本体聚合生产工艺
本体聚合法制备聚苯乙烯
本体聚合法制备聚苯乙烯聚苯乙烯（简称PS）是一种常见的热塑性塑料，广泛用于各种领域，如包装、电子、建筑等。
本体聚合法是一种制备聚苯乙烯的重要方法。
本文将介绍本体聚合法在聚苯乙烯生产中的应用及工艺流程。
本体聚合法的定义本体聚合法是一种通过在单体分子中结合单体原子来形成聚合物链的方法。
在聚苯乙烯的制备过程中，通过苯乙烯单体的本体聚合，将单体原子结合成长链聚苯乙烯分子。
本体聚合法制备聚苯乙烯的步骤1. 单体准备首先，需要准备苯乙烯单体。
苯乙烯是一种无色液体，在常温下呈透明状态。
在制备聚苯乙烯时，苯乙烯单体是必不可少的原料。
2. 聚合反应将苯乙烯单体引入反应釜中，加入引发剂进行聚合反应。
在聚合反应过程中，苯乙烯单体分子逐渐结合在一起，形成长链聚苯乙烯分子。
聚合反应的条件包括温度、压力、时间等，需要严格控制以确保聚合物的质量和产率。
3. 分离和处理聚合反应完成后，需要将产生的聚苯乙烯聚合物与反应溶剂、引发剂等进行分离和处理。
这一步是为了去除杂质，得到纯净的聚苯乙烯产物。
4. 成型与加工最后的步骤是将得到的聚苯乙烯进行成型和加工。
聚苯乙烯可以通过注塑、挤出、吹塑等方法成型成各种形状的制品，满足不同领域的需求。
本体聚合法的优势本体聚合法制备聚苯乙烯具有以下优势： - 反应条件温和，能够在相对较低的温度下进行聚合反应，减少能耗； - 可控性强，可以精确控制聚合反应的条件，得到理想的产品性能； - 产率高，本体聚合法制备的聚苯乙烯产品纯度高，产率也相对较高。
结语本体聚合法是一种重要的制备聚苯乙烯的方法，通过在单体分子中进行聚合反应，得到具有优良性能的聚苯乙烯产品。
在未来的发展中，本体聚合法将继续发挥重要作用，推动聚苯乙烯及其制品的生产与应用。
本体聚合聚丙烯生产工艺汇合
聚丙烯生产工艺本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。
（1）Spheripol工艺。
Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。
该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。
Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。
可以生产全范围、多用途的各种产品。
其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。
Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点：<;P> （a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少；（b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄；（c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资；（d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少；（e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。
采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）；（f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低；（g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。
以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。
Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。
【精品】热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺
常熟理工学院-—-—--材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计题目：热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺姓名：谭桂莲学号:150208138专业：材料科学与工程专业班级:08级材料（1）班指导教师左晓兵起止日期2010。
12—2011.01目录一、聚苯乙烯简介1.1聚苯乙烯的常用特性1。
2聚苯乙烯的主要用途1。
