第一章聚合物合成工艺学.pptxVIP

1;2;主要参考书目：;4;5;6;7;8;(3) 高分子合成材料工业的重要性;(3) 高分子合成材料工业的重要性;11;2. 高分子合成材料发展简史;1910年，美国正式工业化生产酚醛树脂。 1920年，H. Staudinger提出了“高分子化合物的概念，建立了大分子链的学术观点并系统研究了加聚反应。 1931年，W. H. Carothers提出高聚物溶解与合成的理论，同时广泛研究了缩聚反应。 Flory也系统研究了高分子链行为和高分子溶液理论。 1925-1935年，逐渐明确了有关高分子化合物的基本概念，高聚物分子量概念，聚合同系物及合成高分子化合物的基本反应原理，诞生了“高分子化学”这一新兴学科。反过来，它又有力地促进高分子化合物的工业生产。 ;20世纪40年代初，由于第二次世界大战所需橡胶数量巨大，大力发展合成橡胶，并且着眼于石油化工解决原料问题，奠定了石油化学工业的基础。 50年代以后，Ziegler-Natta 发现了由有??金属化合物和过渡金属化合物组成的催化剂体系，可以容易地使烯烃、二烯烃聚合为性能优良的高聚物，同时由于石油化学工业的建立与发展，高分子合成材料的产量激增。 60年代，工程塑料的发展及高分子物理大发展时期，工程塑料芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯醚、PBT的开发；耐高温的高分子开发；异戊橡胶和乙-丙橡胶等的开发。 70年代，高分子工业发展的标志是高聚物生产的高效化、自动化和大型化。大型高聚物合成设备，如230m3PVC悬浮聚合釜的出现，300kt级ＰＥ和ＰＰ工厂的建立等。 80年代，精细高分子、功能高分子和生物高分子的发展时期。三大合成材料超过100,000kt，其中塑料85,000kt，以体积计已超过钢铁的产量。 90年代，新的催化工艺和聚合方法不断涌现，如EXXON公司于1991年首先实现茂金属催化聚乙烯的工业规模生产。特种高分子和功能高分子是90年代和今后高分子的重要发展方向。;21世纪展望;我们古代祖先早已经使用各种天然高分子材料，创造了灿烂的华夏文明。 19世纪末期才开始出现天然高分子加工工业。 1949年，我国主要合成树脂产量约200t，合成橡胶也约200t。 1958年，锦西化工厂建成年产3000吨PVC生产装置，结束了我国无高分子产品的历史。 1970年，北京燕山石化总公司自行设计安装投产年产万吨的顺丁橡胶生产装置。 ;我国近年高分子材料与主要原料产量/万吨;我国高分子材料生产能力与产能预测;近年我国合成树脂进出口情况;2005年我国五大合成树脂进口来源分布;21;a.煤的路线 煤 煤气、煤焦油、焦炭 苯 煤焦油 甲苯 二甲苯 焦炭 + 生石灰 电石 乙炔 合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原料;b.石油的路线 乙烯 丙烯 石油裂解 丁烯 丁二烯 苯、甲苯、二甲苯等 ;24;25;26;27;合成高分子材料的主要过程;合成高分子材料的主要过程;30;31;32;33;34;35;36;37;38;39;40;41;42;43;44;45;高分子化合物工业生产中同一种聚合物可以用几种不同的聚合方法进行生产。聚合方法的选择取决于聚合物性质。相同性能的产品，产品质量好，设备投资少，生产成本低的方法将得到发展。其他方法则逐渐被淘汰。;47;48;加聚型高聚物的生产：实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。 ;优点：无杂质，产品纯度高，聚合设备简单。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易局部过热，造成产品发黄。自动加速作用严重时可导致暴聚。 产品：高压PE、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）等。;2. 溶液聚合;优点： （i）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制； （ii）体系粘度低，自动加速作用不明显；反应物料易输送； （iii）体系中聚合物浓度低，向高分子的链转移生成支化或交联产物较少，因而产物分子量易控制，分子量分布较窄； （iv）可以溶液方式直接成品。;3.悬浮聚合;4. 乳液聚合;缩聚型高聚物的生产 实施方法主要有： ; 聚合体系中只加单体和少量的催化剂，不加入任何溶剂，聚合过 程中原料单体和生成的聚合物均处于熔融状态。 主要用于平衡缩聚反应，如聚酯、聚酰胺等的生产。;(2). 溶液缩聚;;(3). 界面缩聚;己二酰氯与己二胺之界面缩聚;(4).固态缩聚;62