有:可发性聚苯乙烯(EPS)、苯乙烯—丙烯腈共聚物(SA树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其共聚物、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚四氟乙烯PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等。

五、悬浮聚合的组分悬浮聚合的组分主要是单体、引发剂、悬浮剂和介质(水)。

有时为了改进产品质量和工艺操作还加入一些辅助物料,如相对分子质量调节剂、表面活性剂以及水相阻聚剂等。

1、单体:单体纯度高,聚合速率快,产品质量好,生产容易控制。

因此,要求对单体进行精制,使其纯度达到要求才聚合。

杂质对聚合速度和产品质量可能产生下列影响。

(1)、杂质的阻聚作用和缓聚作用有些杂质是自由基聚合的阻聚剂或缓聚剂,使聚合反应产生诱导期而延长了聚合时间。

许多无机盐和金属离子,如铁离子、铜离子等有阻聚作用,几乎所有的单体应尽量避免含有金属离子。

应尽量避免含有金属离子。

(2)、加速作用和凝胶作用有些杂质可以增加反应速率,如苯乙烯中含有a-甲基苯乙烯、对-二乙烯基苯时会受反应速率加快;另外,对-二乙烯基苯使聚苯乙烯产生支化,重者产生凝胶而不能使用。

(3)、杂质的链转移作用有些杂质是自由基聚合的链转移剂,影响聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布。

如氯乙烯单体中的乙醛和氯乙烷、苯乙烯中的甲苯和乙苯都是链转移剂。

氯乙烯单体中二氯乙烷的质量分数从0增至11×10-6时可使聚氯乙烯的平均聚合度从935.4下降至546.8。

所以减少单体中杂质的含量是保证聚合反应正常进行和产品质量的关键措施。

一般讲,悬浮聚合中单体的纯度>99.9%。

2,水介质水介质的优点:在悬浮聚合中使用大量的水作为介质。

水作为单体的分散、悬浮介质、维持单体和聚合物粒子成为稳定的分散体系;并且作为传热介质,把聚合热排出体系。

聚合用的介质水必须用去离子水。

因为水中的氯离子、铁离子、镁离子、钙离子及可见的杂质使聚合物带有颜色并使产品质量下降,如热性能和电性能变坏;水中的氯离子还能破坏悬浮聚合的稳定性,使聚合物粒子变粗;水中溶解的氧能产生阻聚作用,延长诱导期,降低聚合速率。

去离子水的质量指标作如下要求:pH=6~8;Cl-质量分数≤10×10-6;导电度=1×10-5~1×10-6Ω /cm;以Ca2+、Mg2+计,硬度≤5;无可见机械杂质。

3、悬浮剂悬浮作用或分散作用:能降低水的表面张力,对单体液滴起保护作用,防止单体液滴粘结,使单体—水这一不稳定的分散体系变为较稳定的分散体系,这种作用称为悬浮作用或分散作用。

悬浮剂或分散剂:具有悬浮作用(或分散作用)的物质称为悬浮剂或分散剂。

常用的悬浮剂有两类,一类是水溶性高分子化合物;一类是不溶于水的无机化合物。

工业中常用的水溶性高分子化合物中有聚乙烯醇(PV A)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸的盐类、纤维素醚类和明胶等。

不溶于水的无机物有碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土和白垩(白垩是一种微细的碳酸钙的沉积物。

主要是有单细胞浮游生物【球藻】的遗骸(颗石)构成)等。

(1)、明胶是一种蛋白质,由动物的皮或骨熬煮而成的动物胶,相对分子质量为300~200000,属两性天然高聚物。

采用明胶做悬浮剂的优点:既有保护粒子的作用,防止聚合物粒子的粘结,又有降低水的表面张力的作用。

其用量一般为水量的0.1%~0.3%。

采用明胶做悬浮剂的缺点:用量多容易沉积在聚合物粒子表面,形成一层难于洗去的保护膜,影响产品的色泽而且使粒子表面坚硬,产品吸收增塑剂的能力变差,且影响产品的耐热性。

另外。

由于明胶是一种天然高聚物,杂质较多,在一定温度下易受细菌的作用而使聚合物分解变质。

(2)、纤维素醚类:作为悬浮剂的纤维素醚类有甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)等。

纤维素作悬浮剂的优点是可以使聚合体系稳定,防止聚合物粒子之间粘结,减轻粘釜程度,提高产品质量,得到的粒子小而均匀,粒子结构疏松,吸收增塑剂的能力强。

工业上应用最广的是甲基纤维素(MC),其为白色无臭味的粉末或纤维状。

其用量为水量的0.004%~0.2%。

(3)、聚乙烯醇(PV A):PV A是目前工业上用的及广泛的一种悬浮剂。

PV A的分散作用和保护单体液滴的作用与其醇解度和平均聚合度有关。

用作悬浮剂的PV A的规格为:Xn=1700~2000;醇解度=75%~89%。

PV A在水中的溶解度与其分子质量和醇解度有关。

完全水解的PV A仅溶于90℃以上的热水中;醇解度为88%的PV A室温下就可溶于水中;超过40℃变浑(使PV A水溶液变浑的温度界限称为浊点);醇解度为70%的PV A仅溶于水—乙醇溶液中;醇解度<50%的PV A则不溶于水中。

