悬浮聚合工艺PPT课件
合集下载
实验三十五苯乙烯悬浮聚合ppt课件
总而言之,悬浮聚合本质上是借助于较强的搅拌和悬浮剂的作用,将单体分散在 与单体不相溶的介质中,单体以小液滴的方式进展本体聚合,在每个小液滴内, 单体的聚合过程与本体聚合类似。由于单体在体系中在强力搅拌和悬浮剂的双重 作用下被 分散成细小的液滴,因此悬浮聚合又有其独特之处,即散热面积大,故 防止了在本体聚合中不易散热的问题。另一特点是由于采用分散剂,应对最后产 物分别、清洗,才干得到纯度较高的颗粒状聚合物。
3.聚合配方
单体 分散剂 引发剂 介质
试剂
苯乙烯 聚乙醇
BPO 水
规格
聚合级,用前碱洗除 阻聚剂
1799,1.5%水溶液 化学纯,运用前重结 晶
无离子水
用量
15g 20ml 0.3g 130ml
苯乙烯可以按体积参与〔比重为0.909〕
4. 实验操作
〔1〕按图安装好实验安装,为保证搅拌速度均匀,整套安装安装要规范,尤 其是搅拌器。安装好后用手转动,要求转动轻松自若。
Hoffman and Delbruch在1909年初次引入了悬浮聚合法这一概念。在这个悬 浮聚合中,引发剂溶于单体相,而单体相那么是分散于分散介质,通常是水中。在 这里,单体液滴构成分散相,水构成延续相。处于分散相的单体〔液滴〕与最终 由其构成的聚合物与分散介质〔延续相〕的溶解性通常很低。单体相〔或分散相〕 的体积分数通常在0.1-0.5。聚合反响可以在低体积分数下施行,但是也要经济 上划算,太低的体积分数会导致产率太低。高体积分数下,延续相太少,就缺乏 以填充分散的液滴之间的空间。这样,由于单体液滴没有得到充分的分别,最终 我们也得不到颗粒状的聚合产物。正常形状下,液滴彼此间由于分散相的存在充 分而彼此孤立,聚合就在每个独立的液滴内部进展,并且在大多数情况下属自在 基聚合。
第四章 自由基悬浮聚合原理及生产工艺课件
2. 悬浮聚合分类 悬浮聚合可根据单体对聚合物溶解与否,将其分为均 相悬浮聚合和非均相悬浮聚合。
高聚物合成工艺 2
(1)均相悬浮聚合 如果聚合物溶于其单体中,则聚合物是透明的小珠,
该种悬浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。如苯乙
烯的悬浮聚合和甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合等为均相悬
浮聚合。
(2)非均相悬浮聚合 如果聚合物不溶于其单体中.聚合物将以不透明的小
在高分子合成工业生产中常用提高聚合温度的办法使 剩余单体加速聚合,以达到较高的转化率。 通常,当转化率达到90%以上时立即终止反应,回收未 反应的单体,此时,不能靠延长聚合时间来提高转化率, 如果用延长聚合时间的办法来提高转化率将使设备利用 率降低,这是不经济的。
高聚物合成工艺 15
4.聚合装置 (1)聚合釜的传热
高聚物合成工艺 16
⑤在夹套中安装螺旋导流板,其中通冷却水。冷却水不 走短路,当冷却水流速提高10倍以上时,水对釜的给热 系数则可提高8倍以上。 (2)搅拌
搅拌在悬浮聚合中能影响聚合物粒子形态、大小及粒 度分布。搅拌使单体分散为液滴,搅拌叶片的旋转对液 滴所产生的剪切力的大小,决定了单体液滴的大小。剪 切力越大,所形成的液滴越小。搅拌还可以使釜内各部 分温度均一,物料充分混合,从而保证产品的质量。
氯乙烯聚合热比较大,为了合成某一牌号的树脂必须 严格控制聚合温度,温度波动范围不超过±0.2℃。
导出反应釜中聚合热的方法:将反应釜设计为瘦高型, 提高夹套冷却面积,大型反应釜设有可水冷的挡板,反 应釜上安装回流冷凝装置,为了提高传热效率,工业上 采用经冷冻剂冷却的低温水(9℃~12℃或更低)进行冷却。
悬浮聚合用聚合釜一般是带有夹套和搅拌的立式聚合 釜。夹套能帮助聚合过程中产生的大量的聚合热及时、 有效的传出釜外。近年来,聚合釜向大容积方向发展, 但釜的容积增大,其单位容积的传热面积减小。
高聚物合成工艺 2
(1)均相悬浮聚合 如果聚合物溶于其单体中,则聚合物是透明的小珠,
该种悬浮聚合称为均相悬浮聚合或称珠状聚合。如苯乙
烯的悬浮聚合和甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合等为均相悬
浮聚合。
(2)非均相悬浮聚合 如果聚合物不溶于其单体中.聚合物将以不透明的小
在高分子合成工业生产中常用提高聚合温度的办法使 剩余单体加速聚合,以达到较高的转化率。 通常,当转化率达到90%以上时立即终止反应,回收未 反应的单体,此时,不能靠延长聚合时间来提高转化率, 如果用延长聚合时间的办法来提高转化率将使设备利用 率降低,这是不经济的。
高聚物合成工艺 15
4.聚合装置 (1)聚合釜的传热
高聚物合成工艺 16
⑤在夹套中安装螺旋导流板,其中通冷却水。冷却水不 走短路,当冷却水流速提高10倍以上时,水对釜的给热 系数则可提高8倍以上。 (2)搅拌
搅拌在悬浮聚合中能影响聚合物粒子形态、大小及粒 度分布。搅拌使单体分散为液滴,搅拌叶片的旋转对液 滴所产生的剪切力的大小,决定了单体液滴的大小。剪 切力越大,所形成的液滴越小。搅拌还可以使釜内各部 分温度均一,物料充分混合,从而保证产品的质量。
氯乙烯聚合热比较大,为了合成某一牌号的树脂必须 严格控制聚合温度,温度波动范围不超过±0.2℃。
导出反应釜中聚合热的方法:将反应釜设计为瘦高型, 提高夹套冷却面积,大型反应釜设有可水冷的挡板,反 应釜上安装回流冷凝装置,为了提高传热效率,工业上 采用经冷冻剂冷却的低温水(9℃~12℃或更低)进行冷却。
悬浮聚合用聚合釜一般是带有夹套和搅拌的立式聚合 釜。夹套能帮助聚合过程中产生的大量的聚合热及时、 有效的传出釜外。近年来,聚合釜向大容积方向发展, 但釜的容积增大,其单位容积的传热面积减小。
第4章 自由基悬浮聚合ppt课件
