合成树脂和塑料生产安全

合成树脂和塑料生产安全

合成树脂是将有机原料用化学方法人工合成而得的，一类具有类似天然树脂性能的高分子量的聚合物，是一种无定形的半固体或固体有机物。在合成树脂中加入适量的添加剂(增塑剂、稳定剂等)，在一定的压力和温度下加工，就成为塑料。塑料经过吹塑、挤压，延伸，注射等方法加工成形，即成为各种塑料制品。合成树脂与塑料的区别为：树脂指未加工的原始聚合物，塑料则指成形加工后的合成材料及其制品。广义上讲，合成树脂还是合成纤维、涂料和胶粘剂、绝缘材料的基础材料。按主链结构有碳链、杂链和非碳链合成树脂之分；按合成反应特征有加聚型和缩聚型合成树脂之分；但一般常按加热成形后的性能变化，将其划分为热塑性树脂和热固性树脂，其中，热塑性树脂有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。热固性树脂有酚醛和脲醛树脂，环氧树脂，氟树脂，不饱和聚酯和聚胺酯等。

生产合成树脂的原料非常丰富，早期以煤为基础的焦油产品和电石乙炔为主，目前以石油和天然气为原料的已占绝大多数。利用石油馏分加工而成的合成树脂品种异常繁多。

合成树脂的生产方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等。虽具体的聚合方法各不相同，但可将其工艺过程概括为：备料、投料、聚合、出料、分离、干燥和后处理等七道工序。

合成树脂的主要品种及其简要工艺过程介绍如下：

聚乙烯简称PE，是乙烯聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯又分为高密度聚乙烯(HDPE) 、低密度聚乙烯(LDPE) 、线性低密度聚乙烯(LLDPE) 。聚乙烯生产又分为高压管式聚合法、高压釜式聚合法和低压淤浆法、低压溶

液法、低压气相法聚合。聚乙烯可用以制造薄膜、中压容器、管材、板材、电线电缆、日用杂品，并可以做电视、雷达的高频绝缘材料。低压和高压聚乙烯生产工艺简介如下：

(1) 低压聚乙烯，其工艺过程是以高纯度乙烯为主原料，丙烯或丁烯—1 为共聚单体和氢气混合，以己烷或90

号溶剂油为溶剂，使用高活性的钛基催化剂和三乙基铝活化剂，分别用溶剂己烷稀释到规定的浓度后由泵打人聚合釜，在约85℃温度及0．3～0．6MPa 的低压下进行淤浆聚合反应，经离心机分离、蒸汽干燥、造粒机造粒后，得到不同牌号的高密度聚乙烯颗粒产品。低压聚乙烯生产方框流程见图1。

图1 低压聚乙烯生产工艺方框流程图

(2)高压聚乙烯，以高纯度乙烯为原料，有机过氧化物为催化剂，在反应温度为160～270℃、压力为127．53 245．25MPa 的条件下进行一、二级聚合反应，再经热进料挤压机挤出，水下切粒，脱水，干燥后得到聚乙烯颗粒产品。高压聚乙烯生产工艺方框流程见图2。

图2 高压聚乙烯生产工艺方框流程图

聚丙烯简称PP，由丙烯聚合制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主。聚丙烯可制造周转箱，容器，手提箱，汽车部件，家用电器零件，丙纶，薄膜，编织袋以及管材等。

聚丙烯生产方法有溶剂法，溶液法，液相本体法和气相法四种。从20 世纪80 年代开始，新建装置基本上采用液相本体法和气相法工艺，特别是液相本体法工艺发展速度很快，占越来越重要的位置，近年，我国新建多套液相环管反应器聚合装置使丙烯树脂的生产技术达到一个新的水平。

以液相本体法和气相法为例，其简要工艺过程是将聚合级丙烯经过精制后与聚合级的乙烯（共聚单体）混合，加

压后进入聚合釜，同时加入催化剂和氢气进行聚合反应，先后经四釜串联聚合，前两釜为液相聚合，后两釜为气相聚合。聚合温度按釜的顺序分别为70，67，80 和70℃，聚合压力也按釜的顺序分别为3～4，2．7～3．5，1．7～2．0 和1．5MPa。在第四釜得到的聚合浆液经脱除催化剂和无规物后，再经闪蒸、干燥、造粒、包装为聚丙烯产品。其生产工艺方框流程见图3。

