自由基聚合工艺.pptx

《高聚物合成工艺学》第2章 自由基聚合工艺纺织与材料学院刘洪涛8/29/20231 课程总目录第1章 绪论第2章 自由基聚合（原理及四种实施方法）第3章 缩合聚合（成纤树脂）第4章 通用塑料合成（热塑性、热固性）第5章 工程塑料合成第6章 橡胶合成8/29/20232 自由基聚合生产工艺与理论第一节 自由基聚合理论第二节 本体聚合生产工艺第三节 悬浮聚合生产工艺第四节 溶液聚合生产工艺第五节 乳液聚合生产工艺8/29/20233 第一节 自由基聚合理论聚合反应-定义自由基聚合反应-定义自由基聚合-基元反应四种实施方法本体、悬浮、溶液、乳液8/29/20234 聚合反应：小分子→高分子8/29/20235 自由基聚合-定义自由基聚合（free radical polymerization）以自由基为活性中心的连锁聚合。主要用于乙烯基单体聚合或共聚。所得线型高聚物分子的结构规整性较差，多为无定形。8/29/20236 自由基聚合-基元反应活性种为自由基8/29/20237 自由基聚合-四种实施方法8/29/20238 8/29/20239 8/29/202310 第二节 本体聚合生产工艺本体聚合-定义本体聚合-分类本体聚合工艺-特点工业生产典型实例HPPE、PS、PVC、PMMA8/29/202311 本体聚合-定义本体聚合（bulk/mass polymerization） 又称块状聚合，单体中不加引发剂或只加少量引发剂，依赖热引发，而无其他反应介质存在的自由基聚合。8/29/202312 本体聚合-分类气相本体聚合：HPPE均相本体聚合：聚合物溶于单体（PS、PMMA）非均相本体聚合：聚合物不溶于单体而沉淀析出（PVC）8/29/202313 本体聚合工艺-特点散热困难、反应温度难以控制，产品分子量分布宽单体转化率高，后处理工序简单8/29/202314 8/29/202315 HPPE工业合成原理HPPE，即高压/低密聚乙烯LDPE引发剂：氧气或过氧化物8/29/202316 HPPE的工业生产流程管式反应器釜式反应器加压二次加压新鲜乙烯气催化剂减压循环乙烯气减压废热炉HPPEE造粒干燥密炼混合混合造粒成品分离分子量调节剂压缩机分离8/29/202317 8/29/202318 8/29/202319 均相本体聚合：PS合成原理8/29/202320 苯乙烯PS颗粒8/29/202321 苯乙烯本体聚合生产流程图苯乙烯溶剂、苯乙烯甲苯混合挤出造粒打包PS添加剂聚合反应器8/29/202322 8/29/202323 8/29/202324 8/29/202325 8/29/202326 第三节 悬浮聚合生产工艺悬浮聚合-定义悬浮聚合-分类悬浮聚合工艺-特点工业生产典型实例PVC8/29/202327 悬浮聚合-定义悬浮聚合（suspension polymerization）又称珠状（bead/pearl）聚合，通过强烈机械搅拌使单体作为分散相悬浮于连续相（水）中，在引发剂作用下进行的自由基聚合。聚合产物溶于单体时成为透明小球珠状，所以又称珠状聚合，不溶于单体时产物为不透明粒子。8/29/202328 悬浮聚合-分类反相悬浮聚合（reversed phase suspension polymerization ）水溶性单体的水溶液作为分散相，悬浮于油类连续相中，在引发剂作用下，进行的自由基聚合8/29/202329 悬浮聚合工艺-特点散热快，温度容易控制，停止搅拌后聚合物颗粒自动沉降，所得树脂纯度较高于乳液法8/29/202330 8/29/202331 8/29/202332 8/29/202333 8/29/202334 8/29/202335 悬浮法PVC的工业生产流程图8/29/202336 8/29/202337 第四节 溶液聚合生产工艺溶液聚合-定义溶液聚合-分类溶液聚合工艺-特点工业生产典型实例PAN、PVAc 8/29/202338 溶液聚合-定义溶液聚合（solution polymerization ）单体溶解在适当的溶剂中，在引发剂作用下，进行的自由基聚合。主要工业应用丙烯腈溶于水或DMF，制备腈纶醋酸乙烯溶于甲醇，制备维纶8/29/202339 溶液聚合-分类均相溶液聚合聚合物溶于溶剂，如AN在DMF或NaSCN水溶液中聚合非均相溶液聚合即水相沉淀聚合，聚合物不溶于溶剂，如AN在水中8/29/202340 溶液聚合工艺-特点反应易于控制，单体转会率不高需要脱除溶剂8/29/202341 8/29/202342 8/29/202343 丙烯腈的水相沉淀聚合8/29/202344 8/29/202345 醋酸乙烯的溶液聚合 乙酸乙烯溶液聚合常用溶剂：甲醇、乙醇、苯、甲苯、乙酸乙烯引发剂常用AIBN8/2