的重要条件。 最大搅拌速度< 临界速度(产生涡流的速度) 3. 粘釜壁:降低传热效果 4. 清釜壁: a) 人工清釜:刮除或高压水冲 b) 涂料涂覆:减轻粘釜 醇溶黑 醇酸清漆 松香 环氧树脂 熔剂 5 5 5 5 80
五、 聚合工艺
a. 操作方式:采用间歇法操作。 b. 反应器:聚合反应釜,聚氯乙烯生产的最大容积为200 m3。 c. 悬浮聚合过程 先加去离子水
第4章 自由基 悬浮聚合
悬浮聚合的发展
a. 有关悬浮聚合的研究可追溯到20世纪初期。 b. 第一个成功工业化的悬浮聚合物是聚氯代乙酸乙烯,它是 直径为0.5-1.0 mm透明的粒子,可作涂料使用。
c. 目前悬浮聚合主要用来生产聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、 苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物及其共聚物等。 d. 悬浮聚合产量占聚合物总产量的20-25%,其中生产的聚氯 乙烯树脂占聚氯乙烯总产量80%左右。
悬浮聚合法的主要缺点
a. 工业上采用间歇法生产,而连续法尚未工业化。
b. 反应中液滴容易凝结为大块,而使聚合热难以导出,严重 时造成重大事故。
c. 悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。
悬浮聚合法生产的合成树脂主要品种和聚合条件
合成橡胶在常温下有粘性,容易结块,不宜用悬浮聚合方法。
悬浮聚合工艺方块流程图
四、聚合装置:带有夹套和搅拌的聚合釜 1. 改善聚合釜的传热 a) 在釜内加两根D型挡板,并通入冷却水。 b) 在釜外加回流冷凝器 c) 根据物料体积收缩,向釜内补充水。 d) 合理选用聚合釜材料,搪瓷釜不易结垢. e) 在夹套中安装螺旋导流板,其中通冷却水。
2. 搅拌:是影响聚合物粒子形态、大小和粒度分布
无机粉状分散剂的分散稳定作用
分散稳定作用是存在于水相中的粉状物在单体液滴表面形成隔离 层,从而防止了液滴的凝结。
五、 聚合工艺
a. 操作方式:采用间歇法操作。 b. 反应器:聚合反应釜,聚氯乙烯生产的最大容积为200 m3。 c. 悬浮聚合过程 先加去离子水
第4章 自由基 悬浮聚合
悬浮聚合的发展
a. 有关悬浮聚合的研究可追溯到20世纪初期。 b. 第一个成功工业化的悬浮聚合物是聚氯代乙酸乙烯,它是 直径为0.5-1.0 mm透明的粒子,可作涂料使用。
c. 目前悬浮聚合主要用来生产聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、 苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯均聚物及其共聚物等。 d. 悬浮聚合产量占聚合物总产量的20-25%,其中生产的聚氯 乙烯树脂占聚氯乙烯总产量80%左右。
悬浮聚合法的主要缺点
a. 工业上采用间歇法生产,而连续法尚未工业化。
b. 反应中液滴容易凝结为大块,而使聚合热难以导出,严重 时造成重大事故。
c. 悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。
悬浮聚合法生产的合成树脂主要品种和聚合条件
合成橡胶在常温下有粘性,容易结块,不宜用悬浮聚合方法。
悬浮聚合工艺方块流程图
四、聚合装置:带有夹套和搅拌的聚合釜 1. 改善聚合釜的传热 a) 在釜内加两根D型挡板,并通入冷却水。 b) 在釜外加回流冷凝器 c) 根据物料体积收缩,向釜内补充水。 d) 合理选用聚合釜材料,搪瓷釜不易结垢. e) 在夹套中安装螺旋导流板,其中通冷却水。
2. 搅拌:是影响聚合物粒子形态、大小和粒度分布
无机粉状分散剂的分散稳定作用
分散稳定作用是存在于水相中的粉状物在单体液滴表面形成隔离 层,从而防止了液滴的凝结。
悬浮聚合优秀课件
• (1) 物理因素 – 吸附作用和粘附作用
• (2) 化学因素 – 在悬浮聚合中,尤以非均相悬浮聚合(如氯乙烯聚合 )的粘釜问题较为突出。
50
• 常用减少化学粘釜的有效措施:
• A. 使聚合釜内壁金属钝化。
• B. 添加水相阻聚剂,终止水相中的自由基,例如在 明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲 基蓝或硫化钠等。
加 热,单体也可与水共沸脱 出。
➢ 离心分离:经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂 颗粒。用粉状无机物作为分散剂 时,用稀酸洗涤以去除。
➢ 干燥:一般用气流式干燥塔。但聚氯乙烯树脂 表面粗糙有空隙,气流干燥仅可脱除表 面吸附水分,须用沸腾床干燥器或转筒 式干燥器进一步干燥。
29
悬浮聚合工艺方块流程
30
31
悬浮聚合自30年代工业化以来, 已成为重要的聚合方法之一。
4
➢ 悬浮聚合 将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分 散、悬浮于水相当中,同时经引发剂引发聚合的方法。
➢ 悬浮聚合体系中,单体一般作为分散相,水一般为连 续相。
➢ 不溶于水的油状单体在过量水中经剧烈搅拌可在水中 生成油滴状分散相。它是不稳定的动态平衡体系,油 珠逐渐变粘稠有凝结成块的倾向,为了防止粘结,水 相中必须加有分散剂又叫悬浮剂。
• 聚乙烯醇 : 部分醇解得到的聚乙烯醇
聚乙烯醇被吸附在微粒表面 19
• 其他的水溶性高分子分散剂
• 主要有苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐、聚 甲基丙烯酸及其他聚丙烯酸的钠盐等。这类分散 剂用量一般为0.1%一0.4%。
20
• 无机粉状分散剂