3使用及生产近况二、聚合机理2．1、聚合过程2．1．1链引发2．1．2链增长2．1．3链终止2．1．4链转移2．2、聚合工艺2．2．1预聚合2．2．2聚合2．2.3分离及聚合物后处理三、聚合体系各组分及作用3．1单体苯乙烯3．2引发剂3．3添加剂四、聚合工艺流程图五、聚合工艺介绍4．1聚合条件4．2聚合设备4．3预聚合釜的作用4．4PS的性能与应用4．4．1聚苯乙烯的共混改性4．4．2苯乙烯系列共聚物六、参考文献一、聚苯乙烯简介聚苯乙烯（polystyrene，PS)是四大通用热塑性树脂之一，它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物，聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。
目前，大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合，通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯,其反应都属于自由基型的聚合。
1．1聚苯乙烯的常用特性聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。
其分子中仅含C、H两种元素，平均分子量在20万左右，密度为1。
04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯.聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质硬脆，抗冲击性能差，其制品敲打起来能发出类似金属的声音。
聚苯乙烯无色透明，透光率为88%〜90％，折光系数为1。
59-1.60，透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。
在受到光照和长时间存放时，往往出现混蚀和发黄现象。
聚苯乙烯易于着色，有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一。
因此易于制得形状复杂的塑件。
聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关，相对分子量小者,机械强度要低些，一般低于硬质聚氯乙烯。
氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺
3.5 氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺3.5.1 概述氯乙烯聚合为聚氯乙烯的反应属于自由基连锁机理。
由于生成的聚氯乙烯不能溶于单体氯乙烯而沉淀析出，氯乙烯的本体聚合属于非均相聚合。
生成的聚氯乙烯产品为具有不同孔隙率的粉状固体。
世界上大规模生产PVC的方法有三种，悬浮聚合法占75％，乳液聚合法占15％，本体聚合法占10％。
我国悬浮聚合法占94％，其余为乳液聚合法。
本体聚合法仅在个别厂家计划生产。
氯乙烯本体聚合的优点有聚合体系无需介质水，免去干燥工序；设备利用率高，生产成本低；产品热稳定性、透明性均优于悬浮聚合产品；产品吸收增塑剂速度快，成型加工流动性好。
但是氯乙烯本体聚合工艺也有一些缺点：聚合釜溶剂较小，目前最大为 50 M3 ，而悬浮聚合釜溶剂为 230 M3 ，产能有限；聚合工艺技术没有悬浮法成熟，本体聚合方法正处于发展之中。
表3-5-1本体聚合和悬浮聚合本体法生产的聚氯乙烯产品主要用途：管材管件、建筑及装饰材料、包装材料及薄膜、电子电器及电线电缆、交通运输材料、医用器材及制品等。
3.5.2 聚合体系各组分及其作用一、单体氯乙烯氯乙烯的沸点为－14℃，加压或冷却可液化，工业上贮运为液态；氯乙烯作为vc本体聚合的主要原料，对其纯度的要求相当高，一般大于99.9%，微量的杂质的存在对聚合过程和产品树脂的颗粒特性有着显著的影响。
氯乙烯有较强的致肝癌毒性，树脂中残留单体应5ppm 以下。
存放氯乙烯液体的贮槽装料系数不得超过85％。
二、引发剂氯乙烯本体聚合所用的引发剂多为有机过氧化物，一般为过氧化二碳酸二（2-乙基己酯）（PDEH或EHP）、过氧化乙酰基环己烷磺酰（ACSP）、过氧化十二酰（LPO）和丁基过氧化酸酯（TBPND）等，也可用将两种以上引发剂复合使用。
三、添加剂为了提高产品性能、保证产品质量和生产安全，在聚合过程中需加入少量添加剂。
一般为有机或无机化学品。
①增稠剂一般是巴豆酸，乙酸乙基酯共聚物等，用来调节产品的黏度、孔隙度和疏松度，以便于提高初级粒子的粘度使之在凝聚过程中生成更为紧密的树脂颗粒。
第四章-本体聚合
Dow苯乙烯连续聚合流程
TEC-MTC苯乙烯本体聚合工艺流程
苯乙烯本体聚合－反应器
早期Dow塔式反应器
改进的Dow塔式反应器
卧式聚合反应器
反应器混合方式
SPS催化体系
茂金属催化剂
其他非茂金属催化剂：金属的乙酰丙酮化合物
sPS性能
高分子量聚苯乙烯
• 本体聚合制备高分子量聚苯乙烯：控制转 化率与低温聚合相结合 • 阴离子聚合挤出机制备高分子量聚苯乙烯： 采用反应挤出方法制备，聚合机理：阴离 子；分子量可以达到40万以上
总结
• 苯乙烯本体聚合基本流程：流程图及过 程描述 • 苯乙烯本体聚合控制因素 • 苯乙烯本体聚合反应器
