任务二 甲基丙烯酸甲酯生产工艺.ppt

1、学习情境四学习情境四 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）生产）生产任务二任务二 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯生产工艺生产工艺一、甲基丙烯酸甲酯的合成 l1单体单体MMAlMMA在常温常压下带有特殊气体无色透明液体.具有很强的挥发性.遇火花极易发生爆炸.因而在贮存过程中加以注意.基本物理常数表4-2-1。相对分子质量 万 100闪点(闭口)/10熔点/ 48.8 折光指数 1.4118沸点/ 100.6聚合热/(kj/mol) 56.5相对密度 0.936爆炸极限(体积分数)/%lMMA工业生产路线主要以丙酮氰醇法占总产量82.3%，其次异丁烯氧化法占18.4%.其余4.3%为甲基丙烯

2、腈路线和乙烯路线。以丙酮氰醇法为例MMA单体生产l丙酮氰醇路线丙酮氰醇路线 丙酮首先与HCN进行加成反应生成丙酮氰醇,然后硫酸水介得甲基丙烯酸胺.最后经酯化生产MMA , 反应式如下：l流程说明（参见图4-2-1）l氰化反应 将固体氰化钠配成25%水溶液，将浓硫酸配成28土2%的稀硫酸溶液。将配好的硫酸加入氰化氢发生塔中，同时将氰化钠溶液也加入该塔控制塔和回流冷凝器温度，分离除去水分后的氰化氢气体经冷凝器冷凝为液相，向氰化反应器中投料。l氰化反应器内投入丙酮和稀氢氧化钠溶液，然后投入液态氰化氢，保持一定反应温度，生成中间产品丙酮氰醇。l 酰胺化反应和酯化反应 浓硫酸和丙酮氰醇按一定克分子比混合

3、后在80130反应生成甲基丙烯酰胺硫酸盐，然后在酯化反应器内与甲醇酯化为甲基丙烯酸甲酯粗品，经洗涤中和后贮于粗单体贮糟。l 精馏 目前工业上采用连续精馏。将粗单体经过滤器并预热到一定温度后，进行连续精馏，初馏物返回再用，精单体送去聚合。l2MMA聚合聚合lPMMA可用自由基型本体、溶液、悬浮、乳液聚合进行生产，其中本体聚合采用最多。主要用于生产板、棒、管状有机玻璃；悬浮聚合，均聚合或与苯乙烯共聚合生产相应粒料，以用于注塑成型、挤塑成型及牙托粉的生产。溶液聚合生产涂料但应用少。乳液聚合生产皮革和织物处理剂。二、PMMA本体浇铸聚合法有机玻璃板材生产工艺l1模具浇铸有机玻璃是PMMA聚合的典型产品

4、，其工艺主要有制浆、制膜、聚合、脱膜及其它辅助工序和操作。生产流程如示意图4-2-2。l2流程说明（参见附图）流程说明（参见附图）l（1）预聚合：l在装有搅拌器的预聚合釜内，加入引发剂过氧化苯甲酰、脱模剂硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯（增塑荆）和甲基丙烯酸甲酯，搅拌加热，控制一定反应温度进行聚合，反应完毕后，料液冷却至30，放入贮槽。制备有色有机玻璃，还应溶入所需的颜料，搅拌均匀。l（2）制模l将普通平板硅玻璃清洗，用酒精揩干，四周按要求厚度垫以包有玻璃纸的像胶或PVC 垫条，并糊好封闭，留出浇料口。然后干燥。l（3）浇料l通过计量的甲基丙烯酸甲酯预聚合体料液灌入模内，倾斜模具，排出气体，并封合。

5、l（4）后聚合l封合后的模具用吊片架进入水箱中进行后聚合。至反应成型后，用热水脱模，成品经检验分级、划线、切边后包装出厂。l3制模制模 将以定规格的光洁平整、无光学畸变、去毛边的硅玻璃板，依次用5%的氢氧化钠溶液、稀盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤干净并烘干。根据符合标准的橡胶条用聚乙烯醇胶水侵后，再用玻璃纸包扎成适用的垫条。然后将垫条夹在2块玻璃板的四周（注意留灌浆口），用聚乙烯醇或其它粘性物质严格涂封，再用垫有橡皮的不锈钢夹子夹牢。l4制浆制浆 又称预聚合。是按配方将纯度为98.5%以上的单体和引发剂、增塑剂、脱模剂等加入预聚釜内，启动搅拌器，向夹套内通入蒸汽升温至7585，保持510min，停止

6、加热。釜内物料因聚合放热会自动升温至9092，维持15min后，向夹套通冷却水降温至84左右，经过15min后，将物料放入用夹套冷却盐水冷却的釜中，快速搅拌冷却至1820，所得浆液供灌浆使用。预聚合得目的是为了缩短聚合反应得诱导期，利用“凝胶效应”得提前出现，在灌模前移出较多得聚合热，保证产品得质量；减少聚合时的体积收缩，通过预聚合可以使收缩率小于12%（正常由MMA聚合成PMMA，体积收缩率为20%22%）；浆液粘度大，可以减少灌模的渗漏损失。l5灌浆灌浆 将预聚浆通过漏斗入模具中。根据生产的板材厚度不同一般采取不同的灌浆方法。l厚度小于4mm的板材，先灌浆，之后竖直于进片架直接进入水箱，依

7、靠水的压力将空气排出，使浆液灌满模具，立即封和。l厚度56mm的板材，在竖直灌浆后将空气排出，使浆液灌满模板，立即封合。l厚度820mm的板材，为防止料液过重使模板扰曲破裂，而把模具放在可以倾斜的卧车上，灌浆后立即垂直排气口。l厚度2050mm的板材，采用水压灌浆法，即先将模具放入水箱中，在模具被水淹没依半左右时开始灌浆，随浆料的进入模具逐渐下沉，待料液充满模具后，迅速密封，在操作过程中要避免水进入模具内。 如图4-2-3所示。浆液浆液120150mml6聚合聚合 可以采用水浴法和空气浴法。l水浴法是将灌好浆料的模具放入恒温水箱中静置12h后通入蒸汽升温。聚合温度与聚合时间依据板材的厚度而定，

8、如厚度小于20mm的板材，其操作条件为：3550聚合3038h；65100聚合35h，然后降温至4565后送去脱模。水浴法的优点是：反应容易控制，聚合产物的相对分子质量差异较小，由利于提高产品的抗磨性和抗溶剂性；利用水中压力比空气大，容易保证所得板材的厚度均匀。不足之处是劳动强度大；模具的密封严格；板材规格受水箱限制，难于生产特大型板材。l空气浴法是将灌浆后的模具按与水平线成1520的斜度置于聚合车上，然后将聚合推至烘房内进行聚合。首先在85100的烘房中聚合到一定粘度，将溶解于浆液中的空气全部排出并降温至3545，将模具放平，再送另一烘房，在4060低温聚合，再在90100进行高温聚合，最后降温到6070送去脱模。空气浴法的优点是：制模和密封没有水浴法严格；由于聚合温度较高（100下），能缩短聚合时间，并有利于提高板材的耐热性和硬度；可以生产大型板材。不足之处是由于空气的导热性差，对模具没有压力，故增加了操作技术上的难度。l7脱模脱模 聚合后的模子，用模具刀插入缝中微加压力即可脱模，若有困难可用温水加热有助于脱模。脱模后的片状