高聚物生产工艺基础

1、8 高聚物生产工艺基础概概 述述天然高分子：天然高分子：羊毛、皮革、木材、天然橡胶羊毛、皮革、木材、天然橡胶合成高分子：合成高分子：树脂树脂指未加有助剂的聚合物粉料、粒料等物料指未加有助剂的聚合物粉料、粒料等物料 形态有流体、固体、形态有流体、固体、 弹性体弹性体(如橡胶如橡胶)三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶功能高分子：功能高分子：化学、生物、光、电、磁、热、声、化学、生物、光、电、磁、热、声、 机械等八大类机械等八大类8.1高聚物的基本概念高聚物的基本概念n聚合物及其表征聚合物及其表征高聚物高聚物 M：104106 ，X-M-MM-M-Y (X、

2、Y端基对性质产生很大影响端基对性质产生很大影响)表征聚合物分子大小的参数：表征聚合物分子大小的参数： 分子量、链节数分子量、链节数 、聚合度、聚合度 低分子有机物：低分子有机物：M1000M不等的混合物不等的混合物 常见聚合度：常见聚合度：2002000n聚合物的结构、命名聚合物的结构、命名（聚乙烯（聚乙烯,酚醛树脂酚醛树脂,）n聚合物的分类、特性和应用聚合物的分类、特性和应用聚合物的分类、特性和应用聚合物的分类、特性和应用n塑料塑料：热塑性和热固性塑料：热塑性和热固性塑料n橡胶橡胶：一种线形柔性高分子量聚合物，具有典型：一种线形柔性高分子量聚合物，具有典型 的高弹性。的高弹性。 用途：橡胶制

3、品、粘合剂、塑料改性等用途：橡胶制品、粘合剂、塑料改性等n合成纤维合成纤维：线形结构的高分子量合成树脂：线形结构的高分子量合成树脂 可采用熔融、干法和湿法纺丝可采用熔融、干法和湿法纺丝8.2 聚合反应的理论基础和聚合方法聚合反应的理论基础和聚合方法 聚合反应的类型聚合反应的类型n按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化 分类分类（加聚，缩聚）（加聚，缩聚）n按聚合机理或动力学分类按聚合机理或动力学分类（连锁，逐步）（连锁，逐步）连锁聚合反应机理连锁聚合反应机理(1)自由基聚合自由基聚合u原料：原料：烯类单体有吸电取代基，丙烯酸酯类，烯类单体有吸电取代基，丙烯

4、酸酯类，AN有能与双键共轭的取代基，有能与双键共轭的取代基，ST,丁二烯丁二烯没有取代基或取代原子较小，乙烯，四氟乙烯没有取代基或取代原子较小，乙烯，四氟乙烯u反应特征：反应特征： 链引发链引发 链增长链增长 链终止链终止 链转移链转移u动力学：动力学：与引发剂浓度的平方根和单体浓度一次方成正比与引发剂浓度的平方根和单体浓度一次方成正比 以自由基二元共聚反应为例， 4种链增长反应(1)自由基共聚合自由基共聚合(2)离子型聚合离子型聚合与自由基活性中心不同，离子型聚合特点有：与自由基活性中心不同，离子型聚合特点有：由酸性或碱性反应的化合物引发，所需活化能低，由酸性或碱性反应的化合物引发，所需活化

5、能低， 活性中心离子的电荷为正，阳离子聚合；电荷为活性中心离子的电荷为正，阳离子聚合；电荷为负，阴离子聚合。负，阴离子聚合。不会发生双基偶合终止不会发生双基偶合终止 离子活性中心必然是阴阳离子对出现离子活性中心必然是阴阳离子对出现阳离子聚合阳离子聚合n引发剂引发剂: 亲电性亲电性BF3, AlCl3,TiCl4,与水或醇类与水或醇类n单体单体;带有推电子取代基的烯类单体，带有推电子取代基的烯类单体，eg.丁二烯丁二烯n特点：特点：对聚合反应体系中空气、水分等杂质敏感对聚合反应体系中空气、水分等杂质敏感引发活性中心或活性链向单体，溶剂的链转移反引发活性中心或活性链向单体，溶剂的链转移反应明显，需