§ 5.4 高抗冲聚苯乙烯（HIPS） 本体聚合工业过程 • HIPS定义：对聚苯乙烯用弹性体进行化学 和物理改性，得到冲击强度提高的一种不 透明热塑性塑料。 • 工业上用接枝聚合法，将弹性体（顺丁或 丁苯橡胶）溶于苯乙烯中进行本体或悬浮 聚合而制得。通常含弹性体5～12％。
影响因素
• 反应温度；低温60～70℃ • 聚合时间；20%前后聚合速率高，45%后降低， 90％后很慢 • 压力：尤其制备管、棒时采用加压工艺 • 引发剂：对染色的影响，AIBN好 • 氧气的影响：低温诱导效应；高温产生自由基 加速效应、高温分解 • 单体纯度：转移、气泡等
基本生产方法
按照加热方式分 • 水浴法：普通民用产品 • 空气浴法：工业用途及航空有机玻璃 单体是否预聚 • 单体灌膜法：模具密封要求高，产品收缩大 • 单体预聚成浆灌膜： 间歇与连续 • 间歇浇铸 • 连续浇铸
苯乙烯连续本Leabharlann 聚合工艺 • 分段聚合，逐步排除反应热，最终达到高 转化率； • 聚合到一定程度，转化率约40％，分类出 未反应单体循环使用； • 目前以分段聚合工艺为主
本体聚合造粒工艺流程
本体聚合造粒工艺流程
1. 预处理
- 原料筛分和混合
- 原料干燥和除尘
- 原料计量
2. 熔融挤出
- 加热料斗,原料经过加热融化
- 通过挤出机螺杆和熔体泵将熔融物在高压下挤出成丝或棒状
3. 冷却切粒
- 挤出的熔体经过水浴或空气冷却过程
- 通过切粒机将冷却固化后的材料切割成小颗粒
4. 造粒
- 使用造粒机对切割的小颗粒进行再加热、熔融
- 通过旋转盘和切割刀片将熔融物切割成规则的小球状颗粒
5. 筛分和包装
- 对制成的球粒进行筛分,去除不合格颗粒
- 包装入袋或包装箱,防止受潮和污染
6. 检测
- 对成品颗粒进行外观、尺寸、熔体流动性和化学性能等测试 - 确保产品质量符合要求
本体聚合造粒工艺流程包含预处理、熔融挤出、冷却切粒、造粒、筛分包装和检测等主要步骤,通过控制各道工序,可生产出高质量的聚合物原料颗粒。
第三章自由基聚合工艺
3.1 自由基聚合工艺基础 3.2 本体聚合生产工艺 3.3 悬浮聚合生产工艺 3.4 溶液聚合生产工艺 3.5 乳液聚合生产工艺
3.1 自由基聚合工艺基础
◆自由基聚合反应是当前高分子合成工业中应用最广泛 的化学反应之一
◆自由基聚合反应适用单体：乙烯基单体、二烯烃类单 体
影响聚合物平均分子量的主要因素：反应温度、引发 剂浓度和单体浓度、链转移剂的种类和用量
(1)聚合反应温度升高，所得聚合物的平均分子量降低 (2)引发剂用量对聚合物平均分子量发生显著的影响。
(动力学链长V=K[M]/[Ｉ]0.5
(3)链转移反应导致所得聚合物的分子量显著降低，对 获得高分子量聚合物不利，但可用来控制产品的平均 分子量，甚至还可用来控制产品的分子量。
混炼后用于成型 注塑成型用 假牙齿、牙托等
聚合物溶液 直接用于纺丝或溶解后
或颗粒
纺丝
聚合物溶液 直接用来转化为聚乙烯 醇
表2 四种聚合方法的工艺特点
聚合方法
聚合 主要操作方式 过程 反应温度控制
单体转换率 分离 工序复杂程度 回收 及后 动力消耗 处理 过程 产品纯度
废水废气
本体聚 乳液聚合 合
连续 连续
7.氯乙烯自由聚合时，聚合速率用 引发剂用量 调 节，而聚合物的相对分子质量用 聚合温度 控制。
第3章 自由基聚合生产工艺
3.1 自由基聚合工艺基础 3.2 本体聚合生产工艺 3.3 悬浮聚合生产工艺 3.4 溶液聚合生产工艺 3.5 乳液聚合生产工艺
3.2 本体聚合生产工艺
本体聚合：单体中加有少量引发剂或不加引发剂依赖热 引发，而无其他反应介质存在的聚合实施方法。
① 过氧化物类
通式：R-O-O-H 或 R-O-O-R （R可为烷基、芳基、酰基、碳酸酯基、磺酰基等）
本体聚合生产聚氯乙烯
本体聚合生产聚氯乙烯任务点01 聚氯乙烯(PVC)工艺路线选择；根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法)。
目前，世界上多为乙烯法PVC，而我国则主要以电石法PVC为主。
根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法之分。
悬浮法以其生产过程简单，便于控制及大规模生产，产品适宜性强，是PVC的主要生产方式，从世界范围内讲，悬浮法PVC的生产量约占总量的80%。
本体法不用水和分散剂，聚合后处理简单，产品纯度高，但是存在聚合过程搅拌和传热的难题，生产成本较高，属于淘汰类工艺，其生产能力不到总量的10%，我国目前只有四川宜宾天原采用本体法生产PVC。
乳液法聚合时以水为分散介质，制得的颗粒较细，热稳定性和电绝缘性不佳，适宜糊树脂的生产，主要用于制造人造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池隔板和玩具等，我国PVC糊树脂的产量不到PVC总产量的4％。
溶液聚合只用来生产涂料或特种产品。
在美国，使用各种聚合方法生产的树脂比例是：悬浮法87.8%、乳液和微悬浮法6.4%、本体聚合法4.4%、溶液法1.4%。
在我国，90％以上的PVC都是采用悬浮法制备生产的。
