聚苯醚的合成工艺

共混合金改性
表3.5 PPO全世界消耗与分布
改性研究
共混合金改性
• PPO / HIPS合金的研究PPO / I-SIPS具有优异的吸湿率 低、容易加工和良好尺寸稳定性能 • PPO / PS合金研究，该合金是改性聚苯醚的代表性产 品，主要使用分子量较低的聚苯醚接枝上苯乙烯单 体，或者以2, 6一二甲基苯酚与2, 3, 6一三甲基苯酚 的共聚物为主成份与聚苯乙烯共混而制成
工程塑料课程报告
聚苯醚的合成工艺
汇报人：李双庆 张虎 袁靖喆 姜思宇 木力得尓
概述 合成工艺 改性研究 产品应用 总结与展望
目录
CONTENTS
概述
概述
聚苯醚
世界五大通用工程塑料
较高的热稳定性、耐化学腐蚀性 优异的电性能
广泛用于汽车工业、电子电气、办公机械、 精密器械、纺织器材等许多领域。
世界树脂的总产量达到23.6万吨
改性研究
•PPO / PPS合金，由于PPS树脂结构为 苯环与硫的交替连接，分子链的刚性 及规整性大，具有良好机械性能和耐 热性
改性研究
化学改性 • 端基改性 • 将PPO的端轻基进行酸化反应，最初目的是防止端 经基被氧化，以提高PPO的氧化和热稳定性能，目 前工业上广泛使用的封端方法是在乙酸化反应前进 行醒偶反应，减少生成低分子的醒型产物。随着 PPO合金的研究开发，发现可以通过在PPO端基引人 带有反应活性的小分子化合物，如含有活泼卤原子 或酸卤基团等，封端后的PPO为PPO合金的相容剂。
化学 结构
聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环 , 并且由于二个甲基封闭了两个邻位的活性点 , 造成分子链本身具有较高的刚性和分子间有 高的凝聚力。 氧原子与苯环处于 p-π共扼状态 , 使氧原 子提供的柔顺性受到二个甲基的苯环影响而 大大降低 , 因此聚苯醚有较高的热稳定性和 耐化学腐蚀性。
化学 结构
性能
热变形温度
高达190摄氏度
马丁耐热
性能
160摄氏度
熔点
高于300摄氏度
脆化温度
-170摄氏度
工艺发展
1967
美国GE公司首次推向市场（至今压倒性优势）
1969
工艺 发展
Ps合金化改性
1986
尼龙合金化
今天
170多种牌号；物理化学方法联合使用生产
聚苯醚的聚合机理
聚合机理
图3.1聚苯醚结构式及化学反应式
本次设计此时考虑到实验的成本,故采用最小的氧气压力为
0.05兆帕。
工艺条件
反应温度的确定
图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系
工艺条件
反应温度的确定
图3.10反应温度与PPO产率的关系
工艺条件
反应温度的确定
图3.11反应温度与特性粘数的关系 催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含 量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑
产品和应用
主要品种
聚苯醚
M PPO应用的主要品种有:PPO/PS, PPO/H IPS, PPO/ ABS, PPO/ PA, PPO/ PBT。M PPO。 据报导我国需年进M PPO 3 kt左右
主要品种
聚苯醚主要产品
介电、绝缘与阻燃覆铜板 具有优异抗湿性和可再利用性阻 燃树脂组成物 透明阻燃聚芳醚模塑材料 高阻燃性、高抗冲击性和高流动 性聚苯醚组成物
催化剂配制时间的确定
工艺条件
表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响 通过上表可知我们将最佳的催化剂配制时间定为
20分钟
工艺条件
反应时氧气压力的确定
图3.6供氧压力与PPO产率的关系
图3.7供氧压力与产物中DPQ含量的关系
工艺条件
图3.8供氧压力与产物中特性粘度关 系的关系
表3.3 供氧压力与产物和副产物的影 响
改性研究
• 主链改性 • PPO既可以进行亲电取代又可以进行自由基反应， 通常主链改性有多种，如进行澳代反应、磷酸醋化 反应、乙烯化反应、胺交联反应、狡基化与磺化反 应、硝基与氨基取代、硅取代、引人烯丙基基团等。 可以在一定程度上增加PPO柔韧性、阻燃性、耐老 化性、耐腐蚀性、改善其溶解性、提高机械性能等。
• (III)ChenBeasjou认为苯酚的氧 化偶合过程是通过一步双电了 转移进行的。
聚合机理
• 即先形成的苯氧阴离了与金属 络合物催化剂的两个铜离了络 合 • 通过双电了转移生成苯氧鎓离 了与苯酚偶合为DPP,DPP再进 行链增长反应得到聚合物。
合成工艺
工艺条件
催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系
改性研究
共混合金改性 表3.6 A- PPE树脂及覆铜板性能表
改性研究
• PPO / PA合金，这种合金是结晶和非结晶的非相容 性合金，由于PA是连续相、PPO是分散相，其在加 工成型后性能获得很大改善，兼具两者优点