6、抑制此副反应。应明显，需抑制此副反应。聚合反应高温低速，需高效传质，传热。聚合反应高温低速，需高效传质，传热。阴离子聚合阴离子聚合n引发剂引发剂: 亲核性的碱金属及其化合物，氨基钠、丁亲核性的碱金属及其化合物，氨基钠、丁基锂等基锂等n单体单体;带有吸电子基的烯类单体，有亲电性带有吸电子基的烯类单体，有亲电性 n特点：特点：阴离子无终止、无链转移聚合，即活性聚合阴离子无终止、无链转移聚合，即活性聚合加入水、醇、酸、胺等链转移剂使活性聚合物终止加入水、醇、酸、胺等链转移剂使活性聚合物终止可形成嵌段共聚物。可形成嵌段共聚物。配位聚合配位聚合n配位聚合：配位聚合：单体分子与增长活性中心的空位上配单体分

7、子与增长活性中心的空位上配位，形成配位化合物，随后单体分子相继插入过位，形成配位化合物，随后单体分子相继插入过渡金属渡金属-烷基链中进行增长。烷基链中进行增长。逐步聚合逐步聚合n在缩合反应中，带不同官能团的任何两分子都能在缩合反应中，带不同官能团的任何两分子都能相互反应，无特定的活性体，各步反应的速率常相互反应，无特定的活性体，各步反应的速率常数和活化能基本相同，不存在链引发、链增长、数和活化能基本相同，不存在链引发、链增长、链终止等基元反应，其特征是在低分子转变成高链终止等基元反应，其特征是在低分子转变成高分子的过程中，反应是逐步进行的。分子的过程中，反应是逐步进行的。n延长聚合时间的目的是

8、提高产物分子量，而不是延长聚合时间的目的是提高产物分子量，而不是提高转化率。提高转化率。逐步聚合逐步聚合反应程度：反应程度： 聚合度聚合度Xn： 结构单元数结构单元数 两单体等当量时，聚合度和反应程度的关系：两单体等当量时，聚合度和反应程度的关系：闭封体系：闭封体系： 开放体系：开放体系： 起始官能团数官能团数缩聚反应中参加反应的1K)p1 (1Xnp)K(Cw)p1 (1XnK平衡常数平衡常数C低分子副产物的残留浓度低分子副产物的残留浓度n在开放体系中，采用减压、加热或通惰性气体等在开放体系中，采用减压、加热或通惰性气体等措施来排除水分等副产物来减少逆反应，提高反措施来排除水分等副产物来减少

9、逆反应，提高反应程度和聚合物。应程度和聚合物。n多官能团逐步聚合：多官能团逐步聚合： f:平均官能团数平均官能团数)pf2(2Xn逐步聚合逐步聚合聚合的实施方法聚合的实施方法n自由基聚合实施方法：自由基聚合实施方法：本体、溶液、悬浮、乳化本体、溶液、悬浮、乳化n按聚合物在其单体或聚合溶剂中的溶解性，本体、按聚合物在其单体或聚合溶剂中的溶解性，本体、溶液、悬浮分为均相、非均相聚合溶液、悬浮分为均相、非均相聚合n缩聚反应：熔融、溶液、界面缩聚缩聚反应：熔融、溶液、界面缩聚 (1) 本体聚合本体聚合u定义：定义：不加其他介质，只有单体本身在引发剂或不加其他介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光、

10、辐射的作用下进行的聚合。催化剂、热、光、辐射的作用下进行的聚合。 u优点优点：产物纯净，透明色浅：产物纯净，透明色浅u关键关键：反应热的排除，聚合初期，转化率不高，：反应热的排除，聚合初期，转化率不高，体系粘度不大时，散热无困难，转化率体系粘度不大时，散热无困难，转化率，散，散热不易，凝胶，爆聚热不易，凝胶，爆聚 改进方法：改进方法：低转化率下，停止反应，残余单体循环使用低转化率下，停止反应，残余单体循环使用进行薄层聚合进行薄层聚合 (2) 溶液聚合溶液聚合n定义：定义：单体和引发剂或单体和引发剂或cat溶于适当溶剂中的聚合溶于适当溶剂中的聚合n优点：优点：与本体聚合相比，与本体聚合相比，传热

