PMMA溶液聚合生产工艺

PMMA溶液聚合生产工艺

摘要：本文阐述了用MMA溶液聚合法生产PMMA的工艺特点以及各种添加剂的作用，对于PMMA的生产具有指导意义。

关键词：溶液聚合工艺

用MMA生产PMMA的聚合方法有本体法、悬浮法、乳液法和溶液法。前三种聚合法早已在国内外实现工业化生产，而我公司的溶液法生产模塑料则是由美国聚合物技术公司

开发的新工艺。

1 工艺简述

本溶液聚合法生产工艺包括下列几个工段

1.1 进料及添加剂制备

本工段包括三个单独的系统即单体制备和循环进料系统；第一级反映器进料、进料添加剂混合制备系统；添加剂制备系统。

1.2 聚合脱挥发和循环回收

脱气的进料单体和循环液经过连续计量和过滤进入第

一级反映器。在第一级反映器中部分聚合的物料用第泵连续输送到第二级反应器。脱挥发器是在真空下操作，用以脱除

熔融粘稠聚合物中的未反应单体和溶剂。脱除的溶剂和未反应的单体经进化冷凝，然后循环回到进料脱器系统进而进入第一级反应器。

用聚合物挤压泵将聚合物从脱挥发器中经过静态混合器送入精制线。

1.3 精制

经过脱挥发后熔融的聚合物经聚合物挤压泵从脱挥发室中泵出，由尾线添加剂计量泵将尾线添加剂注入到熔融的聚合物中。

熔融的聚合物从模头送到造粒系统，颗粒在一个振动的三网分离器中分出等级，将粉尘和较大的颗粒除掉，追终产品颗粒被输送到颗粒运输和储存工段。

1.4 导热油系统

导热油系统为装置提供所需的全部热量。

2 溶液聚合法生产工艺特点

①原料及能量消耗少，生产成本低。

②生产稳定性和安全性好。

③公司的溶剂聚合工艺通过控制进料比例和使用高浓度溶剂，有效地控制了反应速度并能及时移出反映热，提高了该工艺的安全程度。

④通过选择组分和操作条件，保证了在容器壁上或输送管线中不会有聚合物积存。

⑤该反应系统能有效地利用引发剂、共聚物和链转移剂，并且在脱挥发过程减少了低分子量馏分的生成，保证了产品质量。

⑥不需污水处理设施。

⑦该工艺用反应热来加热第一反应器的进料，节约了能源。

⑧用一个静态混合器来混合加入到精制的熔融聚合物

中的尾线添加剂，混合不需要使聚合物受到剪切力或热损坏即可完成。因此消除了降解或黑色斑点的生成。

3 溶剂和添加剂的作用

3.1 溶剂甲苯

①由于甲苯的加入降低了反应物的粘度从而控制了凝

胶效应，有效地移除了反应热。

②大量甲苯的加入也大大提高了溶液聚合系统的安全

性和操作的简便性。

③在溶液聚合过程中，链与溶剂转移是最重要的。链与溶剂转移的结果，减少了由于歧化而终止聚合物链的量，因此，增加了最终聚合物的热稳定性。

④甲苯还可以防止聚合物在反应器中和其它设备上聚合。

3.2链转移剂正十二烷基硫醇

链与链转移剂的转移是系统中发生的主要转移反应，是

一种高度活波的链转移剂，优先终止增长的单体链，生成一个稳定的端基，这样就使由于歧化机理而发生的终止的量最少，改善了聚合物的热稳定性。通过改善的量可调整产品的分子量。

3.3引发剂

加入到聚合进料物流中的引发剂在反应温度下分解，生成活波的自由基引发聚合。

实验表明，引发剂的用量影响着反应速度，聚合速率与引发剂浓度平方根成正比，动力学链长与引发剂浓度平方根成反比。因此确定引发剂的用量时要从这两个方面进行综合考虑。

4 发展方向

用单体代替溶剂，聚合方法界于溶液和本体之间，这样相对来说就减少了溶剂的用量或者杜绝了溶剂，对产品质量的提高也是非常直接的，因为溶剂的存在或多或少都带入产品中，即使能全部移出必须增加成本，用单体代替溶剂，即改善产品质量提高生产效率又节约了能源。

需要解决的技术关键是：

4.1聚合控制过程

①反应热的移除。

在聚合反应过程中，反应热的移出始终是难题，只要反应热移出及时，聚合反应就是在可控范围内，这些和物料的

配比和、反应条件、设备的设计都是有关的。

②转化率的控制。

当反应热能及时有效地移出后，就要在物料的配比和、反应条件上下工夫了。这还涉及到引发剂和链转移剂的选择，它们之间的配比，还有和工艺条件的配和。

4.2循环回收过程

防止聚合物产生。在循环回收过程中由于单体的大量的存在，防止聚合是首要任务。

5结束语

连续溶液聚合法生产PMMA有很多的优点，技术日趋成熟，在工业上已得到广泛的应用。

参考文献：

[1]潘祖仁.《高分子化学》，化学工业出版社.

[2]大森英三.《丙烯酸酯及其合成物》，化学工业出版社.