本体聚合PPT课件

第三章本体聚合第三章本体聚合本体聚合简介3-1-1本体聚合的定义：在不添加其他介质的情况下，只有单体本身、引发剂或催化剂在热、光和辐射作用下的聚合称为本体聚合。而不添加其他媒体。3，3-1-2分类，均相本体聚合，非均相本体聚合，气体本体聚合，液体本体聚合，根据单体和聚合物的互溶性，根据参与反应的单体的相态，4、均相本体聚合，聚合物溶解在单体中，材料在聚合过程中逐渐变厚，总是变得均匀，最后变成硬块。嘿。嘿。5、非均相本体聚合，单体聚合后产生的聚合物不溶于单体，从而沉淀为非均相，即非均相聚合。最成熟的气相本体聚合是高压聚乙烯的生产。典型的液相本体聚合包括苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。本发明工艺简单，本体聚合转化率高，需要回收的单体少，省去了分离和回收步骤，聚合体系简单，只需要单体和引发剂。由于不引入杂质，产品质量纯净，绝缘和透明度好。由于没有溶剂回收和产品洗涤过程，废水较少，有利于环境保护。本体聚合烯烃聚合的特点是放热，没有传热介质，反应热难以消除。自加速效应、系统高粘度、分子扩散困难、形成的化合物分子量分布变宽、产品中容易产生气泡、缺点、主要矛盾，以及在工艺和设备中为解决散热困难的矛盾所采取的措施包括：1。以一定转化率分离聚合物。2.采用较低的反应温度和较低的引发剂浓度进行聚合。聚合过程分段进行，并控制“自加速效应”，以使放热均匀。4.加强聚合设备的传热。5、用紫外光或辐射引发聚合，降低反应温度。适用范围；一般只适合生产合成树脂。由乙烯合成的高聚物叫做聚乙烯。分子结构式为，生产3-3气相本体聚合低密度聚乙烯，其中：R一般为H，含少量1-4个碳原子的烷基。聚乙烯的结构与生产方法：有关。低密度聚乙烯高压聚乙烯低密度聚乙烯根据压力、氧气或过氧化物引发剂、乙烯、20在高压下被压缩至150-250兆帕，其密度相对较低，一般为0.910-0.940克/立方厘米，因此被称为低密度聚乙烯，简称低密度聚乙烯。该分子具有长支链和短支链，分子量一般不超过50000。高密度聚乙烯(LDPE)，乙烯，106 170，负载在二氧化硅-氧化铝上的氧化铬作为催化剂，HDPE中压聚乙烯(HDPE)，配位聚合，生产高密度聚乙烯，在0940-0970g/cm3之间，简称HDPE。高密度聚乙烯是线性的，有少量的短支，24Mpa。15、几个大气压的低压、乙烯、高密度聚乙烯的低压聚乙烯，配位聚合时，产生的聚乙烯密度较高，在0.940 0.970 g/cm3范围内，称为高密度聚乙烯。高密度聚乙烯是线性的，并且具有少量的短支链。它具有高结晶度、高硬度和相对高的软化点。低压聚乙烯(HDPE)、三氟化铝-四氯化钛用作催化剂。对于高压聚乙烯的应用，低密度聚乙烯具有优异的电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐低温性和可加工性。它有很好的透明度。它适用于制造挤出薄膜、吹塑容器、模塑产品和注塑产品。电缆护套和涂层等绝缘材料。嘿。17，乙烯特性，CH2=CH2，沸点-103.8，分子无取代，结构对称，偶极矩为零。在常温常压下，即使压力超过100兆帕，乙烯也不会发生反应。乙烯会分解成碳，甲烷，19，3-3-2高压聚乙烯聚合原理，1。聚合聚合聚合(1)链引发：如果使用氧作为引发剂，反应如下：20，(2)链增长：(3)链终止：21、(4)链转移反应、长链自由基、乙烯单体、杂质、非活性大分子、长链自由基、链转移、链转移在乙烯高压聚合中起着重要作用。(1)链转移到单体，(2)转移到杂质分子或链转移剂，(23)分子之间的链转移，以及活性链转移到其它聚合物大分子以产生新的自由基。如果乙烯继续与这种新的活性自由基结合，就会在大分子中形成长链分支。24，(4)分子内链转移活性生长链中的氢原子被同一链捕获(即自由基在分子内转移)，如果乙烯分子继续与该活性自由基结合，分子内将发生短链分支。聚乙烯分子的结构特征短支链是丁基支链和乙基支链。同时，由于分子内链转移的进展，分枝的分子完全有可能经历进一步的分枝。因此，支链的数量很大，可以描述为树枝状：、26。高压聚乙烯是许多不同分子结构和不同分子量的分子的混合物。聚乙烯的性能可以用平均支化度和平均分子量来概括。支化度通常用密度来表征，分子量用熔体指数来表征。乙烯气相本体聚合的特点是：(1)聚合放热强，(2)聚合转化率低，通常在20%-30%之间，因此大量乙烯必须回收利用。(3)低平均分子量乙烯高压聚合的链终止反应很容易发生，且转化率低，因此聚合物的平均分子量小。(4)乙烯的高温高压聚合，分子链支化，(5)当氧用作引发剂时，乙烯的聚合速率取决于乙烯中氧的含量。29、强聚合、乙烯聚合、放热、聚乙烯分解、乙烯分解、放热、温度升高、聚合热、乙烯聚合热大约比一般乙烯基单体的95.OkJ/mol,高。乙烯的分解是一个强放热反应，转化率低，分子量低：乙烯高压聚合，转化率低，易发生链终止反应，平均分子量低。反应器中的压力需要增加，以增加乙烯和自由基之间的碰撞频率，使得链增长反应速率超过链终止反应速率。