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乙酸乙烯酯在进行自由基聚合反应时
典型的本体聚合生产工艺有: 非均相本体聚合——聚氯乙烯本体聚合生产 聚氯乙烯悬浮聚合反应器的自动控制系统 氯乙烯悬浮聚合的生产工艺(汽提部分) a.单体浓度较低,聚合速率较慢,设备生产能力和利用率较低。 b.单体浓度低和向溶剂链转移的结果,使聚合物分子量较低。 c.使用有机溶剂时增加成本、污染环境。 d.溶剂分离回收费用高,除尽聚合物中残留溶剂困难。 (1) 溶液聚合的优点 与本体聚合相比,溶剂可作为传热介质使体系传热较易, 温度容易控制;体系粘度较低,减少凝胶效应,可以避免局部 过热;易于调节产品的分子量及其分布。 (2) 溶液聚合的缺点 2.溶液聚合的特点 溶液聚合流程图 溶液聚合所用溶剂主要是水或一些常用的有机溶剂 3. 溶剂的选择与作用: a. 溶剂对引发剂分解速度的影响:水作溶剂时对引发剂的分解速度影响小;有机溶剂则有不同程度影响。某些有机极性溶剂对有机过氧化物有诱导分解作用,加快聚合反应速度。 b. 溶剂的链转移作用对分子量的影响 Cs = ktr / kp Cs—链转移常数, ktr—链转移反应速度,kp—链增长速度 Cs≥0.5 分子量调节剂 (1) 溶剂对聚合反应的影响 常用溶剂的链转移常数(×10-5) c. 溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响 支链结构产生原因:向大分子进行链转移反应。 反应体系中有溶剂时,则可降低向大分子进行链转移反应。 高分子量产品 低分子量产品 Cs增大 溶剂对聚合物分子量的影响 (2) 溶剂的选择应注意的问题: 考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性。 溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用。 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应。 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著。溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值。 溶剂的毒性、安全性和生产成本。 (1) 引发剂: (2) 操作方式:半连续操作,便于控制聚合反应温度和速度。 4. 聚合工艺 根据溶液聚合所用溶剂、反应条件和引发剂半衰期选择引发剂。 偶氮化合物引发剂的分解不受溶剂的影响,应用较广泛。过氧化物的分解速度受极性溶剂的影响,而且分解产生的氧化物,可能进一步参加反应生成交联结构,因而可能产生凝胶。 引发剂的用量通常为单体量0.01—2%。 (3) 反应器:釜式反应器 (4) 聚合过程: 先加溶剂于反应釜中加热至反应温度,再将溶有引发剂的单体按一定速度连续加入反应釜中。 (5) 单体分离: 如得到的聚合物溶液直接应用时,在聚合结束前补加引发剂尽量减少残存单体含量,或用化学办法除去。如果单体沸点低于溶剂可采用蒸馏的办法或减压蒸馏除去单体。 5. 后处理 (1) 聚合物溶液 浓缩或稀释达到一定固含量,过滤去除可能存在的不溶物,避免与空气中的水分接触而使聚合物沉淀析出,注意贮存温度。 (2) 得到固体体聚合物 用水作为溶剂。采用强力捏和机干燥脱水,挤出机干燥脱水,也可用转鼓式干燥机脱水。 聚合物热稳定性高、溶剂为有机溶剂,此情况下残存单体和溶剂可同时脱除。 (A)为聚合物自上而下喷淋,快速真空蒸发;(B)经管状蒸发器真空蒸发;(C)用脱气螺杆挤出机处理;(D)用簿膜蒸发器快速真空蒸发。 由丙烯腈聚合物经纺丝即可制成聚丙烯腈纤维。中国商品成为腈纶,它是聚丙烯腈或丙烯腈占85%以上的共聚物制得的纤维。 概况 聚丙烯腈在1929年问世,但其严重缺点是发脆、熔点高,当加热到280~290℃还未熔融就开始分解无法进行纺丝,其应用受到限制。自从使用第二单体与丙烯腈共聚,聚合物分子间作用力降低,克服了脆性并改善了柔性和弹性,因而使聚丙烯腈成为重要的合成纤维品种。以后随着第三单体的引入,进一步改善了纤维的染色性,这样聚丙烯腈的生产才得到迅速发展。 目前其产量仅次于涤纶和尼龙,位居第三位。 典型的溶液聚合—丙烯腈的溶液聚合 丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应。其聚合方法根据所用溶剂(介质)的不同,可分为均相溶液聚合(一步法)和非均相溶液聚合(二步法)。 一步法 : 均相溶液聚合 ,所用的溶剂既能溶解单 体,又能溶解聚合物,聚合结束后,聚合 可直接纺丝,使聚合纺丝连续化。 溶剂:硫氰酸钠(NaSCN)浓水溶液、氯化锌(ZnCl2)浓水 溶液、硝酸(HNO3)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基 甲酰胺(DMF)等 二步法 : 非均相溶液聚合 ,聚合过程中聚合物不断地 呈絮状沉淀析出。需经分离以后用合适的溶 剂重新溶解,以制成纺丝原液。 溶剂:水(水相沉淀聚合) 丙烯
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