• 无机固体粉末分散剂包括:高分散性碱土金属的磷 酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。如高岭土、硫酸钙、 磷酸钙、碳酸镁等。
• (2) 化学因素 – 在悬浮聚合中,尤以非均相悬浮聚合(如氯乙烯聚合 )的粘釜问题较为突出。
50
• 常用减少化学粘釜的有效措施:
• A. 使聚合釜内壁金属钝化。
• B. 添加水相阻聚剂,终止水相中的自由基,例如在 明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲 基蓝或硫化钠等。
加 热,单体也可与水共沸脱 出。
➢ 离心分离:经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂 颗粒。用粉状无机物作为分散剂 时,用稀酸洗涤以去除。
➢ 干燥:一般用气流式干燥塔。但聚氯乙烯树脂 表面粗糙有空隙,气流干燥仅可脱除表 面吸附水分,须用沸腾床干燥器或转筒 式干燥器进一步干燥。
29
悬浮聚合工艺方块流程
30
31
悬浮聚合自30年代工业化以来, 已成为重要的聚合方法之一。
4
➢ 悬浮聚合 将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分 散、悬浮于水相当中,同时经引发剂引发聚合的方法。
➢ 悬浮聚合体系中,单体一般作为分散相,水一般为连 续相。
➢ 不溶于水的油状单体在过量水中经剧烈搅拌可在水中 生成油滴状分散相。它是不稳定的动态平衡体系,油 珠逐渐变粘稠有凝结成块的倾向,为了防止粘结,水 相中必须加有分散剂又叫悬浮剂。
• 聚乙烯醇 : 部分醇解得到的聚乙烯醇
聚乙烯醇被吸附在微粒表面 19
• 其他的水溶性高分子分散剂
• 主要有苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐、聚 甲基丙烯酸及其他聚丙烯酸的钠盐等。这类分散 剂用量一般为0.1%一0.4%。
20
• 无机粉状分散剂
• 无机固体粉末分散剂包括:高分散性碱土金属的磷 酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。如高岭土、硫酸钙、 磷酸钙、碳酸镁等。
自由基悬浮聚合原理及生产工艺课件
第四章 自由基悬浮聚合原理及生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 第二节 氯乙烯悬浮聚合生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 一、悬浮聚合及其分类
1、定义:溶有引起剂旳单体,借助悬浮剂旳悬浮作用和机械搅 拌,使单体分散成小液滴旳形式分散在介质水中旳聚合过程。
一种单体小液滴相当一种本体聚合单元,所以也称小本体 聚合。
(2)加速和凝胶作用:苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应,还会 使聚苯乙烯支化,甚至凝胶。
(3)杂质旳链转移作用:苯乙烯中旳甲苯、乙苯;氯乙烯中旳乙 醛、氯乙烷;如氯乙烯中旳二氯乙烷旳质量分数从 0 增至 11*10-6 时,可使聚氯乙烯旳平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用:
粒度分布宽; 聚合度高,溶液粘度大,传热困难。
数均聚合度为 1700-2023 很好
温度旳影响: 温度高于 100℃ ,PVA 会分解而失去分散和保护能力。
PVA 旳耐温性低,不能作为高温反应旳悬浮剂。
合适旳悬浮聚合温度范围:40 ℃ -90 ℃
PVA 作为悬浮剂旳用量: 水量旳 0.02% - 1% 。
转化率在70%后来,反应速度开始下降,单体浓度开始减 小,液滴内大分子链愈来愈多,大分子链活动愈受到限制,粘 性逐渐降低而弹性相对增长。
当转化率达80%时,单体明显降低,聚合物大分子链因体积 收缩被紧紧粘结在一起,残余单体在这些纠缠得很紧密旳大分 子链间进行反应并形成新旳聚合物分子链,使聚合物粒子内大 分子链间愈来愈充实,弹性逐渐消失,聚合物颗粒变得比较坚 硬。这时液滴粘结汇集旳危险期渡过。
釜旳传热系数。
2、搅拌旳影响 搅拌作用:釜内物料混合均匀,温度均一;单体分散成液滴。 搅拌与粒径:剪切力越大,形成旳液滴越小,聚合物粒子旳规
第一节 自由基悬浮聚合原理 第二节 氯乙烯悬浮聚合生产工艺
第一节 自由基悬浮聚合原理 一、悬浮聚合及其分类
1、定义:溶有引起剂旳单体,借助悬浮剂旳悬浮作用和机械搅 拌,使单体分散成小液滴旳形式分散在介质水中旳聚合过程。
一种单体小液滴相当一种本体聚合单元,所以也称小本体 聚合。
(2)加速和凝胶作用:苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应,还会 使聚苯乙烯支化,甚至凝胶。
(3)杂质旳链转移作用:苯乙烯中旳甲苯、乙苯;氯乙烯中旳乙 醛、氯乙烷;如氯乙烯中旳二氯乙烷旳质量分数从 0 增至 11*10-6 时,可使聚氯乙烯旳平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用:
粒度分布宽; 聚合度高,溶液粘度大,传热困难。
数均聚合度为 1700-2023 很好
温度旳影响: 温度高于 100℃ ,PVA 会分解而失去分散和保护能力。
PVA 旳耐温性低,不能作为高温反应旳悬浮剂。
合适旳悬浮聚合温度范围:40 ℃ -90 ℃
PVA 作为悬浮剂旳用量: 水量旳 0.02% - 1% 。
转化率在70%后来,反应速度开始下降,单体浓度开始减 小,液滴内大分子链愈来愈多,大分子链活动愈受到限制,粘 性逐渐降低而弹性相对增长。
