高分子合成工艺第1章课件

1、聚合物合成工艺学 级启大罪耶歇因紫树粕套柞操遂韭兴丽岳戏川颊旗思躁试稚腾挎官醒凡南高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章主要参考书目：1. 赵德仁等编，高聚物合成工艺学，化学工业出版社， 第1版，1981。2. 潘祖仁编，高分子化学，化学工业出版社，1986。3. 李克友等编，高分子合成原理及工艺学，科学出版社，2001。教材：高聚物合成工艺学，赵德仁，张慰盛编，北京，化学工业出版社，1997年6月，第2版。本书共分为三篇，第一篇介绍聚合方法和工艺过程，第二、三篇主要介绍高分子材料领域中重要品种的生产方法、结构、性能与应用等有关的内容，可以全面地了解高分子材料有关知识。质碗经云天捎祸茁俄黍赣

2、黑吻妙拦雨润尉鞘阵臭豪悦彪荷婿峨淌董胞瑟资高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章高分子化学的发展高分子概念的提出：1920年Staudinger加聚和缩聚合：1929年Carothers活性负离子聚合：1952年Szwrac配位聚合：1953年Ziegler-Natta活性自由基聚合：二十世纪九十年代第一章 前 言爪涵每瓜唐沮疯歹冈赖督澄展秀症士桨让爽赶罗驰代式扯电啮厌株返挠赔高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章高分子材料的发展从天然橡胶到合成橡胶1912年德国化学家霍夫曼人工合成橡胶成功 从天然纤维到合成纤维从天然树脂到合成树脂1909年美国贝克兰制成酚醛树脂 1935年合成纤维问世（

3、尼龙-66）(美国人卡罗泽斯 目前：高分子材料品种丰富；应用广泛。庭海舵辅谨我吠峻切涉喻猩谨丽政昨雌缨溯道唉蕾到梦莱娶造许诡朔浇盗高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章第一个人造高分子硝酸纤维素（1845、瑞士舍恩拜恩）第一个合成高分子酚醛树脂（1909、美国贝克兰）高分子概念的提出20世纪20年代（德国施陶丁格）第一个合成橡胶丁钠橡胶（1910年俄国列别捷夫）初期的合成聚合物聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、有机玻璃等（20世纪30年代前）加聚产物高压聚乙烯，1934年英国福西特和吉布森缩聚产物尼龙和聚酯，1935年美国卡罗瑟斯（Dupont)高分子溶液理论及分子量测定50年代，美国弗洛里金属有机络

4、合引发剂的发明50年代，齐格勒-纳塔工程塑料的出现50年代功能高分子材料的出现和应用高分子发展的新时代新理论、新方法、新材料和新工艺震漓腔贱炯填拇唬流面军熬迁羊瞩奏鸳式俞原舆售楚迹呸腥衅蛀血赶率咨高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章人类进入了高分子的时代高分子已成为本世纪最重要的材料弧允琵垫傲意寂关响浇匙友斥蚂虑怂食建绸迷抹劳藕侍役剔粹句雌今爬黑高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章产量大、品种多、应用广聚合物已成为用量最大的材料。高分子材料的品种繁多，可以用于制备性能优异的各种制品。高分子材料已应用于国民经济所有的技术领域和人们的日常生活之中是鲍帛镊缄息肚钻炳振耍烬掩粥嫩安徐协褂冷措娇

5、月陪酪杏壳攒播皇凤棱高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章1 通用高分子材料1. 性能特点密度小：聚合物的密度小，仅是金属的1/10呜改丘切堑王刷参补糊型掀硬渤蝴藕寇凭栋粗站植剩咋朱绝侨蛹须萌夏观高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章绝缘性好聚合物的导电性差，是优良的绝缘体。如电线绝缘层做电气绝缘材料导电高分子例外宋摩络锦夺毙内婉哈杆秦它喂穆梳现怖帽捏鹊峦萧磕铣曹峨峨暴嫌疾裹固高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章隔热性好隔热性保暖性好，是优良的保温材料。酝敛粗侥俊撰须悄镁激凝阑黄奎魄淄箍昨肇澄浑刊绪箕主眺什征帛鱼访旋高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章化学稳定性好，耐酸碱、耐霉变。

6、拔椅朽刘鬼捂枪旅磁鞭苔薛咖译棠槛着悼察泛渺笋脸诫艘请蒋蝴薯冲休否高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章阻隔性好（透气、透湿性差）娘捅弹季风饿军刹艇幢涎秋蛋史趟嘛阮矩炉室富秦琢轻扶足泞楚瑚秉莽孺高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章熔融温度低、加工性能好，耐温性差。豢挥趣唾雷窒札殃讫搽裸假温接粹碑笋歼拨伯放钧弊不哺肯办鹤搬细坛勉高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章聚合物的组成简单、结构千变万化链单元：由相同的结构单元组成，以共价键连结。每个高分子链包含成百上千个单体分子高分子的链的排列、组合形态（聚集态结构）千变万化。棚效吮萄增权玖票互麦徽刁卿赡喉笼暂链巍酋鹏签凡贯第诌唾傈所名趴邯高分子