乳液聚合生产工艺氯乙烯乳液聚合方法的最终产品为制造聚氯乙烯增塑糊所用的的聚氯乙烯糊树脂（E-PVC），工业生产分两个阶段：第一阶段氯乙烯单体经乳液聚合反应生成聚氯乙烯胶乳，它是直径0.1~3微米聚氯乙烯初级粒子在水中的悬浮乳状液。
第二阶段将聚氯乙烯胶乳，经喷雾干燥得到产品聚氯乙烯糊树脂，它是初级粒子聚集而成得的直径为1~100微米，主要是20~40微米的聚氯乙烯次级粒子。
这种次级粒子与增塑剂混合后，经剪切作用崩解为直径更小的颗粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，工业上称之为聚氯乙烯糊。
悬浮聚合生产工艺因采用悬浮法PVC生产技术易于调节品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，易于大规模组织生产而得到广泛的应用，成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。
自由基本体聚合原理及生产工艺
环保与可持续发展
绿色生产
自由基本体聚合过程中应尽量采 用环保的原材料和助剂，减少生 产过程中的废弃物排放，实现绿 色生产。
资源循环利用
聚合物的再生利用和循环利用是 实现可持续发展的重要手段。通 过合理的再生利用和循环利用， 可以减少对自然资源的消耗，降 低环境污染。
节能减排
通过采用先进的生产技术和设备， 可以提高生产效率，降低能耗和 减少污染物排放，实现节能减排。
新技术的开发
1 2 3
新型催化剂
随着对聚合反应机理的深入了解，新型催化剂不 断被开发出来，可以更有效地控制聚合反应过程， 提高聚合物的性能。
新型加工技术
新型加工技术的应用，可以更有效地实现聚合物 的加工成型，提高加工效率，降低能耗和减少环 境污染。
新型检测技术
新型检测技术的应用，可以更准确地检测聚合物 的性能和质量，为聚合物的生产和应用提供更好 的保障。
在自由基本体聚合中，单体分子在聚合过程中不与任何其他物质 接触，因此也被称为“本体聚合”。
自由基本体聚合的特点
自由基本体聚合具有简单、方便、高效等优点，适 用于大规模生产。
由于没有溶剂或稀释剂的存在，因此聚合产物具有 较高的纯度和较少的杂质。
聚合反应可以在较低的温度下进行，有利于节能和 环保。
自由基本体聚合的分类
02
01
03
根据引发方式的不同，自由基本体聚合可以分为热引 发聚合和引发剂引发聚合两类。
热引发聚合是指通过加热的方式引发聚合反应，通常 需要在较高的温度下进行。
引发剂引发聚合是指通过加入引发剂来引发聚合反应 ，通常在较低的温度下进行，且聚合速率较快。
02
自由基本体聚合生产工艺
生产工艺流程
ABS专题1 乳液聚合和本体聚合的差异
ABS专题1 乳液聚合和本体聚合的差异一、工艺路线1、乳液聚合工艺乳液聚合法是在乳液中的细小微粒进行聚合。
在聚合过程中，必须使用皂类添加剂，使反应可以在乳液中进行，而这些添加剂部分会残留在最终产品中，成为杂质，导致颜色变黄。
这些杂质对热十分敏感，所以最终产品在经过挤出或者注塑过程后会变得更黄，变黄的程度视牌号不同而各异。
乳液聚合的优点在于产品的灵活性比较大，产品可以有不同的热性能、流动性能和冲击性能组合。
2、本体连续聚合工艺本体聚合工艺使用苯乙烯作为溶剂，它在生产过程中会被完全回收并且循环利用，很少残留在最终产品中。
本体聚合工艺通常使用3-4个连续反应釜以线性排列连续生产。
由于本体聚合工艺不需要乳化剂，因此，生产的ABS树脂具有天然的白色。
同时因为本体聚合工艺的过程是连续的，所以树脂的质量非常的一致和稳定，在正常的挤出和注塑条件下，其颜色可以保持稳定。
二、加工技术1、乳液法的ABS这边就不做介绍了，各位一定都很熟悉的，主要介绍一下本体ABS的加工优点2、本体ABS的在下游加工上的优势A、增加下游产品的设计灵活性由于本体工艺可以生产出较低光泽度的ABS，可以直接注塑制成有低光泽度要求的制品B、适合色母染色本体ABS树脂的底色纯净而且很浅，使其染色效果十分出色。
C、降低色粉成本由于其出色的底色可以减少色粉的使用量，而且色粉用量的减少意味着密度的减少，并最终降低制品的成本。
此外，由于减少了色粉的使用量，降低了色粉对冲击性能的影响。
D、提高成品率本体ABS树脂的纯净度能减少银纹的产生。
E、更宽的加工范围由于本体ABS有较佳的热稳定性和加工稳定性，减少了树脂因为加工条件的变动而变黄给你改一改：ABS专题1：乳液聚合和本体聚合的（工艺与产品应用）差异一、工艺路线1、乳液聚合工艺。
本体聚合生产工艺培训
本体聚合生产工艺培训1. 简介本文档旨在介绍本体聚合生产工艺培训的基本概念、原理和操作流程。
本体聚合生产工艺是一种重要的生产技术，在制造业和工程领域具有广泛应用。
通过本文档的学习，读者将了解本体聚合的定义、应用场景、工艺流程以及相关安全注意事项。
2. 本体聚合的定义和应用场景2.1 定义本体聚合是一种将多个独立的本体元素结合成一个整体的过程。
本体元素可以是物理产品、工艺材料或者其他组件。
通过本体聚合，可以提高产品的强度、刚度和耐久性，同时降低零部件的数量和生产成本。