当转化率达80%时,单体明显降低,聚合物大分子链因体积 收缩被紧紧粘结在一起,残余单体在这些纠缠得很紧密旳大分 子链间进行反应并形成新旳聚合物分子链,使聚合物粒子内大 分子链间愈来愈充实,弹性逐渐消失,聚合物颗粒变得比较坚 硬。这时液滴粘结汇集旳危险期渡过。
釜旳传热系数。
2、搅拌旳影响 搅拌作用:釜内物料混合均匀,温度均一;单体分散成液滴。 搅拌与粒径:剪切力越大,形成旳液滴越小,聚合物粒子旳规
六章悬浮聚合ppt课件
6.5 悬浮聚合工艺控制要素
单体纯度、水油比、聚合反响温度、聚 合反响时间、聚合反响压力、聚合安装 (包括聚合釜传热、搅拌、粘釜及清釜)等 对聚合过程反产质量量都有影响,
6.5.1 单体的纯度
• 单体的杂质主要是在合成、提纯、储存和运输过程中 带入的。
• 1.机械杂质 • 主要是与金属设备接触过程带入的 • 2.低沸物和高沸物 • 单体在精馏中除去不尽的有机杂质.随单体类型和合
聚合反响的中后期 转化率达50%以上时,聚合物的增多使液滴变得更粘稠,聚合 反响速率和放热量到达最大,此时假设散热不良.液滴内会有微 小气泡生成.转化率在70%以后,反响速度开场下降,单体浓度 开场减小,液滴内大分子链愈来愈多,大分子链活动愈遭到限制, 粘性逐渐减少而弹性相对添加
(3)聚合反响后期
6.1 概述
悬浮聚合是经过剧烈的机械搅拌作用使不溶于水的单 体或多种单体的混合物成为液滴状分散于一种悬浮介 质中进展聚合反响的方法。 悬浮聚合自30年代工业化以来,已成为重要的聚合方法之一。
特点 悬浮聚合工艺过程简单,聚合热易于排除,操作控制方便,聚合 物易于分别、洗涤、枯燥,产品也较纯真,且可直接用于成型加 工。特别适于大规模的工业消费。
起“稳定〞和“维护 〞作用的物质,
• 作用 • 使聚合反响能渡过危险期,得到良好质
量的产品,消除处于分散—聚集动态平 衡形状中发粘液滴的聚集趋向, • 不仅能使单体分散得更均匀.而且能维 护这些发粘的珠滴,防止因相互粘结而 引起的凝聚结块。
坚持悬浮珠滴稳定方法:
(1)参与某种物质以构成珠滴的维护层(膜); (2)增大水相介质的粘度,使珠滴间发生凝聚时的阻力添加; (3)调整单体—水相界面间的界面张力,加强单体液滴维持 本身原有外形的才干
悬浮聚合工艺课件
/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
均相聚合成粒过程:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯 危险期,粘度增大
自动加速现象 放热量最大 提高温度
2023/10/20
15/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
非均相聚合成粒过程:PVC 肉眼观察 显微镜观察
电镜
2023/10/20
16/49
微 观 成 粒 过 程
2023/10/20
成粒机理:
2023/10/20
7/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布的因素:
(1) 反应器几何形状:如反应器长径比、搅拌器形式与 叶片数目,搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。 (2) 操作条件:如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的 长短、两相体积比、加料高度、温度等。 (3) 材料物理性质:如两相液体的动力粘度、密度以及 表面张力等。 (4) 随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降,聚 合物颗粒粒径下降。 (5) 分散相粘度增加,则凝结的粒子难以打碎,平均粒 径增加。
(2) 任何一种单体转化为聚合物时都伴随着体积的收缩。
25℃
、
100 %转化率时: 苯乙烯
14.14
%, MMA
23.06 VAc 26.82 %,氯乙烯
35.80 %,反应液滴尺寸的收缩率相应为10%~15%。
/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
(3) 转化率达20 % ~70 %阶段,均相反应体系的单体液 滴中,因溶有大量聚合物而粘度很大,凝聚粘结的危险性 比同样转化率但单体只能溶胀聚合物的氯乙烯液滴要大得 多。 (4) 吸附在单体-聚合物珠滴表面上的分散剂,最后沉积 在聚合物粒子的表面上,在后处理过程中能予去除,但有 的分散剂能与少量液滴的单体接枝而成为单体-分散剂接枝 高聚物,在后处理时不易除去。
3.3 悬浮聚合生产工艺
均相聚合成粒过程:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯 危险期,粘度增大
自动加速现象 放热量最大 提高温度
2023/10/20
15/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
非均相聚合成粒过程:PVC 肉眼观察 显微镜观察
电镜
2023/10/20
16/49
微 观 成 粒 过 程
2023/10/20
成粒机理:
2023/10/20
7/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布的因素:
(1) 反应器几何形状:如反应器长径比、搅拌器形式与 叶片数目,搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。 (2) 操作条件:如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的 长短、两相体积比、加料高度、温度等。 (3) 材料物理性质:如两相液体的动力粘度、密度以及 表面张力等。 (4) 随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降,聚 合物颗粒粒径下降。 (5) 分散相粘度增加,则凝结的粒子难以打碎,平均粒 径增加。
