《聚合反应实施方法》PPT课件

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1、3.10聚合反应实施方法3.10.1引言3.10.2本体聚合3.10.3溶液聚合3.10.4悬浮聚合3.10.5乳液聚合3.10.6各种聚合方法的比较13.10.1引言本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合单体本身，加入（或不加）少量引发剂的聚合将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合单体在水中以乳液状态进行的聚合，体系主要由单体、引发剂、水及乳化剂等组成单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成单体本身，加入（或不加）少量引发剂的聚合将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合单体以液滴状悬浮

2、于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成23.10.2本体聚合无介质，只有单体本身，在引发剂或光、热、辐射能等作用下聚合。有时可能加入少量颜料、增塑剂、润滑剂、分子量调节剂等助剂。按聚合物能否溶解于单体，均相聚合，苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯等的聚合物能溶于各自单体中，非均相聚合，氯乙烯、丙烯腈、乙烯、偏二氯乙烯等的聚合物不溶于各自单体中。3本体聚合的优点产品杂质少、纯度高、透明性好，尤其适于制板材、型材等透明制品。自由基，离子聚合都可选用本体聚合。早期丁钠橡胶的合成属阴离子本体聚合。在络

3、合引发剂作用下，丙烯可进行液相本体聚合。气态、液态及固态单体均可进行本体聚合，其中液态单体的本体聚合最为重要。本体聚合适于实验室研究。例如单体聚合能力的鉴定，聚合物的试制、动力学研究及共聚竞聚率的测定等。4本体聚合的缺点关键问题是反应热的排除。烯类单体聚合热约为55～95kJ／mol。聚合初期，转化率不高，体系粘度不太大，散热尚不困难。但当转化率提高，体系粘度增大后，散热困难，加上自加速效应，放热速率提高。如散热不良，轻则造成局部过热，使分子量分布变宽，；严重的则温度失控，引起爆聚。由于此缺点，本法的工业应用受到

4、一定的限制，不如悬浮及乳液聚合应用广泛。5本体聚合的改进采用两段聚合：第一阶段（预聚）较低转化率（10％～40％不等），可在较大的釜中进行。第二阶段，以较慢速率进行，或进行薄层（如板状）聚合。近二十年来，氯乙烯的本体聚合越来越受到重视，技术上已有突破，已实现工业化生产·本体法聚氯乙烯树脂产品纯净（与悬浮法和乳液法相比，不含有分散剂，乳化剂的残余），因此具有很好的抗水性、耐热性及透明性，该法又具有无废水，不需干燥，操作费用较低等特点。6聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃板材)(均相体系)使用BPO或AIBN为引发剂。第一阶

5、段在90～95℃预聚合至转化率10％左右，得粘稠浆液，然后浇模分段升温聚合，一般从40～45℃起，慢慢升温，后期温度达90℃左右(需历时数天)，最后脱模成有机玻璃板材聚苯乙烯(均相体系)使用BPO或AIBN为引发剂(也可热聚合)。第一阶段于在80～85℃预聚合至转化率30％～35％，然后流入聚合塔。温度从100℃递增到220℃聚合，最后熔体挤塑造粒。7聚氯乙烯(沉淀聚合)第一阶段在立式聚合釜中预聚到转化率7％～11％，形成种子粒子(颗粒骨架)。第二阶段在卧式釜中继续沉淀聚合达70～80％转化率后，停止聚合。脱除未

6、反应单体，最后以粉状出料高压聚乙烯(气相本体，非均相体系)用管式或釜式反应器连续聚合。压力150～250MPa，温度170～200℃，以微量氧为引发剂。单体转化率约为15％～30％，最后熔体挤塑造粒8低压聚乙烯(气相本体，非均相体系)流动床反应器中聚合。压力2MPa左右，温度85～110℃，以二茂铬或三苯基硅烷酸酯等为引发剂(以脱水硅胶为载体)。单体转化率约2％，得粉状树脂，经造粒或直接包装产品聚丙烯(液相本体、凝浆法)以TiCl3-AlCl3为引发剂，AlEt2Cl为助引发剂，温度：15～80℃，压力：1.7～

7、3.8MPa(聚合温度下丙烯的饱和蒸气压)，以氢为分子量调节剂。聚合液在反应器中平均停留1～4小时，聚合物凝浆含固量约30％～60％。分离掉单体后，用异丙醇－庚烷萃取后再经干燥混炼，挤出造粒得粒状树脂，立构规整度大于95％93.10.3溶液聚合单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法。均相溶液聚合----聚合物能溶于溶剂中时，如丙烯睛在DMF中的聚合；非均相溶液聚合----聚合物不溶于溶剂而析出时，如丙烯腈的水溶液聚合。10溶液聚合与本体聚合法相比粘度较低----混合和传热较容易，温度易控制，较少自加速效应，可避

8、免局部过热。在实验室，常用此法进行聚合机理及动力学研究使用溶剂----单体浓度低，聚合速率相对较慢，还可能发生向溶剂的链转移，产物的分子量一般也较低；要获固体产物时，需除去溶剂，回收费用较高；除尽聚合物中残余溶剂较困难；除尽溶剂后，固体聚合物从釜中出料也较困难。工业上溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液、浸渍剂等11溶剂的选择极为重要溶剂的