悬浮聚合的生产工艺

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1、悬浮聚合的生产工艺一、悬浮聚合的概念悬浮聚合是指溶有引发剂的单体，借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌，使单体以小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。溶有引发剂的一个单体小液滴，就相当于本体聚合的一个小单元，因此，悬浮聚合也称为小本体聚合。悬浮聚合中的主要组分是单体、引发剂、悬浮剂介质（水）。二．悬浮聚合的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。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的悬浮聚合等为均相悬浮聚合。2、非

2、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颗粒沉淀下来，该种悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合。如氯乙烯、偏二氯乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的悬浮聚合等为非均相悬浮聚合。三、悬浮聚合法的主要特点（1）以水为介质，成本低；（2）反应过程中反应体系粘度变化不大，反应热容易排除；（3）颗粒大小可以控制在一个较小范围内；（4）所得树脂纯度较溶液聚合、乳液聚合高；（5）悬浮聚合产物易于分离、洗涤、干燥；（6）悬浮聚合过程采用间歇法进行生产，尚未实现连续化。四、悬浮聚合的应用悬浮聚合自30年代工业化以来，已成为聚合物生产的重要聚合方法。

3、目前其产量占聚合物总产量1/5~1/4。采用悬浮聚合进行生产最大的聚合物品种是聚氯乙烯，其在所有塑料品种中占第二位。其他用悬浮聚合法生产的聚合物品种还有：可发性聚苯乙烯（EPS）、苯乙烯—丙烯腈共聚物（SA树脂）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）及其共聚物、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚四氟乙烯PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）等。五、悬浮聚合的组分悬浮聚合的组分主要是单体、引发剂、悬浮剂和介质(水)。有时为了改进产品质量和工艺操作还加入一些辅助物料，如相对分子质量调节剂、表面活性剂以及水相阻聚剂等。1、单体：单体纯度高，聚合速率快，产品质量好

4、，生产容易控制。因此，要求对单体进行精制，使其纯度达到要求才聚合。杂质对聚合速度和产品质量可能产生下列影响。（1）、杂质的阻聚作用和缓聚作用有些杂质是自由基聚合的阻聚剂或缓聚剂，使聚合反应产生诱导期而延长了聚合时间。许多无机盐和金属离子，如铁离子、铜离子等有阻聚作用，几乎所有的单体应尽量避免含有金属离子。应尽量避免含有金属离子。（2）、加速作用和凝胶作用有些杂质可以增加反应速率，如苯乙烯中含有a-甲基苯乙烯、对-二乙烯基苯时会受反应速率加快；另外，对-二乙烯基苯使聚苯乙烯产生支化，重者产生凝胶而不能使用。（3）、杂质的链转移作用有些杂质是自由

5、基聚合的链转移剂，影响聚合物的相对分子质量和相对分子质量分布。如氯乙烯单体中的乙醛和氯乙烷、苯乙烯中的甲苯和乙苯都是链转移剂。氯乙烯单体中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。所以减少单体中杂质的含量是保证聚合反应正常进行和产品质量的关键措施。一般讲，悬浮聚合中单体的纯度>99.9%。2，水介质水介质的优点：在悬浮聚合中使用大量的水作为介质。水作为单体的分散、悬浮介质、维持单体和聚合物粒子成为稳定的分散体系；并且作为传热介质，把聚合热排出体系。聚合用的介质水必须用去离子水。因为水中的氯

6、离子、铁离子、镁离子、钙离子及可见的杂质使聚合物带有颜色并使产品质量下降，如热性能和电性能变坏；水中的氯离子还能破坏悬浮聚合的稳定性，使聚合物粒子变粗；水中溶解的氧能产生阻聚作用，延长诱导期，降低聚合速率。去离子水的质量指标作如下要求：pH=6～8；Cl-质量分数≤10×10-6；导电度=1×10-5～1×10-6Ω/cm；以Ca2+、Mg2+计，硬度≤5；无可见机械杂质。1、悬浮剂悬浮作用或分散作用：能降低水的表面张力，对单体液滴起保护作用，防止单体液滴粘结，使单体—水这一不稳定的分散体系变为较稳定的分散体系，这种作用称为悬浮作用或分散作用

7、。悬浮剂或分散剂：具有悬浮作用（或分散作用）的物质称为悬浮剂或分散剂。常用的悬浮剂有两类，一类是水溶性高分子化合物；一类是不溶于水的无机化合物。工业中常用的水溶性高分子化合物中有聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸的盐类、纤维素醚类和明胶等。不溶于水的无机物有碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土和白垩（白垩是一种微细的碳酸钙的沉积物。主要是有单细胞浮游生物【球藻】的遗骸（颗石）构成）等。（1）、明胶是一种蛋白质，由动物的皮或骨熬煮而成的动物胶，相对分子质量为300~200000，属两性天然高聚物。采用明

8、胶做悬浮剂的优点：既有保护粒子的作用，防止聚合物粒子的粘结，又有降低水的表面张力的作用。其用量一般为水量的0.1%~0.3%。采用明胶做悬浮剂的缺点：用量多容易沉积