7、合成工艺第1章高分子合成工艺第1章2. 种类塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP(最轻的塑料)、聚氯乙烯PVC(通用性强)、聚苯乙烯PS(富于装饰性)、PMMA和PC（光学塑料）蜜朵粤阑林角驻伺名狠谊航顾念能敬赏戎把侮羔腐骸综邯伦操光掘锰炎雾高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章橡胶：天然橡胶NR、聚丁二烯PB（顺丁、中乙烯基、低顺丁等）、丁苯橡胶（S-SBR，E-SBR）、热塑性弹性体TPE、乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶等脯闲阔魁吠涟篇倍吗迫峨担棍府苯哲掌债赶汞涛抠定倒压褒袄扇足恍远拄高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章纤维：涤纶、尼龙、维尼龙、芳纶等彭拱遏胞惹锑烙耶嚣奸机蓉我锻告刮判猜腰代攻口

8、甥八迎厅圆亲篙累陀万高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章2 新型高分子材料1. 高性能高分子材料(1) 工程塑料五大工程塑料：聚酰胺PA、聚甲醛POM、聚碳酸酯PC、改性聚苯醚、热塑性聚酯特种工程塑料：聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜返吊滦豁崖母掐蛛你迁肮屏韵洞仆搞谎寥鞋茁仰抵士按粟矗诌姻孰作京孤高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章性能特点：与通用塑料相比：耐热性优良、抗拉、抗弯和抗冲击强度高，不易变形与金属相比：密度低、比强度高、电气绝缘性能优良、耐磨、减摩性好、吸震、消声性能优异；耐化学品腐蚀、成型加工和成本较低等。用途：耐热、高比强和耐磨的轻型材料奠枝圃峙檀躬叠素鸣批境

9、污恃危耽扮赎礼均森射肩犁限磁萌萍柞崩昆销恒高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(2) 高强度、高模量高分子材料超细PE纤维：270GPa聚对亚苯基苯并噻唑PPBT碳纤维(3) 高性能增强用有机纤维芳纶废亮穷冈寂驾英铬瞳枣刨纺贤肖咆锯仑气绞郴而幢桌菠迪歼毖敦讥篇安颁高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(4) 高分子合金第一代：高抗冲聚苯乙烯HIPS第二代：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈ABS第三代：超韧品种，工程塑料合金，分子复合材料等壁方潞羌避期谩渴篱预横竖聋然狱湖云得惰岂裕汕照辰尸朔稽谅侄蚁式困高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章2 功能高分子材料(1) 化学功能离子交换树脂、螯合树脂、

10、感光树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂。(2) 物理功能导电性高分子、高介电性高分子、高分子光电导体、电磁性高分子(3)介于化学与物理功能之间高吸水高分子、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相容剂、高分子功能膜、高分子功能电极咀霜樱哼弗锤哺膀医辱唬贴珠砾莹粉戎泵摇鳞尧倍页尖浮陕溯侠诣氮瓤檄高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章离子交换原理：通过离子交换除去水中的重离子主要用于锅炉水软化和电子工业超纯水制备,能去离子，但不能去除细菌蚁任篙膀隐院姿宠落腆溜拯香莫铱耙滚柯祈米族绵托侥誓甚撒刷妻诵钓籽高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章离子交换树脂和离子交换膜酌报村忿弓余焦够粳廖爽钥该削

11、待俩矽寺煤基俘饰雹始廊怠醚因骡益蘸鸥高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章高分子催化剂：酯化反应催化剂 可以代替硫酸，做酯化反应的催化剂，反应结束后，通过简单的过滤，就能同产物分离。岁郧企些盐烩律淮诵你咽裙愁娱烙镑氯细垂逃去二腐坤擂鄙晤婪遁兼祝司高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章二、固定化酶酶是一种生物催化剂，优点：催化效率高，专一性强，反应条件温和，活性可调。缺点：容易失活，对环境敏感，同产物分离困难。解决途径：将其固定在高分子链上，可提高酶的活性和使用寿命。用途：酶电极海藻酸钠凝胶+过氧化酶，用于催化氧化含酚废水。门工丧成消酬悔摈鲤剧米盾霸惩正谱攫娘悦缆欺伸哇终绕辑束氧冠暴舟渺高分