(2) 任何一种单体转化为聚合物时都伴随着体积的收缩。
25℃
、
100 %转化率时: 苯乙烯
14.14
%, MMA
23.06 VAc 26.82 %,氯乙烯
35.80 %,反应液滴尺寸的收缩率相应为10%~15%。
/49
3.3 悬浮聚合生产工艺
(3) 转化率达20 % ~70 %阶段,均相反应体系的单体液 滴中,因溶有大量聚合物而粘度很大,凝聚粘结的危险性 比同样转化率但单体只能溶胀聚合物的氯乙烯液滴要大得 多。 (4) 吸附在单体-聚合物珠滴表面上的分散剂,最后沉积 在聚合物粒子的表面上,在后处理过程中能予去除,但有 的分散剂能与少量液滴的单体接枝而成为单体-分散剂接枝 高聚物,在后处理时不易除去。
悬浮聚合反应课件
实验步骤与操作流程
01
材料准备
根据实验需求,准备单体、引发剂、分散剂、水等实验材 料。
02
设备搭建
搭建聚合反应釜,包括釜体、搅拌器、温度计等主要部件 。
03
实验操作
将单体、引发剂、分散剂等材料加入聚合反应釜中,搅拌 均匀;升温至预设的反应温度,启动搅拌器;在一定时间 内向反应釜中滴加剩余的单体,控制滴加速度;反应结束 后,降温、卸压,取出聚合物。
橡胶工业
01
丁苯橡胶(SBR)的生产
SBR是一种广泛用于轮胎制造的橡胶,主要通过悬浮聚 合反应制备。
02
异戊橡胶(IR)的生产
IR是一种合成橡胶,具有与天然橡胶相似的性能,通常 使用悬浮聚合反应进行生产。
03
乙丙橡胶(EPR)的生产
EPR是一种具有优良耐候性和耐化学腐蚀性的橡胶,通 常使用悬浮聚合反应进行生产。
悬浮聚合反应的影响因素
01 02 03 04 05
悬浮聚合反应的影响因素包括单体浓度、引 发剂浓度、温度、搅拌速度等。
单体浓度对聚合反应速率和聚合物分子量有 重要影响。
引发剂浓度对聚合反应速率和聚合物分子量 也有影响。
温度对聚合反应速率和聚合物分子量有一定 影响。
搅拌速度对固体颗粒的分散度和聚合反应速 率有影响。
要点三
加强产学研合作与人 才培养
加强产学研合作,推动高校、科研机 构和企业之间的交流与合作,共同推 动悬浮聚合反应技术的发展。同时, 加强人才培养,培养具有创新能力和 实践经验的科研人员和技术人才,为 悬浮聚合反应技术的发展提供人才保 障。
06 相关案例分析
案例一:悬浮聚合反应制备聚合物微球
总结词
悬浮聚合反应课件
高聚物06_悬浮聚合工艺PPT154页
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
谢谢!
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
谢谢!
第四章 自由基悬浮聚合生产工艺
4.3 聚合物粒子的形态和结构
颗粒形态是指聚合物外观形状和内部结构。
➢均相聚合得到的是一些外观表面光洁,大小均 匀的小圆球,透明而有光泽。 ➢非均相聚合得到的是形状各异,内部孔隙率大 小不等的珠粒。
棉花球状树脂
颗粒形态比较疏松,吸收增塑剂能力较 强,容易塑化加工性能好的树脂。
乒乓球状树脂
结构紧密、质地坚硬、不易塑化加 工性能差的树脂。
第四章 自由基悬浮聚合生产工艺
4.1 悬浮聚合生产工艺概述
4.1.1悬浮聚合定义
➢悬浮聚合是将不溶于水的单体在强烈的机械搅 拌下分散为油珠状液滴并悬浮于水中,在引发剂 作用下聚合为珠状固体聚合物的方法。
单体
分散相
水
连续相
➢悬浮体系是悬浮聚合的关键。
悬浮聚合体系
聚合体系
单体 (分散相)
引发剂
分散剂
▪悬浮剂都或多或少具有下述四种作用:
❖ (1) 形成珠滴的保护层(膜)
❖(2)增大水相的粘度,使珠滴发生凝聚时阻力增加
❖(3)调整单体-水相间的界面张力,加强单体液滴 维持自身原有形状的能力
❖(4)减少水和粘稠状珠滴的密度差,使珠滴易 于分散悬浮
悬浮聚合过程中影响颗粒大小及其分布的因素:
(1)反应器几何形状因素: 如反应器长径比、搅拌器形式 与叶片数目,搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。
(2)聚合中期:20~50%聚合物增多,粘度增大, PMMA 20%自加速,PST 45%自加速。
聚合中后期:转化率>50%,液滴变得很 粘绸,反应速度和放热达到最大。转化 率达60~70%,反应速度下降,粒子弹性 增加,粘性减小。
(3) 聚合后期:单体减少,在聚合物间隙间反应, 形成硬而透明的粒子,粒子的形成过程可简示如下。
自由基型悬浮聚合工艺培训课件
4.3.2.2分散剂及其种类
A.水溶性聚合物
合成聚合物 半合成聚合物 天然聚合物(已较少采用)
半合成聚合物
主要为纤维素的醚类改性物 甲基纤维素(MC) 羟乙基纤维素(HEC) 羟丙基纤维素(HPC) 乙基羟乙基纤维素(EHEC)
4.3.2.2分散剂及其种类
合成聚合物
①PVA 主要的规格有1788(DP1700~2000,醇解度
4.4悬浮聚合的工艺控制
4.4.4聚合时间 一般控制在单体转化率为90%左右,以此作为反应时
间控制的主要决定因素。因为: 转化率超过90%以后,反应的速率明显下降 继续延长反应时间来提高转化率,相对来说,单位时
间提高的幅度偏小 故这时应予以终止(加阻聚剂或降温皆可)。
4.5工艺过程与设备
4.3.2.2分散剂及其种类
B.无机粉末
非水溶性超细无机粉末
MgCO3 CaCO3 BaCO3 滑石粉
Ca3(PO4)2 SiO2
分散作用机理 吸附在液滴的表面形成隔离层,起到分
散的作用。 在一定范围内,粒径越细,颗粒越规整,粒径越均匀,
其分散效果越好。 可将两种无机物同时加入反应体系中,现场合成沉淀物
为什么会有这种变化?
