常见聚合物的合成

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1、常见聚合物的合成1、聚乙烯（PE）聚乙烯是无味、无毒、无嗅的白色蜡状半透明材料，电绝缘性能优越，可与所有已知的介电材料相比。耐化学介质性能好，是最大的通用塑料之一。目前聚乙烯的生产方法有高压法、中压法和低压法。高压法是在100～200MPa和160～300OC下，以微量氧为引发剂的自由基本体聚合。单程转化率为15%。数均相对分子质量一般是20000～50000，相对分子质量分布为3～20。乙烯回收乙烯回收↑↑乙烯→一次压缩→二次压缩→聚合→高压分离→低压分离→挤出造粒→包装↑氧（5～300ppm）图1-1高压

2、法合成聚乙烯工艺流程框图由于在聚合过程中发生向聚合物和链自由基的链转移反应，大分子链上有许多支链，因此高压法合成的聚乙烯结晶度低（50%～79%），密度低（0.91～0.93g/cm3），故称为低密度聚乙烯（LDPE）。主要用于制造薄膜制品、注射、吹塑制品及电线的绝缘包层。低压法是采用TiCl4-AlEt2Cl催化剂的配位聚合。聚合方法有淤浆法、溶液法和气相法。我国多采用淤浆法，反应在较低的温度（65～75OC）和压力（0.5～3MPa）下进行。产物为线型大分子，结晶度较高（80～90%），密度也高（0.94

3、～0.95g/cm3）。因此称为高密度聚乙烯（HDPE）。机械性能优于LDPE。乙烯与少量的1-丁烯或1-己烯共聚，所得产物为有一定支链的线型低密度聚乙烯（LLDPE）。聚合机理和聚合方法与HDPE相同。产物有优良的耐环境应力和热应力开裂性能。2、聚丙烯（PP）聚丙烯为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大合成树脂。主要品种为等规度在95%以上的等规聚丙烯。采用Ziegler-Natta催化剂的配位聚合。聚合方法有间歇式液相本体法、液相气相组合式连续本体法、淤浆法。以淤浆法为例，反应温度50～70OC，0.5～1MP

4、a，加入微量氢气调节相对分子质量，反应结束后加入醇类除去催化剂残渣。丙烯回收甲醇水或甲醇催化剂↑↓↓丙烯→聚合→闪蒸→酯化→洗涤→离心分离→干燥→挤出造粒→产品氢气↓溶剂回收图1-2淤浆法合成聚丙烯工艺流程框图聚丙烯为乳白色、无臭、无味、无毒、质轻的热塑性树脂。可注射成型大型器件，挤塑生产管材、板材、薄膜等。由于易氧化，需加入抗氧剂。3、聚氯乙烯（PVC）主要是采用自由基悬浮聚合制得产品（S-PVC），约占80%，其次为自由基乳液聚合和微悬浮聚合法产品（E-PVC）。悬浮聚合多采用复合引发剂以保证反应匀速进行

5、，通过控制反应温度控制相对分子质量（±0.2OC）。为防止粘釜需加入防粘釜剂。由于氯乙烯有毒，反应结束后要将未反应的单体尽可能除去。无离子水分散剂氯乙烯→聚合→碱处理→离心分离→干燥→过筛→产品引发剂↓其它除去未反应氯乙烯图1-3悬浮聚合法合成聚氯乙烯工艺流程框图溶有引发剂的氯乙烯与分散剂水溶液预先分散成1μM的液滴，然后进行聚合，得到类似乳液聚合的糊用树脂，这一方法称为微悬浮聚合。聚氯乙烯是一种用途广泛的通用塑料。从薄膜、人造革、电缆包层等软塑料到板材、管材、型材等硬塑料均有采用。4、聚苯乙烯（PS）苯乙烯

6、类树脂按结构可划分成20多类，主要有通用级聚苯乙烯（GPPS）、发泡级聚苯乙烯（EPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）等。GPPS用于挤塑或注射成型的聚苯乙烯主要采用自由基连续本体聚合或加有少量溶剂的溶液聚合法生产，相对分子质量100000～400000，相对分子质量分布2～4。本体聚合的主要工艺是苯乙烯先在预聚釜中，于95～115OC进行预聚合，待转化率达30～35%，连续送入塔式反应器，反应温度从160OC分段升至225OC，最终转化率97%左右。熔融聚合物从塔底部排出，挤出造粒。GPPS具有刚性大、透明性

7、好、电绝缘性优良、吸湿性低、表面光洁度高、易成型等特点。EPS采用自由基悬浮聚合，引发剂BPO，分散剂羟乙基纤维素，85～90OC下反应。产物用低沸点烃类发泡剂浸渍制成可发性珠粒。当其受热至90～110OC时，体积可增大5～50倍，成为泡沫塑料。HIPS苯乙烯与橡胶（顺丁胶或丁苯胶）通过本体-悬浮法自由基接枝共聚制成。先将橡胶溶于苯乙烯中，在引发剂参预下进行本体聚合。当转化率达33～35%时，移入含有分散剂的水中进行悬浮聚合。引发剂为叔丁基过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯，80～130OC反应10～16小时。5、

8、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）采用自由基本体聚合，一般第一阶段在预聚釜中进行，第二段注模成型，直接做成板材、棒材、管材等。偶氮二异丁腈邻苯二甲酸二丁酯85OC25～52OC40OC甲基丙烯酸甲酯→预聚合→铸模→聚合→冷却→脱模→成品硬酯酸反应至2000厘泊10～160小时甲基丙烯酸图1-4本体聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯工艺流程框图PMMA是高透明无定形的热塑性材料。透光率达90～92%，优于硅玻璃，所