PV A的分散能力与平均聚合度有关,平均聚合度低的,PV A其分散能力和保护能力较弱,所得的聚合物粒子较粗大,粒度分布较宽。

但平均聚合度过高的PV A其溶液粘度过大,其传热变得困难。

当温度高于100℃时,PV A会分解而失去分解能力。

因而,PV A不能作为高温悬浮聚合的悬浮剂。

PV A作为悬浮剂其用量一般为水量的0.02%~1%,此时,水溶液的粘度为10mPa*s~14mPa*s。

(4)、其他合成高分子悬浮剂在合成高分子化合物中,可以作为悬浮剂的物质除PV A外,还有聚丙烯酸及其钠盐等。

他们的特点是分散能力和保护能力强,效率高,所得聚合物粒子粒度均匀,吸水性小。

能减轻粘釜现象,并且在高温下(如150℃)他们的性能稳定。

不会发生分解。

(5)、不溶于水的无机化合物悬浮剂作为悬浮剂的不溶于水的高分子无机化合物,主要有碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、磷酸钙、滑石粉(3MgO.4SiO2.H2O)、高岭土、硅藻土(硅藻土是由硅藻的硅质细胞壁组成的一种生物化学沉积岩)和白垩等。

他们多用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)、醋酸乙烯(V Ac)和苯乙烯(St)等单体的悬浮聚合。

他们的特点是分散能力和对单体的保护能力都很好,能得到粒度均匀、表面光滑,透明度好的聚合物粒子。

其颗粒越细,分散能力和保护能力越强,能形成尺寸更小的聚合物粒子。

4、引发剂及助剂在悬浮聚合中,使用油溶性引发剂,将引发剂溶于单体中。

除引发剂外,还有发泡剂如丁烷和己烷也要加入单体中。

染料通常加入到部分聚合的浆料中,润滑剂一般是挤出加工时加入。

五、悬浮聚合的工艺控制1、水油比水的用量与单体用量之比称为水油比。

水油比大时,传热效果好,聚合粒子的粒度较均一,聚合物的相对分子质量分布较窄,生产控制较容易;缺点是降低了设备利用率。

当水油比小时,则不利于传热,成产控制较困难。

2、聚合温度当聚合配方确定后,聚合温度是反应过程中最主要的参量。

聚合温度不仅是影响聚合速率的主要因素,也是影响聚合物相对分子质量的主要因素。

3、聚合时间连锁聚合的特点之一是生成一个聚合物大分子的时间很短,只需要0.01s~几s的时间,也就是瞬间完成的。

但是要把所有的单体都转变为大分子则需要几小时,甚至长达十几小时。

这是因为温度、压力、引发剂的用量和引发剂的性质以及单体的纯度都对聚合物时间产生影响,所依聚合时间不是一个孤立的因素。

在高分子合成工业生产中常用提高聚合温度的办法使剩余单体加速聚合,以达到较高的转化率。

通常,当转化率达到90%以上时立即终止反应,回收未反应的单体,此时,不能靠延长聚合时间来提高转化率,如果用延长聚合时间的办法来提高转化率将使设备利用率降低,这是不经济的。

4、聚合装置(1)、聚合釜的传热悬浮聚合用聚合釜一般是带有夹套和搅拌的立式聚合釜。

夹套能帮助聚合过程中产生的大量的聚合热及时、有效的传出釜外。

近年来,聚合釜向大容积方向发展,但釜的容积增大,其单位容积的传热面积减小。

(2)、搅拌搅拌在悬浮聚合中能影响聚合物粒子形态、大小及粒度分布。

搅拌使单体分散为液滴,搅拌叶片的旋转对液滴所产生的剪切力的大小,决定了单体液滴的大小。

剪切力越大,所形成的液滴越小。

搅拌还可以使釜内各部分温度均一,物料充分混合,从而保证产品的质量。

(3)、粘釜壁进行悬浮聚合时,被分散的液滴逐渐变成粘性物质,搅拌时被桨叶甩到釜壁上而结垢。

结垢后使聚合釜传热效果变差,而且,当树脂中混有这种粘釜物后加工时不易塑化。

(4)、清釜壁目前,用高压水冲刷釜壁除去粘釜物。

高压水的压力在15MPa~39MPa,此法不损伤釜壁,劳动强度小,效率高,较少了单体对空气的污染,维护了工人的健康。

另外,还可以用涂布法减轻粘釜,即在釜壁涂上某些涂层。

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