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第四章 游离基悬浮聚合生产工艺 Chapter 4 Radical Suspension Polymerization Production Technology 5-1-1悬浮聚合 5-1-2 悬浮聚合过程 Suspension Polymerization Process 5-1-3 悬浮聚合的特点 Characteristic of Suspension Polymeration （1）体系粘度低，聚合热容易经水介质与夹套换热，散热和温度控制比本体聚合，溶液聚合容易得多。 悬浮聚合兼具本体聚合和溶液聚合的优点，而缺点较少。特别适合于大规模的工业生产，在高分子合成工业中得到广泛应用。 许多聚合物如PVC树脂，PST树脂，PMMA树脂及共聚物，聚四氟乙烯，聚三氟乙烯，以及取胜醋酸乙烯酯等，都可以用悬浮聚合的方式制得。 5-2 悬浮聚合的成粒机理 Granulation Mechanism of Suspension Polymerization 5-2-1 单体液滴的形成 Monomer Droplet Formation 大的液滴在剪切下作用下被拉成条形，然后被击散成小珠滴。 5-2-2 悬浮剂的分散和稳定作用 Dispersion and Stability Effect of Suspending Agent “悬浮剂”(suspending agent)：在悬浮聚合反应中，能起稳定和保护作用的物质，有时也称为“分散剂”或“稳定剂” (dispersion stabilizer )。 1. 水溶性高分子化合物的稳定作用 Stability Action of Water-Soluble Polymer 水溶性高分子化合物包括天然高分子化合物和合成高分子化合物两类，属于非离子型的表面活性极弱的物质，溶于水后，一部分分散于水相中，一部分被吸附于单体液滴的表面，从以下三个方面起到保护作用： 1）降低表面张力 分散剂多数是水溶性的，具有亲水亲油基团的两性，天然或合成高分子化合物。它对水和油两相都有亲和力，能同时被吸附于水相和油相之中。由于它们在不相容的液体界面，都有力图把自己同类链段拉向液体内部的倾向，因而走向两相界面，改变了两种液体相互排斥状态，降低了两相之间的界面张力，稳定液体。 2）形成珠滴保护层 利用非离子型水溶性聚合物（保护胶）的保护屏障，称为空间屏障。 3）增加介质水的粘度 溶于水的悬浮剂使水相粘度提高，相对地增大了单体液滴的运动阻力，使发粘珠滴间碰撞几率减小。 而当液滴碰撞时，液滴表面吸附的分散剂使吸附层不易变形、移动和破裂，防止聚并，使体系保持悬浮稳定。 2. 无机化合物的稳定作用 Stablity Action of Inorganic-powder 以机械的隔离作用阻止单体液滴相互碰撞和聚集。当固体粉未被水润湿并均匀分散悬浮于水相中时，它们就象组成一个间歇尺寸一定的“筛网”，当单体液滴的尺寸小于这个“筛网”的尺寸时，液滴可以在粉未之间作曲折运动，碰撞合并成尺寸较大的液滴。大于“筛网”尺寸的液滴则不能穿过，故能防止发生聚集现示。 5-2-3 悬浮聚合粒子的形成过程Granulation Process in Suspension Polymerization 悬浮聚合反应是在每一个单体小液滴中进行的。在小液滴中，生成的聚合物能溶于自己的单体，则单体液滴中的反应为均相反应。生成的聚合物为透明，圆滑的，坚硬的小圆球。如PST、PMMA。 若生成的聚合物不溶于自身的单体，则每个小液滴中生成的聚合物状会产生沉淀，形成非均相聚合。生成的聚合物不透明，外形极不规则，如PVC。 1、均相粒子的形成过程  Homogeneous Particles Formation (1)聚合初期：单体在搅拌下形成直径为0.5~5mm的小液滴，在悬浮剂的保护和适当的温度下引发分解。 2、非均相离子形成过程 Heterogeneous Particle Formation PVC粒子具有多层次结构，它的产生是通过一系列相互联系的聚集步骤而进行的，其过程可粗略示意如下： 到转化率达3~10%时，再次絮凝成1~2μ的聚结体。 到转化率85~90%时，初级粒子可长大到0.5~1.5μm，而初级粒子聚集体可长大到2~10μm。 PVC亚颗粒内