312自由基乳液聚合生产工艺..ppt

自由基乳液聚合 生产工艺及设备 1 乳液聚合生产工艺的特点 1 乳液聚合生产工艺的特点 合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等 1 乳液聚合生产工艺的特点 2 乳液聚合的基本原理 如果在水相中加入超过一定数量（临界胶束浓度）的乳化剂，经搅拌后形成乳化液体，停止搅拌后不在分层，此种现象称为乳化现象，此种稳定的非均相液体即是乳状液。 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 2 乳液聚合的基本原理 乳液聚合机理 分散阶段（聚合前段） 乳液聚合机理 乳胶粒生成阶段（聚合Ⅰ段）（单体转化率达到10～20%） 乳液聚合机理 乳胶粒长大阶段（聚合Ⅱ段）（单体转化率达到20～60％） 乳液聚合机理 聚合完成阶段（聚合Ⅲ段） （单体转化率达到60～70％） 乳液聚合机理 间歇乳液聚合动力学 第二种情况是smith－Ewart理论中最受人注意的部分，因为它成功地解释了苯乙烯在正常情况下的乳液聚合实验结果。 通常情况下，一般乳胶粒的颗粒数为1014个/ml左右；而自由基生成速度为1013/ml*s；二个自由基分别扩散到一个乳胶粒中的时间间隔为10s。 连续乳液聚合动力学 1.乳胶粒子数的差别 多釜串联反应器中乳胶粒数： 乳液聚合反应动力学 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 乳化剂的分类 乳化剂的分类 阴离子型乳化剂 是乳液聚合中使用最广泛的乳化剂。 由于阴离子型乳化剂外层具有静电荷，所以其机械稳定性好，化学稳定性差。 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 乳化剂的基本特征参数 乳化剂的基本特征参数 CMC值： 能够形成胶束的最低浓度 称为临界胶束浓度 。当乳化剂浓 度达到CMC值以后，再增加乳化 剂的浓度只能增加胶束的数量而 不能改变乳液中界面的性质 。 从乳化剂的结构而言，疏 水基团越大，则CMC值越小。 乳化剂的基本特征参数 当乳化剂浓度在CMC值以下时，溶液的表面张力与界面张力均随乳化剂浓度的增大而降低。而当乳化剂浓度达到CMC值后，随着乳化剂浓度的增长，其表面张力和界面张力变化相对很小。此时，溶液的其他性质，如电导率、粘度、渗透压等性质随乳化剂浓度增长的变化规律在CMC值二边也有显著不同。 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3、乳化剂在乳液聚合中副作用 乳化剂一般为亲水性小分子化合物，残留在乳液中使胶膜出现孔隙而不完整，因而造成耐水性、耐污性和光泽差。乳化剂易迁移和吸附在界面而影响涂膜的附着力和光泽，乳化剂有起泡性，因而制成的产品易产生泡沫。 无皂乳液聚合 无皂乳液聚合 指不加乳化剂或加入微量乳化剂的乳液聚合过程。 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3 乳液聚合物料体系及其影响因素 乳液聚合的影响因素 乳液聚合的影响因素 乳液聚合的影响因素 5 典型的乳液聚合生产工艺及设备 合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等 合成树脂：聚氯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚丙烯酸酯类共聚物等 粘结剂、涂料：白胶、乳胶漆等 各种（纺织、造纸、建筑）助剂等 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 丁苯橡胶生产技术特点 聚合以低温聚合为主，聚合温度由5～6℃提高到 7～8℃；单体转化率从 60％提高到 70％以上 。 单线生产能力大，日本 Zeon公司，达 8～10万吨／年。 聚合设备趋向大型化，连续聚合已使用 30～45m3 聚合釜。趋向于 60m3发展。 聚合配方已基本定型，在采用高效引发系统 、选用反应性或生物分解乳化剂以及改进调节剂等方面已取得工业化进展。 生产过程自动化控制水平不断提高 ，采用全套装置自动化控制系统； 丁苯橡胶生产技术特点 品种牌号系列化，适应市场能力强，目前 ，国外生产的 ESBR品种共计10个主系列，牌号多达数百个。在此基础上发展起来的预交联丁苯 、粒状丁苯 、粉末丁苯 、羧基丁苯、木质素一丁苯和防滑丁苯等 新品种。 生产装置多功能化。 产品性能环保化，随着欧盟 2005／69／EC 规定的实施，国外已普遍生产不含亚硝胺的环保丁苯橡胶 ，并采用符合 REACH法规的芳烃油生产充油丁苯橡胶。 原料及公用工程消耗和三废排放量进一步降低。 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 典型的乳液聚合—丁苯橡