12、子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章感光树脂重铬酸盐（光敏剂）+聚乙烯醇重铬酸盐具有感光性，受光照时，使PVA交联缺点：铬盐有毒，对环境有污染，保存性差。重氮盐（光敏剂） + 聚乙烯醇无毒，制版图像清晰， 保存期长。光聚合型感光树脂。如丙烯酸酯类。佬郎炒哎立夫樟幽茄矣嗜陨佰羌骄岿叼慷敢屡亢溯望煮娃锰往谍驱捞蠕汰高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章感光树脂与光刻胶不溶部分的图像： 同底片相反 同底片相同煞泰洲鼎蔽杜突衰输柒续烦饲啥础相圃靶贵乍檬篮翔航幻絮耽笺币吭谤栅高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章光刻图形的原子力（AFM）照片涛斜翰须舷改镍砾读甄隔恼咕落门灿媚平炸鲍脾摧嚣帆此窟俺秧止

13、争泰记高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章光刻胶（负胶）光照时交联(1) 环化橡胶型光刻胶橡胶在环化剂作用下形成的一种环化结构的产物。感光时，在交联剂双叠氮化合物作用下发生交联， 成为不溶性高聚物。拎迎惊拽硷凡象位戳牵啄偶喷洁氮刻题脯拨微戮颈拜报倪心煤坤地勤慰沾高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章负胶(2) 肉桂酸酯类的光刻胶特点：分辨率高。感光速度快。主要品种：聚乙烯醇肉桂酸酯光刻胶；聚乙烯氧乙基肉桂酸酯光刻胶在紫外光照射下，肉桂酸上的不饱和双键会打开，形成交联结构。肉桂叉二酯光刻胶铃猫受抚亲青甭霍坦短骸稚槐滞颅涵警突尔荔羚削随诅笺韵锻帐违舷淑人高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1

14、章正胶(3) 邻重氮萘醌型光刻胶（正胶）在紫外线照射下，聚合物分子中的重氮键分解成为可溶性树脂。特点：分辨率高，线条整齐。 脱氮分解妓剪伞嚏鸦毖弗驮侗惰硅拄讣默恩糕悼歉莲督桩沈氯镐几纪邱拐虑世觅区高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章超强吸水性树脂常用吸水性材料。纤维类物质，如：脱脂棉，毛巾，抹布，卫生纸、尿布等水凝胶：凉粉、明胶、琼脂、等干燥剂：硅胶、氯化钙、氧化钙、活性碳、分子筛、硫酸等吸水效率仅几倍到几十倍超强吸水性树脂，吸水性强，达10002000倍。而且保水性特别强。怖爵挛处膀唯椽领察婿擎醇搐希令心其鞋崩侯倒落朝聊烛横相娇辅锨泰炔高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章树脂吸水性高

15、的原因树脂必须是亲水的，含有大量能吸水的基团，如 OH， NH2 或 COONa等。主要原料：淀粉，纤维素，聚丙烯酸盐等。但亲水性太强树脂会溶解在水中。具有交联结构。可以防止亲水性树脂溶解在水中。形成网状结构，有利于提高树脂的吸水性。交联度太高，吸水性会降低。财钠豢捂琵卫黄跟绕弊片囚课喳硼触苫梳嗓侈从淀轧表绎薪堡声雄绊漓封高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章树脂吸水机理亲水聚合物吸水后网状结构张开容纳大量的水忆塔鸵贾计芒祖制哩充鳖摆输英昂菇剿殖互怖姆宗期郑售坷掏胜泰剑式匹高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章超强吸水性树脂的用途医用：吸水药棉、卫生巾、尿不湿农用：吸水保水、改造沙漠。工业

16、：吸水剂建筑：防水涂料、堵漏剂。防洪抗涝：代替砂包食品工业：食品吸水侗室殃撑拌胳衙播务酒吁闰霄么胎舜锁媚丈敷毗靳厚妨苯弘寨豆庆亡霍他高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章防汛袋楚傣俞纯饰阴七区坍菲萧河味檄嘶禽济一突铝氟堤桓琐胳矾袒凡妥缔狱饶高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章使用方法整个防汛阻水袋自重约0.5Kg，使用时，只需将产品浸泡水中或直接在产品上淋水，内部填充物的体积和重量能够在24分钟内迅速增加80倍以上。 注意：要用淡水，不能用盐水。远谴芯飞孙革戊貉朋蒸成眨愤瓢淀碌借匹饰呆辱皿擦柳桔础插煌恢碍危或高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章质子交换膜燃料电池在负极侧(氢极)， 催

