第三章自由基本体聚合原理及生产工艺

《第三章自由基本体聚合原理及生产工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一节自由基本体聚合原理一、自由基本体聚合概述1、定义：单体在有少量引发剂（甚至不加引发剂而是在光、热、辐射能）的作用下聚合为聚合物的过程。2、均相与非均相本体聚合均相本体聚合指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。非均相本体聚合指生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。3、根据单体的相态还可分为气相、液相和固相本体聚合。4、采用本体聚合生产聚合物：高压聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，及一部分聚氯乙烯。二、自由基本体聚合的特点1、优点组分简单；工艺过程较简单（转化率高时，可免去分离工序，得到粒状树脂）；设备利用率高；产品纯度高。2、缺点体系粘

2、度大，聚合热不易排出；自动加速现象严重，工艺难控，易爆聚。三、自由基本体聚合工艺两段聚合工艺：预聚合、聚合1、预聚合工艺的优点聚合初期，转化率不高；体系粘度不大，反应釜内设置搅拌，聚合热易排出；反应温度相对较高，总聚合时间缩短，提高生产效率；体积部分收缩、聚合热部分排除，利于后期聚合。2、聚合阶段的特性及措施（1）特性：聚合中期，反应速率快，放热明显。（2）措施：降低反应温度低、延长聚合时间，有效利用反应热，使聚合过程平稳进行。第二节甲基丙烯酸甲酯自由基本体聚合生产工艺一、甲基丙烯酸甲酯浇铸（铸塑）本体聚合1、浇铸（铸塑）本体聚合在模具中进行的聚合，聚合和成型一次完成。随模具不同

3、有板材、棒材、管材等型材。2、平板有机玻璃的制备总体工序单体精制→染料处理→配料→灌模和排气→封边→聚合→脱模→截切毛边和包装→入库→模具清洗→制模平板有机玻璃生产工艺方框流程图高位槽预热器预聚釜预热至冷50却－釜60℃转子流量计90-95℃，流量15－20min，500L/h10－20％r－600L、hr预配制的原冷却至30℃，似料液甘油粘度，1Pas讨论：铸塑本体聚合法生产有机玻璃为什么要预聚合？缩短生产周期，使自动加速现象提前到来；预聚物有一定粘度，灌模容易，不易漏模；体积已经部分收缩，聚合热已经部分排除，利于后期聚合。3、制模和灌模工段工艺流程简介制模材料：洁净普通玻璃或

4、钢化玻璃；橡皮垫及玻璃纸；铁夹；牛皮纸及胶水。灌浆将预聚浆液通过漏斗灌入模具中。根据生产的板材厚度不同一般采取不同的灌浆方法。厚度小于4mm的板材，先灌浆，之后竖直置于进片架直接进入水箱，依靠水的压力将空气排出，使浆液布满模具，立即封合。厚度5～6mm的板材，在竖直灌浆后将空气排出，使浆液布满模板，立即封合。厚度8～20mm的板材，为防止料液过重使模板挠曲破裂，而把模具放在可以倾斜的卧车上，灌浆后立即垂直排气封口。如图所示。厚度20～50mm的板材，采用水压灌浆法，先将模具放入水箱中，在模具被水淹没一半左右时开始灌浆，随浆料的进入模具逐渐下沉，待料液充满模具后迅速密封，在操作过程

5、中要避免水进入模具内。如图所示。讨论：（a）如何解决聚合收缩引起的板材表面凹痕等缺陷？（b）灌模后，在封口前为什么要排气？板材保温温度/℃高温聚合保温时间厚度冷却速度无色/h/mm有色板时间/h温度/℃透明板1~1.55254101.51002~34850121.5100以2h~2.5h冷却至40℃的4~64648201.5100速度冷却8~104040361.510012~163638402~3100先冷至80℃再按上述速18~203232702~3100度冷却。讨论：板材厚度与聚合温度/聚合时间的关系？聚合后期为什么要高温聚合？聚合结束为什么要有一定的冷却速度？讨论：1、温度

6、、引发剂对聚合及聚合物分子量的影响。温度升高，聚合反应速率加快，单体转化率增大。但温度过高，导致链终止速率超过链增长速率，有时引起长链解聚，使短链增多，分子量下降，影响产品的力学性能。2、氧气对反应的影响在低温下，氧与自由基生成较稳定的基团，使聚合诱导期增长，转化率降低。高温下．已与结合的单体过氧化物分解而生成新的活性中心、反应速率骤增，易发生爆聚。3、单体纯度对聚合及产物性能的影响若单体纯度不够．如含有甲醇、水、阻聚剂等，将影响聚合反应速率，易造成有机玻璃局部密度不均或带微小气泡和皱纹等．甚至严重影响有机玻璃的光学性能，热性能及力学性能。所以单体的纯度应达99％以上。聚合前，可

7、用洗涤法、蒸馏法或离子交换去除单体中的阻聚剂。第三节乙烯高压气相自由基本体聚合-----LDPE的生产一、原料准备1、乙烯单体纯度大于99.95%；爆炸极限2.75%-28.6%，爆炸下限较低，爆炸极限范围较宽，属易燃易爆品；乙烯很难液化，常温下即使高压也不能液化；350℃以下可稳定存在，更高温度将发生爆炸性分解，产生碳、氢气和甲烷。2、相对分子质量调节剂烷烃：乙烷、丙烷、丁烷、己烷、环己烷；烯烃：丙烯、异丁烯；其它：氢气、丙酮、丙醛等。使用：乙烯体积的1%-6.5%；一次从压缩