曲线c
夹套温度控制曲线-曲线c
升温阶段 使釜内物料达到设定
的温度,必须通过夹套使物料升 温,故这时夹套温度较高。
反应初期 随物料温度升高并接
近反应温度,夹套温度逐渐下降 甚至低于物料温度。
因为单体VC聚合后会放出大量的 热量,为使反应温度恒定,在反 应开始后夹套温度必须低于反应 温度,以便反应热通过夹套排出 。
以获得高分散性的无机粉末。 热稳定性好,可在150℃以上的温度下使用,且可以被
第四章自由基悬浮聚合原理及生产工艺(1)PPT课件
状,也称沉淀聚合或粉状聚合。 如氯乙烯、偏二氯乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯等悬
浮聚剪切作用,先被打碎成条状,再在表面张力作用 下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下因碰撞凝结为大液滴, 再重新被打碎为小液滴,因而短时间后处于动态平衡状态,形成 能够存在的最小液滴分散体系。
随单体转化率提高,上述聚集体直径可增加到直径为 2-10 m,形成熔合的聚集体(次级粒子)。这些聚集体在搅拌作用 下再次相互粘结,可形成直径为 100-180 m 的悬浮法聚氯乙烯 颗粒。
孔隙的形成:初级粒子聚集时会产生孔隙,如果在聚合过程 中,这些孔隙不被收缩作用或后来生成的聚氯乙烯分子所填充, 则最终产品为多孔性、形状不规整的颗粒,即疏松型树脂,否 则为孔隙甚少、形状近于圆球的紧密性树脂。
(2)加速和凝胶作用:苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应,还会 使聚苯乙烯支化,甚至凝胶。
(3)杂质的链转移作用:苯乙烯中的甲苯、乙苯;氯乙烯中的乙 醛、氯乙烷;如氯乙烯中的二氯乙烷的质量分数从 0 增至 11*10-6 时,可使聚氯乙烯的平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用:
3、悬浮(分散)剂 悬浮聚合能否顺利进行的关键是使单体能均匀分散于水相
中并始终保持其稳定的分散状态,直全完成聚合反应。 悬浮剂的作用:使聚合反应能渡过危险期,消除处于分
1、定义:溶有引发剂的单体,借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅 拌,使单体分散成小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。
一个单体小液滴相当一个本体聚合单元,因此也称小本体 聚合。
2、悬浮聚合的特点及主要工业产品 悬浮聚合工艺过程简单,聚合热易于排除,操作控制方便,
聚合物易于分离、洗涤、干燥,产品也较纯净,且可直接用于 成型加工,特别适于大规模的工业生产。
浮聚剪切作用,先被打碎成条状,再在表面张力作用 下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下因碰撞凝结为大液滴, 再重新被打碎为小液滴,因而短时间后处于动态平衡状态,形成 能够存在的最小液滴分散体系。
随单体转化率提高,上述聚集体直径可增加到直径为 2-10 m,形成熔合的聚集体(次级粒子)。这些聚集体在搅拌作用 下再次相互粘结,可形成直径为 100-180 m 的悬浮法聚氯乙烯 颗粒。
孔隙的形成:初级粒子聚集时会产生孔隙,如果在聚合过程 中,这些孔隙不被收缩作用或后来生成的聚氯乙烯分子所填充, 则最终产品为多孔性、形状不规整的颗粒,即疏松型树脂,否 则为孔隙甚少、形状近于圆球的紧密性树脂。
(2)加速和凝胶作用:苯乙烯中含对二乙烯苯会加速反应,还会 使聚苯乙烯支化,甚至凝胶。
(3)杂质的链转移作用:苯乙烯中的甲苯、乙苯;氯乙烯中的乙 醛、氯乙烷;如氯乙烯中的二氯乙烷的质量分数从 0 增至 11*10-6 时,可使聚氯乙烯的平均聚合度从 935.4 下降至 546.8 。
2、去离子水 作用:
3、悬浮(分散)剂 悬浮聚合能否顺利进行的关键是使单体能均匀分散于水相
中并始终保持其稳定的分散状态,直全完成聚合反应。 悬浮剂的作用:使聚合反应能渡过危险期,消除处于分
1、定义:溶有引发剂的单体,借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅 拌,使单体分散成小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。
一个单体小液滴相当一个本体聚合单元,因此也称小本体 聚合。
2、悬浮聚合的特点及主要工业产品 悬浮聚合工艺过程简单,聚合热易于排除,操作控制方便,
聚合物易于分离、洗涤、干燥,产品也较纯净,且可直接用于 成型加工,特别适于大规模的工业生产。
- 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)。
部分水解的聚乙烯醇是氯 乙烯悬浮聚合的优良分散剂。
2020/4/18
部分水解的聚乙烯醇被吸附在微粒 表面的示意图
.
11
3.3 悬浮聚合生产工艺
2)无机粉状分散剂的分散稳定作用 作为分散剂的无机盐应具备以下条件:为高分散性粉
状物或胶体;能够被互不混溶的单体和水所湿润,并且相 互之间存在有—定的附着力。
磷酸盐
无机粉状分散剂
高分散性的固体粉末
碳酸盐 硅酸盐
碳酸镁、磷酸钙、硅酸镁、 硫酸钡、氢氧化铝
2020/4/18
.
9
3.3 悬浮聚合生产工艺
分散剂作用原理:
1)保护胶的分散稳定作用 能够作为保护胶的水溶性高分子化合物应具有两性特
性,即其分子的一部分可溶于有机相,另一部分可溶于水 相,是具有适当亲水-亲油平衡值(HLB)的高分子化合物。
悬浮聚合的优点:聚合反应热容易除去,生产操作安全, 反应过程中物料粘度变化不大,温度易控制。与乳液聚 合不同的是,停止搅拌后,生成的聚合物颗粒自动沉降, 可用离心法或过滤法使之与水分离,再经干燥而得商品 树脂。悬浮法所得树脂的纯度高于乳液法。
2020/4/18
.
3
3.3 悬浮聚合生产工艺
产品形态:聚合产品为规则的圆球颗粒或不规则颗粒,其 形态(包括形状、大小以及颗粒内部结构)取决于所用分 散剂种类、搅拌速度与搅拌器设计和反应器设计。
2020/4/18
.