2.2 应用场景本体聚合工艺广泛应用于以下领域：•汽车制造业：用于汽车车身的生产，提高车身强度和刚度。
•航空航天工程：用于航空器和航天器的结构件制造，提高飞行器的性能和耐久性。
•机械制造业：用于生产机械设备的零部件，提高设备的可靠性和耐用性。
3. 本体聚合的工艺流程本体聚合主要包括以下几个关键步骤：3.1 准备工作在进行本体聚合之前，需要进行准备工作，包括准备本体元素、准备工艺材料和设备，确保工作环境的清洁和安全。
3.2 涂层处理涂层处理是本体聚合的第一步，用于增加本体元素之间的粘附力。
常用的涂层材料包括粘接剂、胶水和融合剂。
涂层处理需要根据本体元素的材质和特性选择合适的涂层材料。
3.3 本体组装本体组装是将涂层处理后的本体元素进行组装，并使用适当的工具和设备进行压缩、固化或热处理。
本体组装需要根据本体元素的形状和尺寸选择合适的组装方法和设备。
3.4 后期处理完成本体聚合后，需要进行后期处理，包括清洁、修整和检验。
后期处理的目的是检查本体聚合的质量和性能，并确保产品达到预期要求。
4. 安全注意事项在进行本体聚合生产工艺培训时，需要注意以下安全事项：•操作人员应接受专业培训，了解本体聚合工艺的基本知识和操作规程。
•使用涂层材料和工艺设备时，应按照安全操作规程进行操作，避免意外事故的发生。
•在进行本体组装和后期处理时，应戴好个人防护设备，包括手套、护目镜和口罩，确保个人安全。
悬浮法本体法乳液法溶液法
引发剂加入前温度超差控制
等温入料控制流程图
反应温度控制
硬件设备
夹套设备：釜体采用半圆管夹套，避免了 普通夹套的缺点，增加了导热能力。 内冷挡板：内冷管间采用独特的设计结构， 更有利于传热。并且内冷管兼具挡板作用 可以夹套温度采用串级温度控制方 案，控制冷却水 根据釜温直接控制内冷挡板冷却水
等温入料 入料完釜温异常调整
引发剂 恒温聚合
注水
反应结束、加入终止剂等 浆料输送（聚合釜出料） 汽提 离心干燥 公用工程
等温入料控制策略
控制要求：
单体、去离子水等同时加入聚合釜，加料完毕釜温大约 比反应温度高2℃左右；
控制方法
利用热平衡方程式，以设定釜温为目标，通过各种物料 的进料温度、流量动态调整控制加料；
i 1 j
n
m
该法紧密跟踪转化速率。可及时、准确地注入补充水。 因此可很好地维持反应物料体积和控制粘度。但它需要 同时监测多个过程变量，并经过复杂计算，对我国目前 大部分PVC生产厂来说，还有一定的因难。
注水控制
聚合开始后恒速注入补充水直到反应结束
依据 VCM聚合在相当长一段时间内基本维持不变，而初始 反应速率较低部分大致为聚合后期高反应速率部分 所补充。 具体方法 首先要计算出总体积收缩量，根据聚合时间就得到 注入水的流量。但实际上平均聚合速率都取小一些， 防止因偶然因素造成满釜。该法基本使注入水的速 率与体积收缩维持平衡。液位比反应开始时略高， 到反应结束时恢复到初始位置。
PVC聚合的四种生产工艺
悬浮法 本体法 乳液法 溶液法
四种工艺比较一
悬浮法聚合生产工艺成熟、操作简单、生产 成本低、产品品种多、应用范围广，一直是 生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％的 PVC树脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自悬 浮法生产装置。 乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用 更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是 溶于单体中。这种聚合体系可以有效防止聚 合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合 物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为 0.1—0.2m，悬浮法为20―200 m。
本体聚合生产工艺-(1)
气烘房或热水中进行聚合。在热空气烘房中进行聚合的优点 是，模具尺寸不受限制，温度最后可提高到100℃以上；缺 点是空气的导热系数和比热远低于热水，因此聚合时间比 热水箱长。
19.10.2020
15
3.2 本体聚合生产工艺
2）降温，热空气和热水不仅作为加热介质，而且当 MMA由于自加速反应而温度上升时，又作为冷却介质。因 此热空气和热水应当强制循环，以增加其传热效率，不使模 具温度局部过热。
(3) 反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化， 生产成本比较低。
19.10.2020
5
3.2 本体聚合生产工艺
缺点：
（1）放热反应，传热系数小，散 热困难，温度控制较难，造成聚合 物分子量分布宽。
采取的措施：合理设计反应器的形 状、大小，增大传热面积；单体中 加入聚合物；分段聚合（预聚合）
物料在塔式反应器中呈柱塞状流动，进入反应器的物 料是转化率已达50％左右的预聚液。反应塔自上而下分数 层加热区，逐渐提高温度，易增加物料的流动性并提高单 体转化率。塔底出料口与挤出切粒机相连直接进行造粒。