11、易，传热易，T好控好控 制，较少凝胶。制，较少凝胶。n缺点：缺点：单体浓度较低，聚合速度较慢，设备生产能力低单体浓度较低，聚合速度较慢，设备生产能力低单体浓度较低和向溶液链转移，聚合物分子量单体浓度较低和向溶液链转移，聚合物分子量溶剂分离回收费用高溶剂分离回收费用高n多用于直接使用聚合物液的场合多用于直接使用聚合物液的场合，涂料、胶粘剂，涂料、胶粘剂 (3)悬浮聚合悬浮聚合n定义：定义：单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合。单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合。 n一个小液滴相当于本体聚合的一个单元一个小液滴相当于本体聚合的一个单元n组成：组成：单体、引发剂、水、分散剂单体、引发剂、水、分散剂n优

12、点：优点：体系粘度低，散热易，体系粘度低，散热易，M及分布稳定；及分布稳定； M比溶液聚合高，杂质比乳液聚合少；比溶液聚合高，杂质比乳液聚合少；n缺点：缺点：产品附有少量分散剂残留物，影响透明性产品附有少量分散剂残留物，影响透明性 和绝缘性和绝缘性(4)乳液聚合乳液聚合n定义：定义：单体在水介质中，由乳化剂分散成乳液状单体在水介质中，由乳化剂分散成乳液状 态进行的聚合。反应场所主要是态进行的聚合。反应场所主要是胶束。胶束。n组成：组成：单体、水溶性引发剂、水、乳化剂单体、水溶性引发剂、水、乳化剂n优点：优点：以水作分散介质，价廉安全，乳液粘度与以水作分散介质，价廉安全，乳液粘度与聚合物聚合物M

13、及聚合物含量无关；聚合速率高较，及聚合物含量无关；聚合速率高较，M大，且都可以同时大，且都可以同时；直接应用乳胶的场合。；直接应用乳胶的场合。n缺点：生成固体聚合物，处理工序多；产品中留缺点：生成固体聚合物，处理工序多；产品中留有乳化剂，难以除尽。有乳化剂，难以除尽。8.3 聚烯烃的生产过程聚烯烃的生产过程n图10-128.3 聚烯烃的生产过程聚烯烃的生产过程n聚烯烃的生产概况聚烯烃的生产概况 是产量最大的一种聚合物是产量最大的一种聚合物 高压高压LDPE： 98-294MPa，0.91-0.935 g/cm3， 低压低压HDPE：几个兆帕，：几个兆帕， 0.94-0.96 g/cm3 ，n高

14、压聚合生产流程高压聚合生产流程：P361原料准备原料准备(1) 乙烯乙烯 乙烯高压聚合过程中单程乙烯高压聚合过程中单程X仅为仅为15-30%,大量乙烯单大量乙烯单 体（体（70%-85%）要循环使用。纯度）要循环使用。纯度99.95%(2)cat配制配制： 引发剂引发剂: 氧和过氧化物，如过氧化葵醇、氧和过氧化物，如过氧化葵醇、 过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯(3)M调节剂：调节剂：为控制为控制PE的熔融指数，须加分子量调节剂的熔融指数，须加分子量调节剂 常用丙烯、丙烷、乙烷等，常用丙烯、丙烷、乙烷等， 用量（体积）用量（体积）16.5%(4)添加

15、剂：添加剂：抗氧剂、润滑剂、开口剂、抗静电剂抗氧剂、润滑剂、开口剂、抗静电剂思考：高压聚乙烯是如何实现生产不同牌号的？思考：高压聚乙烯是如何实现生产不同牌号的？高压聚乙烯是如何实现生产不同牌号的？高压聚乙烯是如何实现生产不同牌号的？n在工业生产中为了控制产品聚乙烯的熔融指数，必须加适在工业生产中为了控制产品聚乙烯的熔融指数，必须加适当量的当量的相对分子量调节剂相对分子量调节剂，如烷烃（乙烷、丙烷）、烯烃，如烷烃（乙烷、丙烷）、烯烃（丙烯、异丁烯）等。调节剂的种类和用量根据聚乙烯牌（丙烯、异丁烯）等。调节剂的种类和用量根据聚乙烯牌号的不同而不同，一般是乙烯体积量的号的不同而不同，一般是乙烯体积量