5
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合的生产过程:
典型的悬浮过程:将单体、水、引发剂、分散剂,必要时添加缓冲剂
加于反应釜中,加热使之发生聚合反应,冷却保持一定温度;反应结
束后回收未反应单体,离心脱水、干燥而得产品。
2020/4/18
.
6
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.2 分散剂及其作用机理
聚合体系
单体 (分散相)
引发剂
分散剂
分散介质 (连续相)
多数单体不溶于水,所以通常用水作为连续相。水具
有较高的热容量和高的导热系数,所以连续相还可作为优
良的聚合反应热的传导介质。
2020/4/18
.
2
3.3 悬浮聚合生产工艺
反相悬浮聚合:将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮 于油类连续相中,在引发剂作用下进行聚合,其应用范 围较小。
无机粉状分散剂的稳定作用: 存在于水相中的粉状物在单体液滴表面形成隔离
层,从而防止了液滴的凝结。
2020/4/18
单体液滴
.
无机粉末
13
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.3 悬浮聚合的成粒过程
均相聚合:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯
产品形态:透明、坚硬、光滑的珠状粒子。
非均相聚合:氯乙烯
产品形态:既可以是表面较粗糙、内部较坚实紧 密的球型粒子,亦可以获得较疏松多孔的近球形 树脂,但都是不透明的。
2020/4/18
.Hale Waihona Puke 43.3 悬浮聚合生产工艺
注意:
1)由于合成橡胶的玻璃化转变温度低于室温,常温下 有粘性,所以悬浮聚合法仅用于合成树脂的生产。
2)悬浮聚合过程工业上采用间歇法生产,虽有进行连 续法生产的研究,但尚未工业化。
3)悬浮聚合过程生产的聚合物化学性质与用本体聚合 或乳液聚合过程的聚合物化学性质不完全相同,原因:
颗粒大小:悬浮聚合法生产的聚合物颗粒直径一般在 0.05-0.2mm,有些产品可达0.4mm,甚至超过1mm,因 产品种类和用途的不同而有变化。
目前悬浮聚合法主要用来生产PVC树脂、PS树脂、 可发性聚苯乙烯(EPS)珠体、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SA)、 生产离子交换树脂用交联聚苯乙烯白球、MMA均聚物及 其共聚物、PVDC、PTFE、聚三氟氯乙烯等。
少量的低分子量的表面活性剂可以提高液体对固体表 面的湿润能力。
无机粉状分散剂的优点: a) 可适用于聚合温度超过100℃的条件下,此时水溶性
高分子的分散稳定作用明显降低。 b) 悬浮聚合反应结束以后,无机粉状分散剂易用稀酸洗
脱,因而所得聚合物的杂质减少。
2020/4/18
.
12
3.3 悬浮聚合生产工艺
(4) 随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降,聚 合物颗粒粒径下降。
(5) 分散相粘度增加,则凝结的粒子难以打碎,平均粒
径增加。
2020/4/18
.
8
3.3 悬浮聚合生产工艺
明胶
分散剂种类
保护胶类分散剂
天然高分子化合物及其衍生物 水溶性高分子化合物
淀粉
纤维素衍生物
甲基、羟丙基、 羟乙基、羧甲基
2020/4/18
.
14
3.3 悬浮聚合生产工艺
均相聚合成粒过程:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯
危险期,粘度增大 自动加速现象 放热量最大
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.1 概述 3.3.2 分散剂及其作用机理 3.3.3 悬浮聚合的成粒过程 3.3.4 悬浮聚合生产工艺 3.3.5 聚氯乙烯悬浮聚合
2020/4/18
.
1
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.1 悬浮聚合生产工艺概述
单体作为分散相悬浮于连续相中,在引发剂作用下进 行自由基聚合的方法叫做悬浮聚合法。
保护胶与表而活性剂的主要区别:表面活性剂都是小 分子化合物,溶于水后明显降低水的表面张力;保护胶都 是高分子化合物,溶于水后表面张力降低很少。
2020/4/18
.
10
3.3 悬浮聚合生产工艺
保护胶的分散稳定作用:
高分子保护胶被液滴吸附 而产生定向排列,亲油链段与 单体液滴表面结合,亲水链段 则伸展在水中,因而产生空间 位阻作用。所以保护胶分子既 应与液滴表面有良好的亲和力, 又与水相有良好的作用力,因 此均聚物作为分散剂时空间位 阻作用不如嵌段共聚物和接枝 共聚物优良。
a) 在聚合物颗粒中,主要是表面上结合了分散剂,因而影响聚合物加 工时的熔融性能。b) 用水作为聚合反应介质,如果水中存在微量金属离子, 将影响所得聚合物的热稳定性。c) 另外,由于单体不可能完全不溶于水, 因而在水相中可能生成聚合物核心,从而增长为颗粒,它的性质可能与正常 途径生成的聚合物颗粒不完全相同。
成粒机理:
2020/4/18
.
7
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布的因素:
(1) 反应器几何形状:如反应器长径比、搅拌器形式与 叶片数目,搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。
(2) 操作条件:如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的 长短、两相体积比、加料高度、温度等。
(3) 材料物理性质:如两相液体的动力粘度、密度以及 表面张力等。
2020/4/18
部分水解的聚乙烯醇被吸附在微粒 表面的示意图
.
11
3.3 悬浮聚合生产工艺
2)无机粉状分散剂的分散稳定作用 作为分散剂的无机盐应具备以下条件:为高分散性粉
状物或胶体;能够被互不混溶的单体和水所湿润,并且相 互之间存在有—定的附着力。
磷酸盐
无机粉状分散剂
高分散性的固体粉末
碳酸盐 硅酸盐
碳酸镁、磷酸钙、硅酸镁、 硫酸钡、氢氧化铝
2020/4/18
.