缺点：聚合物中仍含有微量单体及低聚物。
● 多个釜式反应器串联：操作条件稳定
19.10.2020
10
3.2 本体聚合生产工艺
(1) 本体聚合（又称块状聚合）：在不用其它反应介质情况下， 单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
(2) 均相本体聚合指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基 丙烯酸甲酯）。非均相本体聚合指生成的聚合物不溶解在单 体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。
(3) 根据单体的相态还可分为气相、液相和固相本体聚合。采 用本体聚合生产聚合物：高压聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙 烯酸甲酯，以及一部分聚氯乙烯。
第四章 本体聚合工艺
间力被共价键所代替。收缩超过单体原有体积的 1/5。 根据PMMA本体聚合的特点，其聚合工艺分“预聚” 和“聚合”两段进行。
4.4.2 影响聚合反应的主要因素
反应温度 温度↑，反应速率↑ ，转化率↑， 但温度过高，会 导致链终止速率超过增长速率，同时引起长链解聚， 短链增多，分子量↓。
2. 转化率的控制 乙烯聚合时放热大，易导致急剧升温，为保证安 全生产，保证产品质量，聚合转化率不能超过30 ％，大量的乙烯需循环使用。
4.3.5 低密度聚乙烯的结构、性能和应用
4.3.5.1 低密度聚乙烯的结构
▲ LDPE不完全是线型结构，而是有长、短支链，近似树枝状结构。 其结晶度64％，远低于HDPE的85％。
单体纯度 影响产品光学、力学性能。
4.4.3 有机玻璃的生产工艺
有机玻璃本体聚合的生产过程： 一般分为配料、预聚（聚合温度90～95℃，转化 率10～20％）、制模与灌浆、聚合等4个工段。
预聚：目的是缩短聚合周期，使自动加速效应提前，且预聚物有 一定黏度及体积收缩，有利于灌浆及聚合
P26 图3－1
50℃，使用受限制。 LDPE熔点为110～115℃，软化温度范围窄，低于软化温度15～
20℃，可进行延伸与造型，高于软化温度，可用挤出、注射等方 法加工。 化学稳定性好，室温几乎不溶于任何溶剂。耐弱酸碱。
4.3.5.3. 低密度聚乙烯用途
聚乙烯的生产能力长期居各品种的第一 位，消费量占世界聚烯烃的70％，占热 塑性通用塑料消费量的44％。
利用乙烯高压聚合装置，适当增加醋酸乙烯酯加料系统及回收 系统即可兼产乙烯－醋酸乙烯酯共聚物（EVA）。
EVA的生产工艺、流程
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）是乙烯与乙酸乙烯在一定压力和适当条件下共聚而成的，其结构式为：
EVA是继HDPE、LDPE、LLDPE之后第4大乙烯系列聚合物，是一种典型的支链型聚合物。
目前，国内外EVA 产品的生产工艺主要有四种：1、高压法连续本体聚合2、中压悬浮聚合3、溶液聚合4、乳液聚合。
其中，溶液聚合和乳液聚合工艺应用较少。
市场上的EVA树脂大多采用高压法连续本体聚合工艺生产，VA含量一般为5%-40%。
高压法连续本体聚合工艺通常采用高压釜反应器或管式反应器，工艺原理类似于低密度聚乙烯(LDPE)生产工艺。
乙烯高压聚合生产LDPE是由氧气或过氧化物引发的游离基反应，在聚合反应中加入一定量的共聚单体即获得乙烯的共聚产物。
管式聚合的典型工艺有巴斯夫管式工艺、Lmhausem/Ruhrehemie 管式法工艺、俄罗斯管式法工艺、住友化学管式法工艺和VEBLeuna-Werke 管式法工艺等。
管式聚合工艺可生产VA含量小于30%的EVA，管式反应器的单程转化率为25%-35%。
釜式聚合的典型工艺有杜邦、USI 等釜式法工艺，可生产VA 含量小于40%的EVA，釜式反应器的单程转化率为10%-20%。
EVA的生产工艺流程:
管式和釜式法生产图例：
管式法与釜式法的区别比较：。
pmma本体聚合的工艺流程
pmma本体聚合的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）本体聚合是一种生产PMMA板材的常用方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 近年来为提高转化率而采用多点进料。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
③ 聚合反应设备
主体设备：反应器
釜式反应器（全混流，分子量分布窄） 管式反应器（平推流，分子量分布宽）
路漫漫其悠远
高压聚乙烯生产管式反应器
Φ＝2.5～7.5cm D/L=1/250~1/40000 材质：高压合金钢管
目前在世界合成树脂工业中，聚乙烯的生产能力约 占1/3,居第一位，而高压法生产的低密度聚乙烯占 聚乙烯生产总量的50％。