16、的1%6.5%，折合，折合为质量分数时，应根据调节剂的相对分子质量进行计算。为质量分数时，应根据调节剂的相对分子质量进行计算。调节剂是由一次压缩机的进口进入反应系统的。调节剂是由一次压缩机的进口进入反应系统的。n在聚乙烯的生产过程中常加入在聚乙烯的生产过程中常加入抗氧剂、润滑剂、开口剂及抗氧剂、润滑剂、开口剂及抗静电剂等抗静电剂等。这些添加剂的种类和用量根据生产聚乙烯牌。这些添加剂的种类和用量根据生产聚乙烯牌号和用途加于树脂低压分离器中。通常是将添加剂配制成号和用途加于树脂低压分离器中。通常是将添加剂配制成约为约为10%左右的白油（脂肪族烷烃）溶液或分散液，用泵左右的白油（脂肪族烷烃）溶液或分

17、散液，用泵计量加入低压分离器或于二次造粒时加入。计量加入低压分离器或于二次造粒时加入。聚合聚合n反应历程：链引发、链增长、链终止、链转移反应历程：链引发、链增长、链终止、链转移 (1)聚合物反应条件聚合物反应条件 T：130280， T, 反应速度反应速度,M,支链多支链多, P：110-250MPa or 300MPa P, 反应速度反应速度,M, 支链较少支链较少 ：15s2min(2)聚合反应设备聚合反应设备n管式反应器（管式反应器（55%）：物料在管内呈柱塞状流动：物料在管内呈柱塞状流动,返混少；返混少；T沿反应管的长度有变化，沿反应管的长度有变化，T有最高峰，有最高峰，所得所得PE的

18、的M分布较宽（适宜制造薄膜和共聚物）分布较宽（适宜制造薄膜和共聚物）n釜式反应器（釜式反应器（45%）：物料可充分混合，：物料可充分混合，T均匀，均匀，可分区操作，使各反应区具有不同可分区操作，使各反应区具有不同T，为提高乙，为提高乙烯的单程烯的单程X，采用多釜串联，采用多釜串联(3)单体回收与单体回收与PE后处理后处理 为增加为增加PE塑料的透明性，减少塑料中的凝胶塑料的透明性，减少塑料中的凝胶微粒，需经过二次造粒。微粒，需经过二次造粒。n聚乙烯生产工艺的技术比较聚乙烯生产工艺的技术比较 气相法气相法 淤浆法淤浆法 溶液法溶液法 高压法高压法 聚丙烯生产工艺简介聚丙烯生产工艺简介n中国聚丙烯

19、中国聚丙烯20世纪世纪50年代开始起步年代开始起步 170万万t/a 聚烯烃的技术发展趋势聚烯烃的技术发展趋势n聚烯烃大约占合成树脂总消费量的聚烯烃大约占合成树脂总消费量的45%n第二代：茂金属第二代：茂金属cat,双峰双峰,宽宽M分布的分布的LLDPE，超，超乙烯及乙烯及Montell的球形粒子聚烯烃技术的球形粒子聚烯烃技术n第三代：美国斯坦福公司将超冷凝态进料流化床第三代：美国斯坦福公司将超冷凝态进料流化床技术、超临界浆液法烯烃聚合技术、具有高温性技术、超临界浆液法烯烃聚合技术、具有高温性能的聚丙烯催化剂技术能的聚丙烯催化剂技术 8.4 聚酯的生产过程聚酯的生产过程聚酯的生产过程概述聚酯的

20、生产过程概述分类：分类：精对苯二甲酸（精对苯二甲酸（PTA）直缩法工艺）直缩法工艺n化学反应及其影响因素化学反应及其影响因素（1）酯化反应）酯化反应 T：220-300，EG/PTA(摩尔比摩尔比)为为1.02.0， PTA仅部分溶解仅部分溶解,多相反应多相反应精对苯二甲酸（精对苯二甲酸（PTA）直缩法工艺）直缩法工艺n对多相反应：对多相反应：PTA浓度固定浓度固定, EG浓度浓度PTA溶解溶解浓度，零级反应，反应速率浓度，零级反应，反应速率仅依赖于仅依赖于Tn对均相酯化反应：对均相酯化反应：PTA与与EG浓度对浓度对影响大，随影响大，随反应进行，反应进行，PTA在反应混合物中的溶解度远比在在