9
3.3 悬浮聚合生产工艺
分散剂作用原理:
1)保护胶的分散稳定作用 能够作为保护胶的水溶性高分子化合物应具有两性特
性,即其分子的一部分可溶于有机相,另一部分可溶于水 相,是具有适当亲水-亲油平衡值(HLB)的高分子化合物。
悬浮聚合的优点:聚合反应热容易除去,生产操作安全, 反应过程中物料粘度变化不大,温度易控制。与乳液聚 合不同的是,停止搅拌后,生成的聚合物颗粒自动沉降, 可用离心法或过滤法使之与水分离,再经干燥而得商品 树脂。悬浮法所得树脂的纯度高于乳液法。
2020/4/18
.
3
3.3 悬浮聚合生产工艺
产品形态:聚合产品为规则的圆球颗粒或不规则颗粒,其 形态(包括形状、大小以及颗粒内部结构)取决于所用分 散剂种类、搅拌速度与搅拌器设计和反应器设计。
2020/4/18
.
5
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合的生产过程:
典型的悬浮过程:将单体、水、引发剂、分散剂,必要时添加缓冲剂
加于反应釜中,加热使之发生聚合反应,冷却保持一定温度;反应结
束后回收未反应单体,离心脱水、干燥而得产品。
2020/4/18
.
6
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.2 分散剂及其作用机理
聚合体系
单体 (分散相)
引发剂
分散剂
分散介质 (连续相)
多数单体不溶于水,所以通常用水作为连续相。水具
有较高的热容量和高的导热系数,所以连续相还可作为优
良的聚合反应热的传导介质。
2020/4/18
.
2
3.3 悬浮聚合生产工艺
反相悬浮聚合:将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮 于油类连续相中,在引发剂作用下进行聚合,其应用范 围较小。
无机粉状分散剂的稳定作用: 存在于水相中的粉状物在单体液滴表面形成隔离
层,从而防止了液滴的凝结。
2020/4/18
单体液滴
.
无机粉末
13
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.3 悬浮聚合的成粒过程
均相聚合:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯
产品形态:透明、坚硬、光滑的珠状粒子。
非均相聚合:氯乙烯
产品形态:既可以是表面较粗糙、内部较坚实紧 密的球型粒子,亦可以获得较疏松多孔的近球形 树脂,但都是不透明的。
2020/4/18
.Hale Waihona Puke 43.3 悬浮聚合生产工艺
注意:
1)由于合成橡胶的玻璃化转变温度低于室温,常温下 有粘性,所以悬浮聚合法仅用于合成树脂的生产。
2)悬浮聚合过程工业上采用间歇法生产,虽有进行连 续法生产的研究,但尚未工业化。
3)悬浮聚合过程生产的聚合物化学性质与用本体聚合 或乳液聚合过程的聚合物化学性质不完全相同,原因:
颗粒大小:悬浮聚合法生产的聚合物颗粒直径一般在 0.05-0.2mm,有些产品可达0.4mm,甚至超过1mm,因 产品种类和用途的不同而有变化。
目前悬浮聚合法主要用来生产PVC树脂、PS树脂、 可发性聚苯乙烯(EPS)珠体、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SA)、 生产离子交换树脂用交联聚苯乙烯白球、MMA均聚物及 其共聚物、PVDC、PTFE、聚三氟氯乙烯等。
少量的低分子量的表面活性剂可以提高液体对固体表 面的湿润能力。
无机粉状分散剂的优点: a) 可适用于聚合温度超过100℃的条件下,此时水溶性
高分子的分散稳定作用明显降低。 b) 悬浮聚合反应结束以后,无机粉状分散剂易用稀酸洗
脱,因而所得聚合物的杂质减少。
2020/4/18
.
12
3.3 悬浮聚合生产工艺
(4) 随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降,聚 合物颗粒粒径下降。
(5) 分散相粘度增加,则凝结的粒子难以打碎,平均粒
径增加。
2020/4/18
.
8
3.3 悬浮聚合生产工艺
明胶
分散剂种类
保护胶类分散剂
天然高分子化合物及其衍生物 水溶性高分子化合物
淀粉
纤维素衍生物
甲基、羟丙基、 羟乙基、羧甲基
2020/4/18
.
14
3.3 悬浮聚合生产工艺
均相聚合成粒过程:苯乙烯、MMA、醋酸乙烯酯
危险期,粘度增大 自动加速现象 放热量最大
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.1 概述 3.3.2 分散剂及其作用机理 3.3.3 悬浮聚合的成粒过程 3.3.4 悬浮聚合生产工艺 3.3.5 聚氯乙烯悬浮聚合
2020/4/18
.
1
3.3 悬浮聚合生产工艺
3.3.1 悬浮聚合生产工艺概述
单体作为分散相悬浮于连续相中,在引发剂作用下进 行自由基聚合的方法叫做悬浮聚合法。
保护胶与表而活性剂的主要区别:表面活性剂都是小 分子化合物,溶于水后明显降低水的表面张力;保护胶都 是高分子化合物,溶于水后表面张力降低很少。
2020/4/18
.
10
3.3 悬浮聚合生产工艺
保护胶的分散稳定作用:
高分子保护胶被液滴吸附 而产生定向排列,亲油链段与 单体液滴表面结合,亲水链段 则伸展在水中,因而产生空间 位阻作用。所以保护胶分子既 应与液滴表面有良好的亲和力, 又与水相有良好的作用力,因 此均聚物作为分散剂时空间位 阻作用不如嵌段共聚物和接枝 共聚物优良。
a) 在聚合物颗粒中,主要是表面上结合了分散剂,因而影响聚合物加 工时的熔融性能。b) 用水作为聚合反应介质,如果水中存在微量金属离子, 将影响所得聚合物的热稳定性。c) 另外,由于单体不可能完全不溶于水, 因而在水相中可能生成聚合物核心,从而增长为颗粒,它的性质可能与正常 途径生成的聚合物颗粒不完全相同。
成粒机理:
2020/4/18
.
7
3.3 悬浮聚合生产工艺
悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布的因素:
(1) 反应器几何形状:如反应器长径比、搅拌器形式与 叶片数目,搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。
(2) 操作条件:如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的 长短、两相体积比、加料高度、温度等。
(3) 材料物理性质:如两相液体的动力粘度、密度以及 表面张力等。