所谓高压聚乙烯是将乙烯压缩到110～250MPa的 高压条件下，用氧或过氧化物为引发剂，于130 ℃ ～ 280℃的温度下经自由基聚合反应而制得。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
一、乙烯气相本体聚合的特点
26． 82％ 35．80％
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
指粒子的外观、尺寸大 小，粒子的内部结构。
(4) 聚合物粒子的形态和结构
ﻆ均相聚合过程得到的粒子是一些外表光滑、大
小均匀、内部为实心及透明有光泽的小圆珠球。
ﻆ非均相聚合过程所生成的产物则不同，聚合物
粒子是不透明的，外表比较粗糙，内部有一些孔隙。
– 多次循环使用时，惰性杂质（氮、甲烷、乙烷等） 的含量可能积累，此时应采取一部分气体放空或 送回乙烯精制车间精制。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
② 分子量调节剂
– 目的：为了控制产品聚乙烯的熔融指数； – 可用种类：烷烃（乙烷、丙烷、丁烷、己烷、环
己烷），烯烃（丙烯、异丁烯），氢，丙酮和丙 醛等。 – 用量：一般为乙烯体积的1%~6.5%； – 添加方法：在一次压缩机的进口进入反应系统的。
本体聚合生产工艺
a. 管式反应器
➢ 细长的高压管。
➢ 物料在管内呈活塞式流动，反应温度沿管程有变化，因 而反应温度有最高峰，因此所合成聚乙烯分子量分布较宽。
➢ 早期的单程转化率较低，大约10％左右，生产能力为 3000t／a，近期单程转化率与釜式法相近，即为24％， 单线生产能力已达到60000—80000t／a。
– 开口剂：高分散性的硅胶（SiO2）、铝胶（Al2O3） 或其混合物为开口剂。为使吹塑薄膜袋易于开口。
– 抗静电剂：环氧乙烷与长链脂肪族或脂肪醇的聚 合物。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
2、催化剂的配制
• 主要为氧和过氧化物。
• 早期主要用氧，目前管式反应器中还有用。
– 优点：价格低，可直接加于乙烯进料中。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
添加方法：将添加剂配制成浓度约10％的白油(脂肪族烷烃) 溶液或分散液，用泵计量注入低压分离器或二次造粒时加入。
③ 添加剂
– 抗氧剂（防老剂）：4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚。 防止成型过程中受热氧化或使用过程中老化。
– 润滑剂：可用油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、亚 麻仁油酸铵三者的混合物。防止成型过程中粘结 模具。
多管并联
高压聚乙烯生产管式反应器
b. 塔式反应器
路漫漫其悠远
苯 乙 烯 塔 式 反 应 器
本体聚合生产工艺
➢ 6、后处理工序
脱除单体
气体单体
液态单体
路漫漫其悠远
减压或真空
螺杆脱气机 真空脱气机 减压挤出机 真空滚筒脱气器
本体聚合生产工艺
➢ 7、典型的本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
本体聚合工业生产举例
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
② 聚合生产方法
高压聚乙烯生产工艺有釜式法和管式法两种。 生产能力相当，70年代后有偏重管式法倾向。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
a. 釜式法
• 大都采用有机过氧化物为引发剂，反应压力较管式法 低，聚合物停留时间稍长，部分反应热是借连续搅拌 和夹套冷却带走。大部分反应热是靠连续通入冷乙烯 和连续排出热物料的方法加以调节，使反应温度较为 恒定。此法的单程转化率可达24.5％，生产流程简短， 工艺较易控制。
添加方法：应配制成白油溶液或直接用计量泵注入聚合 釜的乙烯进料管中；或注入聚合釜中，在釜式聚合反应 器操作中依靠引发剂的注入量控制反应温度。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
3、聚合过程
① 聚合反应条件
– 反应温度：130~350℃； – 反应压力：122~303MPa； – 聚合停留时间：15s~2min； – 具体数值因反应器类型、产品牌号不同而不同。
• 聚乙烯进入低压分离器，使残存的乙烯分离回收循环 使用。
➢ 管式反应器的结构颇为简单和传热面积相当大。整根细 长的高压管都布置有央套。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
b. 釜式反应器
➢ 是装有搅拌器的圆筒形高压容器。
➢ 材质由含3．5％镍／铬/钒/钼的合金钢锻件加工而成。
➢ 釜式法单程转化率达24.5％，单线生产能力到90000t／a。
