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1、高聚物合成技术,主讲教师：张立新,本章学习目标,知识目标,能力目标,学习并掌握连锁聚合反应、缩聚反应的各种工业实施方法的工艺特点、控制因素等,能依据生产原理正确选择工业实施方法,本章主要内容,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,第二节缩聚反应的工业实施方法,连锁聚合反应的基本特征,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,1.自由基聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,2.阴离子聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,3.阳离子聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,4.配位阴离子聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,连锁聚合反应的工业实施方法,本体聚合 自由基、离
2、子、配位,溶液聚合 自由基、离子、配位,悬浮聚合 自由基,乳液聚合 自由基,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,3、聚合方法的应用,通用型（GPS）：本体聚合,可发型（EPS）：悬浮聚合,高抗冲型（HIPS）：溶液聚合、本体聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,3、聚合方法的应用,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,依单体与聚合物溶解情况,依单体的状态,依操作方式,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,更换聚合设备，分步提高聚合温
3、度，使单体转化率90%,在较低温度下预聚合，转化率控制在10%30%，体系粘度较低，散热较容易,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,一、本体聚合,原料,苯乙烯本体聚合塔式反应流程,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,依溶剂与单体和聚合物溶解情况,依聚合机理,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,二、溶液聚
4、合,VACAIBN甲醇,醋酸乙烯溶液聚合反应流程,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,无机粉末的分散作用模型,部分醇解聚乙烯醇的 分散作用模型,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,聚合场所 单体液滴内,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、
5、悬浮聚合,聚合初期,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,单体液滴,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,三、悬浮聚合,VC复合引发剂PVA无离子水,氯乙烯悬浮聚合反应流程,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,油溶性单体进入胶束，形成的含有单体的胶束称增溶胶束。,当乳化剂达到一定浓度后，大约第
6、每50200个乳化剂分子形成一个球状、层状或棒状的聚集体，它们的亲油基团彼此靠在一起，而亲水基团向外伸向水相，这样的聚集体称为胶束。,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,临界胶束浓度：能够形成胶束的最低乳化剂浓度，简称CMC，是乳化剂性质的一个特征参数。,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,单体分散阶段,动 态 平 衡,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,增溶胶束,分散阶段乳液聚合体系示意图,单体分散阶段,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,胶束中,第
7、一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,乳胶粒生成阶段聚合体系示意图,乳胶粒生成阶段,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,乳胶粒长大阶段聚合体系示意图,乳胶粒长大阶段,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,聚合完成阶段聚合体系示意图,聚合完成阶段,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,四、乳液聚合,丁二烯苯乙烯乳化剂无离子水,氧-还引发剂分子量调节剂,终止剂,回收丁二烯,防老剂,回收苯乙烯,凝聚,干燥器,盐水、硫酸,包 装,丁苯橡胶乳液聚合反应流程,5 OC710hC%60%,第一节连锁聚合反应的工业实施方法,连锁聚合反应工业实施方法的比较,缩聚反应的基本特征,第二节缩
8、聚反应的工业实施方法,缩聚反应的工业实施方法,第二节缩聚反应的工业实施方法,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,工业应用,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,熔融缩聚工艺流程简图,单体融化,缩聚,铸带及切粒,干燥,成品,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,缩聚过程的一般工艺特点,一、熔融缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,主要影响因素,二、溶液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,二、溶液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,工业应用,二、溶液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,二、溶液
9、缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,二、溶液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,溶液缩聚工艺流程简图,单体溶解,洗涤水处理,缩 聚,缩聚物分离,洗 涤,产 品,溶剂回收,干 燥,二、溶液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,温 度,温度升高；反应平衡常数下降；,三、界面缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,三、界面缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,静态界面缩聚,三、界面缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,动态界面缩聚的简单实验装置,静态界面缩聚示意图 1-拉出的膜；2-已二胺水溶液；3-在界面上形成的膜；4-癸二酰氯的四氯化碳溶液,三、界面缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,三、界面缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,四、固相缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,四、固相缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,T反T单体熔点,T单体熔点 T反T产物熔点,固态下进行,固相缩聚反应的类型,四、固相缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,四、固相缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,五、乳液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,五、乳液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,分散介质-水相,分散相-有机相或反应相,单体-足够的反应活性,五、乳液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,五、乳液缩聚,第二节缩聚反应的工业实施方法,缩聚反应工业实施方法的对比,第二节缩聚反应的工业实施方法,Thank You!,