21、反应混合物中的溶解度远比在纯纯EG中高，达到清晰点以后，中高，达到清晰点以后，随随PTA与与EG浓度浓度而改变。而改变。 反应速率反应速率 随酸基浓度随酸基浓度 EG浓度浓度反应速率反应速率（2）缩聚反应）缩聚反应 单体与单体，单体与低聚物，低聚物与低聚物将单体与单体，单体与低聚物，低聚物与低聚物将逐步缩聚成聚酯，酯化与缩聚同时进行。逐步缩聚成聚酯，酯化与缩聚同时进行。 总反应式：总反应式： 副反应：裂解作用、链交换反应、熔体的热降解副反应：裂解作用、链交换反应、熔体的热降解 （2）缩聚反应）缩聚反应 分为三个阶段：分为三个阶段：初期阶段：分子链开始形成初期阶段：分子链开始形成中期阶段：分子链

22、开始增长中期阶段：分子链开始增长终止阶段：终止阶段： T 分子链终止方法分子链终止方法 添加单官能团的分子量调节剂添加单官能团的分子量调节剂 改变原料配比改变原料配比典型的典型的PTA直缩工艺直缩工艺 吉玛吉玛PTA直缩工艺直缩工艺 三个工艺段三个工艺段酯化段（酯化段（ES）预缩聚段（预缩聚段（PP）后缩聚段（后缩聚段（PC）中粘聚酯中粘聚酯 为为0.42-0.72，需一段后缩聚，需一段后缩聚高粘聚酯高粘聚酯 为为0.9-1.0，需二段后缩聚，需二段后缩聚 工艺条件苛刻：工艺条件苛刻： 书书P369u五釜流程：五釜流程：如吉玛、伊文达如吉玛、伊文达 较低较低T.P. 反应时间：反应时间：10h

23、u三釜流程：三釜流程：如杜邦如杜邦 较高较高T.P. 反应时间：反应时间：3.5h酯交换（间缩）法工艺简介酯交换（间缩）法工艺简介n间接酯交换法：间接酯交换法：DMT先与先与EG酯交换，再进行缩聚的方法。酯交换，再进行缩聚的方法。n罗纳普朗酯交换法罗纳普朗酯交换法(1)选用选用Mn(OAc)2-Sb2O3-H3PO3催化稳定体系，组分少，催化稳定体系，组分少，用量少，活性较高，产品质量好。用量少，活性较高，产品质量好。(2) 酯交换、预缩聚、缩聚和后缩聚连续反应器均为活塞流，酯交换、预缩聚、缩聚和后缩聚连续反应器均为活塞流，结构先进，停留时间短，效率高。结构先进，停留时间短，效率高。(3)缩聚

24、和后缩聚选用同类反应器，便于维修、保养。缩聚和后缩聚选用同类反应器，便于维修、保养。(4)调整工艺条件，可生产改性聚酯和薄膜级聚酯。调整工艺条件，可生产改性聚酯和薄膜级聚酯。 8.5 合成橡胶的生产过程合成橡胶的生产过程 合成橡胶的生产概况合成橡胶的生产概况n中国合成橡胶产量居世界第四位中国合成橡胶产量居世界第四位n产量最大的是丁苯橡胶，第二是顺丁橡胶产量最大的是丁苯橡胶，第二是顺丁橡胶n丁苯橡胶用途：加工性能和物理性能接近天然橡胶丁苯橡胶用途：加工性能和物理性能接近天然橡胶, 轮胎、胶管、胶带、胶鞋等轮胎、胶管、胶带、胶鞋等n乳液丁苯橡胶：丁二烯、乳液丁苯橡胶：丁二烯、ST乳液聚合乳液聚合n