➢ 高压釜结构较复杂，尤其是搅拌器的设计与安装均较困难， 在生产中搅拌器会发生机械损坏，聚合物易于沉积在浆上， 因而造成动平衡破坏，甚至有时会出现金属碎屑堵塞釜后的 减压阀现象，使釜内温度急剧上升，导致爆炸的危险。
➢ 本体聚合（又称块状聚合）：在不用其它反应介质 情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的 方法。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
2、本体聚合分类
• 根据单体和聚合体的互溶情况分液相
➢ 均相本体聚合指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、 甲基丙烯酸甲酯）。
• (1) 聚合热大 。 – 乙烯聚合热约为95．0kJ／ml 。
• (2) 反应器内压力高，温度高 。 – 110～250MPa ，有的甚至为300MPa，130 ℃ ~280℃。
• (3) 聚合转化率较低。 – 通常在20％一30%。链终止反应非常容易发生，因此 聚合物的平均分子量也小。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
2020/11/17
本体聚合生产工艺
Contents
路漫漫其悠远
5.1 概述 5.2 气相本体聚合——低密度聚乙烯 5.3 熔融本体聚合——聚苯乙烯 5.4 非均相本体聚合——本体法聚氯乙烯
5.5 本体浇铸聚合——有机玻璃
本体聚合生产工艺
5.1 概述
1. 本体聚合的定义
➢ 非均相本体聚合指生成的聚合物不溶解在单体中，沉 淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
3、本体聚合的特点
主要优点：
(1) 本体聚合是四种方法中最简单的方法，无反应介质， 产物纯净，适合制造透明性好的板材和型材。
(2) 后处理过程简单，可以省去复杂的分离回收等操作 过程，生产工艺简单，流程短，所以生产设备也少， 是一种经济的聚合方法。
۩ 氢的链转移能力较强，反应温度高于170℃，反应很不 稳定。
۩ 丙烯起到调节分子量和降低聚合物密度的作用，且会影 响聚合物的端基结构。
۩ 丙醛作调节剂在聚乙烯链端部出现羰基。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
5．乙烯纯度的影响
乙烯中杂质越多，则聚合物的分子量越低，且会影 响产品的性能。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
➢ 4、聚合工艺中采用的解决方法：
1 加入一定量的专用引发剂调节反应速率； 2 采用较低的反应温度，使放热缓和； 3 反应进行到一定转化率，粘度不高时就分离聚合物。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
4 分段聚合，控制转化率和“自动加速效应” ； 改进和完善搅拌器和传热系统以利于聚合设
有的杂质如乙炔还可能引起爆炸。 工业上，乙烯的纯度要求超过99．95％
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
三、 低密度聚乙烯的生产工艺
1、原料准备
① 主要原料：单体乙烯。
– 乙烯的纯度要求超过99．95％。
– 乙烯高压聚合中单程转化率为15一30%，所以大 量的单体乙烯（70~85%）要循环使用。
分子量分布变宽
‘凝胶效应’
含有未反应的单体和低聚物
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
苯乙烯聚合转化率与其溶液粘度的关系
本体聚合生产工艺
(3) 任何一种单体转化为聚合物时都伴随有体积的收缩
几种主要单体转化率达100％时的体积收缩率 (25℃)：
苯乙烯 甲基丙烯酸甲酯 乙酸乙烯酯 氯乙烯
14．14％ 23．06％
• 主要缺点：是反应器结构较复杂，搅拌器的设计与安 装均较困难，而且容易发生机械损坏，聚合物易粘釜。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
b. 管式法
• 管式法所使用的引发剂是氧或过氧化物 反应器的 压力梯度和温度分布大、反应时间短，所得聚乙烯 的支链少，分子量分布较宽，适宜制作薄膜用产品 及共聚物。单程转化率较高，反应器结构简单，传 热面大。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
路漫漫其悠远
液态单体需要预聚合，除反应热。
本体聚合生产工艺
5.2 气相本体聚合——低密度聚乙烯
◙ 乙烯的聚合方法就以所采用的压力高低分为： 高压法、中压法、低压法；
◙ 所得聚合物相应地被称为： 高压聚乙烯、中压聚乙烯、低压聚乙烯。
路漫漫其悠远
本体聚合生产工艺
• 气相本体聚合——高压聚乙烯生产
本体聚合生产工艺
•(4) 乙烯高温高压聚合，链转移反应容易发生 。
• 乙烯的转化率越高和聚乙烯的停留时间越长、则长链 支化越多。聚合物的分子量分布幅度越大，产品的加 工性能越差。