图3 聚丙烯生产工艺方框流程图

聚苯乙烯简称PS，是苯乙烯的均聚物。苯乙烯还可以与多种单体产生共聚物，共聚物通常以其单体名称间加一连字符“一”相连而命名。例如ABS 树脂就是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物。苯乙烯的均聚物与共聚物通称苯乙烯树脂。可由本体，悬浮、乳液等三种聚合方法制得，或这些工艺的联合使用。为增强聚苯乙烯的抗冲击性能，可将聚苯乙烯与合成橡胶掺和。聚苯乙烯具有很好的介电性质和光学性质，并能耐不少种类的酸和碱的腐蚀。可用于制造工业装饰、照明标示、电子器件、食品包装、工业家用电器和汽车、飞机仪表部件等。

聚苯乙烯生产以高抗冲聚苯乙烯为例，其简要工艺过程是将粉碎的顺丁橡胶投入苯乙烯和乙苯溶液中，加入定量的抗氧剂，在70℃温度下搅拌溶解为橡胶溶液。橡胶溶液在第一反应釜内进行聚合并完成相转变，再经第二、三四反应釜，得到约为75％转化率的高抗冲聚苯乙烯树脂溶液。再经加热至240℃和在0．173MPa 等压下，脱除苯

乙烯和乙苯等挥发物。熔融状的树脂由泵加压从模头挤出条状，经水冷却硬化，切粒，掺混外部润滑剂即为高抗冲聚苯乙烯树脂产品。其生产工艺方框流程见图4。

图4 高抗冲聚苯乙烯生产工艺方框流程图

聚氯乙烯简称PVC ，由氯乙烯在引发剂的作用下而制成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。氯乙烯的均聚物与共聚物统称为氯乙烯树脂，也是利用悬浮，乳液和本体聚合的方法制得。用于制造软管，电线电缆，薄膜，人造革，发泡物，透明片材和硬管材料。

聚氯乙烯生产以悬浮法为例，其简要工艺过程是将氯乙烯单体、脱离子水、分散剂聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素、引发剂以及其他助剂按一定比例和规定的顺序投入聚合釜。控制恒定的温度和压力，在搅拌的情况下进行聚合反应。聚氯乙烯浆料经汽提脱除游离的氯乙烯后，经离心机脱水，沸腾干燥，筛分和包装，成为聚氯乙烯产品。其生产工艺方框流程见图5。

图5 聚氯乙烯生产工艺方框流程图

聚酯由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，亦称作醇酸树脂。主要指聚对苯二甲酸乙二酯(PET) ，习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT) 和芳香脂等线型热塑性树脂。聚酯是一种性质优良用途广泛的工程塑料。还可用以制造聚酯纤维和聚酯薄膜。用途：制造小船壳体，汽车车身，皮箱，装饰板，贮槽和游泳池等。

生产聚酯方法有DMT 酯交换缩聚路线和PTA 直接酯化路线。以DMT 酯交换缩聚工艺为例，其生产过程是将DMT( 对苯二甲酸二甲酯)和Z-醇同时加入酯交换塔中，在催化剂醋酸锰的作用下进行酯交换反应，生成对苯二甲酸乙二酯，再加入缩聚催化剂、消光剂、稳定剂，脱去乙二醇后，经预聚合进入前、后缩聚釜进行缩聚反应，生成聚对苯二甲酸乙二酯，即聚酯。生成的聚酯再经切粒，包装后得到产品聚酯切片，其生产工艺方框流程见图6。

图6 聚酯生产工艺方框流程图

聚胺酯聚胺基甲酯的简称。高聚物的主链上含有重复的—HNCO —O—基因的树脂，通常调节配方可以制得热固性聚胺酯和热塑性聚胺酯。经发泡制成聚胺酯泡沫塑料，是目前产量最大的泡沫塑料产品。用于制造防振、隔音、隔热材料，如坐垫、床垫材料。聚胺酯（聚胺基甲酸酯）泡沫塑料是聚胺酯合成材料中最重要的一种。其生产方法有预聚体法，半预聚体法和一步法。以一步法发泡生产工艺为例，其生产过程是将原料聚醚（多元醇）与甲苯二异氰酸

酯（TDI）在催化剂，泡沫稳定剂，发泡剂等存在下，按比例送人混合头，经高速搅拌后倾注在传送带的纸模上，经链