25、溶液丁苯橡胶：丁二烯、溶液丁苯橡胶：丁二烯、ST、丁基锂引发剂、环己、丁基锂引发剂、环己 烷及烷及THF溶剂溶剂乳液聚合丁苯橡胶的生产工艺乳液聚合丁苯橡胶的生产工艺 通用型丁苯橡胶的ST含量2030%，生产为23.51% (1)原料准备原料准备 脱除阻聚剂，配制试剂溶液脱除阻聚剂，配制试剂溶液n单体：单体：纯度纯度99% ,用用10-15%NaOH溶液溶液30洗涤洗涤n反应介质水：反应介质水：软水，水中溶解的氧有阻聚作用，加软水，水中溶解的氧有阻聚作用，加 保险粉保险粉(连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠Na2S2O42H2O)去除氧去除氧n乳化剂：乳化剂：脂肪酸皂脂肪酸皂歧化松香酸皂歧化松香酸皂n电解

26、质：电解质：少量电解质，胶乳粒径少量电解质，胶乳粒径 ，粘度，粘度n 低温法加电解质低温法加电解质 Na3PO4、KCl、Na2SO4等等n (1)原料准备原料准备 分子量调节剂：分子量调节剂：正十一烷基硫醇正十一烷基硫醇, 叔十二烷基硫醇叔十二烷基硫醇n 配制：配制：链转移剂链转移剂 + ST ST溶液溶液 水相混合液配制：水相混合液配制：电解质、乳化剂、保险粉、还原电解质、乳化剂、保险粉、还原剂、螯合剂，先分别溶于水中，再混合。剂、螯合剂，先分别溶于水中，再混合。n终止剂：终止剂：对苯二酚对苯二酚(早期早期), 二硫代氨基甲酸钠二硫代氨基甲酸钠n防老剂：防老剂：苯基苯基-萘胺萘胺n填充油：

27、填充油：液态烃（如芳烃，环烷烃）液态烃（如芳烃，环烷烃）n引发剂引发剂：氧化剂为有机过氧化物或水溶性过酸盐，氧化剂为有机过氧化物或水溶性过酸盐， 过氧化氢、过氧化氢、KPS；还原剂有亚铁盐、硫酸亚铁；还原剂有亚铁盐、硫酸亚铁 聚合反应聚合反应n5共聚共聚 丁二烯的竞聚率丁二烯的竞聚率r1= 1.38n 苯乙烯的竞聚率苯乙烯的竞聚率r2=0.64 实验：丁二烯实验：丁二烯/ST(wt)=72/28，X为为60%，丁苯中，丁苯中ST=23% 反应条件：反应条件：T 5-7, 表压：表压：0.25MPa, 8-10h, X：60%2% 聚合装置：聚合装置：立式圆筒型立式圆筒型 , 搅拌搅拌105-1

28、20r/min, 液氨汽化冷却液氨汽化冷却 反应终点的控制：反应终点的控制：加终止剂控制加终止剂控制X为为60%2%丁二烯比丁二烯比ST更容易加成更容易加成到大分子上到大分子上(2) 聚合聚合 丁苯橡胶生产进料组成中苯乙烯含量与理论上共丁苯橡胶生产进料组成中苯乙烯含量与理论上共聚组成偏差较大的原因？聚组成偏差较大的原因？ 丁苯橡胶是由丁二烯与丁苯橡胶是由丁二烯与ST在自由基引发剂作用下乳液合成的高分子共聚在自由基引发剂作用下乳液合成的高分子共聚物。共聚物分子中含有双键，因此，与乙烯基单体的高聚物不同，如果反物。共聚物分子中含有双键，因此，与乙烯基单体的高聚物不同，如果反应控制不当，可能产生支链

29、和交联结构。因而表现为不易溶解的凝胶。理应控制不当，可能产生支链和交联结构。因而表现为不易溶解的凝胶。理论上共聚物的组成与两种单体的进料比和它们的竞聚率有关。丁二烯与论上共聚物的组成与两种单体的进料比和它们的竞聚率有关。丁二烯与ST于于5进行乳液共聚反应时，丁二烯的竞聚率进行乳液共聚反应时，丁二烯的竞聚率r1为为1.38， ST的竞聚率的竞聚率r2为为0.64，说明了丁二烯比，说明了丁二烯比ST更易加成到大分子自由基上去。因此，进料组成更易加成到大分子自由基上去。因此，进料组成中中ST含量应高于共聚物中要求的含量（含量应高于共聚物中要求的含量（23-25%）。共聚组成方程式主要适）。共聚组成方