增加分子量，31，短链支化，长链支化，分子间链转移，分子内链转移，链转移反应，32，温度越低，压力越大，短链支化越少，聚乙烯密度越大，短链支化，长链支化，33，当氧用作引发剂时，压力和氧浓度之间存在临界关系。原因：有效的自由基是由氧和乙烯的作用产生的。乙烯几乎不聚合，即使氧含量低于2ppm，它也会迅速反应。在这种情况下，乙烯的聚合速率取决于乙烯中的氧含量。34，3-3-3高压聚乙烯的生产工艺及制备高压聚乙烯的工艺流程如下：聚合、分离、后处理、压缩，35、聚乙烯颗粒树脂，单向转化率15-30%，乙烯高压聚合生产流程，36，3.0-3.3兆帕，300兆帕，99.95%，25兆帕，一次成品，二次成品，减压，37、一次压缩，二次压缩，压力：釜式110-250聚合，25兆帕，压缩)。38，来自超高压压缩机的高压乙烯进入反应器，同时将催化剂和分子量调节剂(丙烯、丙烷、乙烷)泵入反应器。在聚合装置中，聚乙烯在适当的温度下聚合。(2)聚合，(3)分离：来自反应器的乙烯-聚乙烯混合物被冷却并进入高压分离器压力：22.5 24.5兆帕温度：230，聚乙烯/乙烯混合物从底部进入，沿内管内上升。当它遇到顶盖时，它会随着射流向下喷出，当它流向底部时，气体返回上升。91 94%的未反应气体在此被分离并从顶部排出，溶解在气体中，比重较小的低聚物也与气体一起从顶部排出。聚乙烯从底部引入低压分离器。液位探头。41，低压分离器：由高压分离器分离的聚乙烯被接收并提供给热进料挤出机，未反应的单体被进一步分离。压力：0.05兆帕，温度：220，聚乙烯/乙烯混合物从侧面切向进入，被离心力和聚乙烯与气体的重力分离。聚乙烯从底部排出，并供给挤出机。气体从顶部排出。液位探针。42、(4)聚乙烯、聚乙烯颗粒的后处理、干燥、水下造粒、混批、脱水、储存、43、3-3-4生产过程控制因素、1、2、3、4、5、链转移剂效应、乙烯纯度效应、引发剂效应、温度效应、压力效应、压力的增加受到设备制造的限制。为什么乙烯聚合要在高压下进行？嘿！P100兆帕液体低聚物，P150兆帕固体聚合物，P300兆帕分子量高达65000，45，a .压力和缩短的乙烯分子间距离，这相当于增加乙烯浓度和增加自由基与乙烯分子碰撞的机会熔融指数。b .压力=单体体积处理=产率=c压力=密度=短支链=10MPa增加密度=0.0007g/cm3d压力=长支链=e压力=促进均相反应并改善乙烯传热。-，46，2，温度的影响，反应温度随催化剂类型的不同而不同，一般采用一分钟的引发剂半衰期温度。用有机过氧化物作引发剂时，反应温度可低至150。47，a .温度=0，反应速度=0，b .温度=0，链增长速度比链转移速度慢得多，链转移增加。温度为时，生成的大分子裂解，平均分子量降低。温度每升高22，MFI增加10倍，反之亦然。c .温度增加长链支化，加工性能和光学性能下降。48，d .温度=0，链转移比链增长快，分子内链转移增加，短链分支增加，密度降低。在恒定压力下，每增加10,密度降低0.0016g/cm3。反应温度也直接影响聚合体系的相态。温度降低，相容性降低。当温度=1时，引发剂迅速分解，这对产品收率具有最佳效果。结论：反应在160270进行。下限由所用引发剂的活性决定。反应温度的上限由反应的安全性决定。反应温度280会产生缓慢分解。嘿。50，3，引发剂的影响(P24，P29)，引发剂的选择取决于反应区的聚合温度。引发剂的量会影响聚合速率和分子量。在生产中，引发剂的量通常约为聚合物质量的1/10000。近年来，有使用混合引发剂的趋势，即在两个点将不同比例的低、中和高活性引发剂加入到反应器中，以减少反应中的温度变化，便于操作，提高转化率和降低成本。在多区操作的情况下，活性较高的引发剂主要用于低温区，而活性较低的引发剂主要用于高温区。在釜式反应方法中，引发剂可以在压缩段开始时加入或直接注入反应釜中。当使用固体引发剂时，必须与聚合物混合以避免事故。链转移剂的影响，分子量调节剂是链转移剂。常用的有：丙烷，氢气，丙烯，丙醛，53、丙烷是一种较好的调节剂，如果反应温度为150，它可以平稳地控制聚合物的分子量。氢有很强的链转移能力，但它只适合在低于170的反应温度下聚合。反应温度较高55、5、乙烯纯度的影响，乙烯杂质一般包括甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化物等。乙烯中的杂质越多，聚合物的分子量越低，并且会影响产品的性能。乙炔等一些杂质也可能导致爆炸。一氧化碳和硫化物的存在会影响产品的电绝缘性能。乙炔和甲基乙炔可以参与反应，增加聚合物的双键，从而影响产品的抗老化性能。在工业上，乙烯的纯度超过99.95%。57、高压聚合反应器、3-3-5高压聚乙烯聚合反应器、釜式反应器、管式反应器，结构：长宽比250:1-4000033601，直径2.5-5 cm，长度200-760 m(现发展到900-1000 m)两段加料的细长管由高压合金钢制成，具有单体散热面积大的优点，58、管式反应器反应参数：停留时间在每秒几十米的流速下，聚合转化率为20-25%。高压聚乙烯管式反应示意图。59岁。管式反应器具有不