聚合反应工程(华东理工大学)3.1自由基聚合生产工艺.ppt

自由基聚合生产工艺 自由基聚合主要适用于乙烯基单体和二烯烃类单体的聚合或共聚。有四种实施方法，即本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合。 纯度和工艺流程长短考虑 2 自由基聚合生产引发剂的选择 自由基聚合反应中，正确、合理地选择和使用引发剂，对于聚合反应的正确进行、缩短聚合反应的时间具有重要意义。选择引发剂的基本原则如下： 3 自由基聚合生产分子量控制 和分子量调节剂 1.引发剂对聚合度的影响 3 自由基聚合生产分子量控制 和分子量调节剂 2.聚合温度对聚合度的影响 3 自由基聚合生产分子量控制 和分子量调节剂 链转移反应造成所得聚合物聚合度下降。但可通过链转移反应来控制分子量，甚至控制聚合物分子构型，消除支链或交链结构，从而得到高性能聚合物或改善聚合物加工性能。 * * 1 自由基聚合生产工艺概述 溶剂废水 废水 胶乳废水 很少 三废 低 有分散剂混入 有乳化剂混入 高 产品纯度 溶液不处理则单纯 溶液不处理则少 单纯 稍大 复杂 稍大 产品为乳液则小 单纯 少 工艺复杂程度 能耗 分离回收及后处理 连续 易 不高 间歇 易 高 连续 易 可高，可低 连续 难 高（低） 主要操作方式 反应温度控制 单体转化率 聚合过程 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 本体聚合 聚合方法 表1 四种聚合方法的工艺特点 1 自由基聚合生产工艺概述 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 反应热排除、过程控制考虑 杂质、链转移 形态 1 自由基聚合生产工艺概述 直接纺丝或溶解后纺丝 进一步转化为聚乙烯醇 溶液或颗粒 溶液 连续 连续 合成树脂 聚丙烯睛 聚醋酸乙烯 溶液聚合 混炼后用于成型 注塑成型用 做假牙、反光珠 粉状 珠状 珠状 间歇 间歇 间歇 合成树脂 聚氯乙稀 聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 悬浮聚合 搪塑、浸塑、制人造革 粘结剂或涂料等 表明活性剂或涂料等 胶粒用于制造橡胶制品 乳液用于粘结剂或橡胶制品 电缆结缘层 粉状 乳液 乳液 胶粒或胶粒 胶粒或胶粒 胶粒或胶粒 间歇 间歇 间歇 连续 连续 连续（或间歇） 合成树脂 聚氯乙稀 聚醋酸乙烯或共聚物 聚丙烯酸酯或共聚物 合成橡胶 丁苯橡胶 丁睛橡胶 氯丁橡胶 乳液聚合 注塑、挤塑、吹塑等成型用 注塑成型用 混炼后用于成型 二次加工 颗粒状 颗粒状 粉状 板、棒、管等 连续 连续 间歇 浇铸成型 合成树脂 高压聚乙烯 聚苯乙烯 聚氯乙稀 聚甲基丙烯酸甲酯 本体聚合 产品用途 产品形态 操作方式 高聚物品种 聚合方法 表2 高聚物生产中采用的聚合方法 2. 根据聚合反应操作方式及温度选择引发剂 3. 根据分解速率常数选择引发剂 5. 根据半衰期选择引发剂 4. 根据分解活化能选择引发剂 1. 按照聚合方法选择引发剂（油溶性、水溶性） 用引发剂引发的自由基聚合的动力学链长υ与单体和引发剂的关系由 下式表示： 式中: K――――常数 [M]――――单体浓度 [I]――――引发剂浓度 动力学链长和单体浓度成正比，和引发剂浓度的平方成反比。 υ＝K