高聚物06_悬浮聚合工艺

《高聚物06_悬浮聚合工艺》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、第六章悬浮聚合生产工艺1本体聚合特点？典型的本体聚合工艺有那些？悬浮聚合特点？典型的悬浮聚合工艺有那些？26.1概述6.2悬浮聚合的成粒机理6.3聚合物粒子的形态和结构6.4悬浮聚合的物料组成6.5悬浮聚合工艺控制因素6.6悬浮聚合的后处理6.7氯乙烯悬浮聚合6.8悬浮法聚苯乙烯6.9甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合6.10微悬浮聚合、反相微悬浮聚合36．1概述悬浮聚合自30年代工业化以来，已成为重要的聚合方法之一。4悬浮聚合将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水相当中，同时经引发剂引发聚合的方法。悬浮聚合体系中，单体一般作为分散相，水一般为连

2、续相。不溶于水的油状单体在过量水中经剧烈搅拌可在水中生成油滴状分散相。它是不稳定的动态平衡体系，油珠逐渐变粘稠有凝结成块的倾向，为了防止粘结，水相中必须加有分散剂又叫悬浮剂。5特点：悬浮聚合工艺过程简单，聚合热易于排除，操作控制方便；聚合物易于分离、洗涤、干燥，产品也较纯净，且可直接用于成型加工；特别适于大规模的工业生产。6悬浮聚合法的主要优点：（1）以水为分散介质，价廉、不需要回收、安全、易分离。（2）悬浮聚合体系粘度低、温度易控制、产品质量稳定。（3）由于没有向溶剂的链转移反应，其产物相对分子质量一般比溶液聚合物高。（4）与乳液聚合相比，悬浮聚

3、合物上吸附的分散剂量少，有些还容易脱除，产物杂质较少。（5）颗粒形态较大，可以制成不同粒径的颗粒粒子。聚合物颗粒直径一般在0.05-0.2mm，有些可达0.4mm，甚至超过1mm。7悬浮聚合法的主要缺点：（1）工业上采用间歇法生产，而连续法尚未工业化。（2）反应中液滴容易凝结为大块，而使聚合热难以导出，严重时造成重大事故。（3）悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。8悬浮聚合工艺方块流程910悬浮聚合法生产的合成树脂主要品种和聚合条件：合成橡胶在常温下有粘性，容易结块，不宜用悬浮聚合方法。1112(1)单体液滴的分散单体搅拌器剪切力带条状表面张力小液

4、滴大液滴动态平衡2.悬浮聚合聚合过程和机理13(2)悬浮聚合的场所聚合反应发生在各个单体液珠内，一个单体小液滴即相似于一个孤立的本体聚合体系。单体液滴聚合后生成透明圆滑的坚硬小圆珠或不透明的小颗粒。14分散剂的作用在于防止粘结成大粒子(3)聚合危险期如聚合物可溶于单体，则形成粘稠流体，粘度逐渐增大。如不能及时分散，易凝结为大块而使聚合热难以导出，以致难以控制，造成事故。单体转化率在20-70％范围为结块危险阶段。如聚合物不溶于单体中，聚合物沉淀析出，生成初级粒子，然后聚集为次级粒子，同样有粘结成大块的危险。15(1)原料和配方3.生产工艺单体：应当

5、为液体，不含有阻聚剂，纯度通常要求＞99.98%。单体相还包括：引发剂(常用复合型，0.1—1%)、分子量调节剂以及润滑剂、防粘釜剂等。水相：去离子水或软水（水相与单体相质量比为3:1—1:1），分散剂、助分散剂、pH调节剂等。16(2)聚合工艺然后加热到反应温度后投加引发剂搅拌下加分散剂、pH调节剂以及其他助剂再加单体先加去离子水17操作方式：采用间歇法操作反应器：聚合反应釜，聚氯乙烯生产的最大容积为200m3。(2)悬浮聚合过程聚合反应结束：工业上用监控压力来控制氯乙烯反应的结束。而苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯则根据反应时间予以控制，一般转化率达80

6、-90％停止。反应结束时添加链终止剂以破坏残余引发剂。清釜：清除可能粘结于釜壁和搅拌器上聚合物。18(3)单体回收及后处理回收未反应单体：气态单体减压即可，常压下为液体的单体则较长时间加热，单体也可与水共沸脱出。离心分离：经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂颗粒。用粉状无机物作为分散剂时，用稀酸洗涤以去除。干燥：一般用气流式干燥塔。但聚氯乙烯树脂表面粗糙有空隙，气流干燥仅可脱除表面吸附水分，须用沸腾床干燥器或转筒式干燥器进一步干燥。196.2悬浮聚合的成粒机理悬浮聚合能否顺利进行的关键：使单体能均匀分散于水相中并始终保持其稳定的分散状态，直全完成聚合反应

7、。20一、单体液滴的形成21悬浮聚合中的成珠过程示意图搅拌搅拌粘合分散稳定的分散状态无机物的分散作用有机物的分散作用不稳定的分散状态22二、悬浮剂的分散和稳定作用作用使聚合反应能渡过危险期，得到良好质量的产品，消除处于分散—聚集动态平衡状态中发粘液滴的聚集趋向，不仅能使单体分散得更均匀．而且能保护这些发粘的珠滴，防止因相互粘结而引起的凝聚结块。起“稳定”和“保护”作用的物质，23保持悬浮珠滴稳定方法：(1)加入某种物质以形成珠滴的保护层(膜)；(2)增大水相介质的粘度，使珠滴间发生凝聚时的阻力增加；(3)调整单体-水相界面间的界面张力，加强单体液滴

8、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，即使珠滴易于分散悬浮。24(1)有机液滴分散相在水连续相中稳定分散