•
PPO / PBT合金，为了解决PPO / PA合金吸水性较 大的问题而开发出PPO / PBT合金，该产品的物理 机械性能及制品尺寸在潮湿环境中仍保持稳定， 其耐热性和抗冲击性与GTX / PPO / PA合金相似
到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在
23摄氏度。
工艺条件
反应温度的确定
表3.4 反应温度对产物和副产物的影响
通过研究反应温度对产物和副产物的影响,我们组的这次设计将反
应温度设定为18摄氏度。 考虑以上一些因素又结合实际情况我们将单体浓度设为
0.0472克每升。
聚苯醚的改性研究
改性研究
聚合机理
对位聚合物 在聚苯醚诸多异构体中，具有 实际意义且研究最广的是对位 结构的聚合物 • (I) Hay提出的DMP与金属络合 物催化剂发生单电了转移形成 苯氧自由基，苯氧自由行 • C-)偶合为DPP
聚合机理
图3.2氧化耦合机理
聚合机理
• (II)Viersen等认为与金属络合物 催化剂络合的苯氧自由基发生 C-)偶合生成DPP
图3.3 催化剂合成温 度与聚苯醚产率的关 系
工艺条件
催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系
图3.4催化剂合成温度与 产物中DPQ含量的关系
工艺条件
催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系
图3.5 催化剂合成温 度与特性粘数的关系
催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系
报告 总结
查阅了相 关文献， 了解了聚 苯醚的结 构与性能
了解了聚
苯醚的国
内外发展 情况，
研究了聚 苯醚的聚
确定了聚
合过程中
的工艺参 数
学习了目 前为止的
设计了一 些改性产
列举了产 品的主要
合过程
改性方法
品
应用领域
谢谢欣赏！ Thank you ！
ห้องสมุดไป่ตู้
工艺条件
表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响
催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含 量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑
到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在
23摄氏度。
工艺条件
催化剂配置温度：结论
通过研究我们组同学发现催光度剂,仪器的精确程度可以保 化剂合成温度对产物中含量的证 , 但在处理聚苯醚样品时 , 要 影响并不大,在0-50℃的范围内经过洗涤 , , 沉淀 , 过滤 , 会对样品 含量没有太大的变化。从图上中的含量造成一定的影响。考 可见含量在20℃时有一最低点。 虑到以上因素,本次设计将最佳 含量的测定采用的是紫外分光的催化剂配制温度定在23℃。
主要产品
聚苯醚主要产品
1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及 电子零件。 2、可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件，可代替不 锈钢使用。 3、可制作螺丝、紧固件及连接件。 电子电器 电视机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套，高频 印刷电路板 电视机、电脑、传真机，复读机外壳等。 汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。 机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。 化工领域:用于制作管道、阀门、滤片等耐腐蚀零部件。
化学 结构
表2.1聚苯醚有关物理性质
物理性能 额定值 单位制 测试方法
比重
收缩率 - 流动
1.09
0.50 到 0.80
g/cm3
%
ASTM D792
ASTM D955
化学 结构
表2.1聚苯醚有关物理性质
尺寸稳定性良好
性能特点
刚性高抗溶解性 耐热性，高收缩性，低阻燃性能
用途 加工方法
电气/电子应用领域 电气部件 注射成型
由于链的刚性大,分子链间作用力强,使聚苯 醚再受力时的形变减小,尺寸稳定,并阻碍了 大分子的结晶和取向。而当受外力强迫取向 后,又不易松弛,制品中残余的内应力难以自 行消除,易产生应力开裂。 聚苯醚的分子结构中无任何可水解的基因。 使其具有十分突出的耐水性,即使将它放入沸 水中后其拉伸强度,伸长率和冲击强度都没有 明显下降。此处由于分子链无显著极性,因而 电绝缘性也很好。