30、程式主要适用于不复杂的均相聚合反应，而像丁苯橡胶这样的乳液共聚反应，由于两用于不复杂的均相聚合反应，而像丁苯橡胶这样的乳液共聚反应，由于两种单体在水中的溶解度不同，乳化剂对两种单体溶解度的影响不同，单体种单体在水中的溶解度不同，乳化剂对两种单体溶解度的影响不同，单体自液滴中扩散出来的速率不同以及单体在聚合物颗粒中的溶解度不同等因自液滴中扩散出来的速率不同以及单体在聚合物颗粒中的溶解度不同等因素的影响，所以与理论的偏差较大。经实际研究确定，进料中丁二烯与素的影响，所以与理论的偏差较大。经实际研究确定，进料中丁二烯与ST比值在比值在72/28时，单体转化率达到时，单体转化率达到60%以前，共聚物中

31、结合的以前，共聚物中结合的ST几乎不受转几乎不受转化率的影响，所得丁苯橡胶中化率的影响，所得丁苯橡胶中ST含量约为含量约为23%左右。左右。回收装置与操作条件回收装置与操作条件 40 残存丁二烯汽化蒸发残存丁二烯汽化蒸发 0.02MPa 脱除了丁二烯胶乳脱除了丁二烯胶乳 苯乙烯塔苯乙烯塔注意问题：注意问题： 泡沫：泡沫：捕集器，加消泡剂捕集器，加消泡剂 凝聚物：凝聚物：堵塞筛板堵塞筛板 爆聚物：爆聚物：爆玉米花状或菜花白色聚合物爆玉米花状或菜花白色聚合物 (3) 单体回收过程单体回收过程乳胶乳胶闪蒸闪蒸 (4) 丁苯橡胶的分离与干燥丁苯橡胶的分离与干燥生成块胶时，需破乳生成块胶时，需破乳。先加

32、入电解质先加入电解质(食盐溶液食盐溶液)，胶乳粒子增大，胶乳粒子增大浓厚浓厚的浆状物；的浆状物； 加稀硫酸，使乳化剂转变为相应的酸，加稀硫酸，使乳化剂转变为相应的酸，失去乳化作用；胶乳粒子聚集成多孔性颗粒，与失去乳化作用；胶乳粒子聚集成多孔性颗粒，与清浆分离后，水洗可脱出可溶杂质。清浆分离后，水洗可脱出可溶杂质。干燥设备：干燥设备：热风箱式干燥机、挤压膨胀干燥机热风箱式干燥机、挤压膨胀干燥机8.6聚合物合成设备聚合物合成设备n按结构分：按结构分： 釜式聚合反应器釜式聚合反应器 管式聚合反应器管式聚合反应器 塔式聚合反应器塔式聚合反应器 流化床聚合反应器流化床聚合反应器 特殊型式的聚合反应器特殊

33、型式的聚合反应器 板框式聚合装置板框式聚合装置 表面更新型反应器表面更新型反应器n搅拌器：搅拌器： 搅拌特性、搅拌效果主要取决于桨叶型式和桨叶尺寸搅拌特性、搅拌效果主要取决于桨叶型式和桨叶尺寸特殊型式及新型聚合反应装置聚合特殊型式及新型聚合反应装置聚合 板框式聚合装置板框式聚合装置 卧式聚合釜卧式聚合釜 捏合机式聚合装置捏合机式聚合装置 挤出型反应器挤出型反应器 履带式聚合装置履带式聚合装置聚合反应器的选用聚合反应器的选用聚合反应器的操作特性聚合反应器的操作特性聚合反应及聚合过程的特性聚合反应及聚合过程的特性聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响经济效益经济效益 7.聚合物分离过程及设备 聚合物生产过程中，经聚合反应得到的物料实际上是聚聚合物生产过程中，经聚合反应得到的物料实际上是聚合物、未反应单体、引发剂（或催化剂）残渣、反应介质合物、未反应单体、引发剂（或催化剂）残渣、反应介质（水或有机溶