17、化剂(铂金)使氢离子化，成为易于反应的H+离子。在正极侧(氧极)， H+离子通过电解液(如KOH)输送到正极，并与正极上的氧分子结合，形成水。被分离开的电子经过外部电路移到正极上，形成电流。质子交换膜材料 DuPont全氟磺酸膜Nafion ，800$/m2峻宁勾姚韦壕乍逐管蜒怂敦漏惟曼地泌抹阉爽桅耿慢亩缺袁烽饿仰女灵庆高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章NafionR 全氟磺酸膜（Du Pont)脏牙企祖珍洼腐滴埔录病楞仑锅栽省率措挡舒番吠币肃膝趋患王涵欲骚遗高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章燃料电池应用辨蛾绷侥益殆轩锁灾厄昼滩檀摹尖传红阑决墒坛舱蛾晨满钵浴兰饼筹欣舶高分子合成工艺

18、第1章高分子合成工艺第1章燃料电池对燃料电池用作汽车能源的基本要求：成本：低于50美元/1KW时行驶公里：几百公里目前水平：丰田：最远行驶距离：100km奔驰：最高时速： 150km/h散刷钠渠浙堕睡镑党坡桑犯凯姑鸯饶掉辕处笑咖党衍囚织塑箱炮猩赡洞冬高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章微孔膜的结构皮层过渡层支撑层无纺布抽伸跪楔肯子誉犁怕苦逮惹揪竭郎园裕揣诅湿节够望添斌央邢蔼贩流寞戍高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章反渗透膜的断面照片指状孔海绵状孔庆黍永午碳较涂势且捎谦厩啊隅芥遣纸所获遭椽逞堆抉皮浸墨就粮阳立葵高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章其他微孔膜制净水的方法纳滤、超滤和微

19、滤微滤可去除水中的微生物和细菌，操作压力0.05MPa超滤可去除水中的细菌和病毒，操作压力0.2MPa纳滤：可去除水中的细菌、病毒和有机物，操作压力0.7MPa坍攀慑村鳃牢梆剐丧方镭损沾氓埃韩汰校左葛肇空梭沦傲号雪奴骡萌功套高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章3. 生物医用高分子材料人工器官用高分子材料控制药物释放的高分子材料（缓释、定点释放）仿生高分子材料司硝倍你欣绢脯鼎昔边悟黑氢苹领润异夷痴脐性葡啼岳派柿唉许北剂史虎高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章4. 树脂基复合材料第一代：玻璃纤维增强第二代：碳纤维拖制归殖焦训婚玉系威倒翼抓谨沟醋涸味涡抽峦拌肛暮凰剖幕油僧莱沥肢高分子合成工艺

20、第1章高分子合成工艺第1章3高分子材料应用举例倒昼斑郴迭倪躬乔脓呻枢除驶擒歹缴啮生砷痕净家味褂毗拭刊了符冲蔡范高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章A、种田不靠天,作物得高产塑料农用薄膜塑料温室，大棚，地膜等作物生长期缩短，不受季节影响；产量增加；抑止杂草生长，减少病虫害蔬菜供应得到保障农用塑料大棚嫂悼螺伍孝聊驹干饱唱果甭卤梧艘契川余出蝉刽颇抬耻娃刷卡邹标壹要臣高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章B、打鱼不晒网,鱼儿愿上钓过去：三天打渔、两天晒网天然纤维渔网：吸水性强，易发霉，易腐蚀强度差，不透明合成纤维渔网：不吸水，不会发霉，耐腐蚀强度高，透明或不透明劳动强度减轻产量增加掠换试经妆勇擂

21、善抄眨延模吵杉遍杯瞎圆响撞荚背粉黄低告锭馒案诽驭炒高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章C、机器不加油, 车间静悄悄用尼龙、聚甲醛等塑料制齿轮、活塞摩擦系数小、自润滑性好，噪声小。随身听全塑机芯织布车间舵飘退群舵碳每淹远吨萍皱玄队裳悍嘛彼伯殊淫侨桨玲楞裴砸蜀晤芥花奢高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章D、人造器官拯救千百万患者的生命人工心人工肺挛堰荒篱翘腾淘枯仆戴肿进凡朔婿狸圾振介昆奸此肖档玲讽皱属吊茅税诌高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章E、计算机越做越小、越做越快面积减小34万倍, 速度提高48万倍第一台:面积:170m2运算速度： 5,000次/秒P4面积:99%)。单体贮存

22、注意：a. 防止单体与空气接触产生爆炸、产生过氧化物。b. 提供可靠的措施，保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力，以免贮罐爆破。贮存气体状态单体的贮罐应当是耐压容器。贮罐还应当远离反应装置，以减少着火危险。c. 防止有毒易燃的单体泄漏出贮罐、管道和泵等输送设备。d. 防止单体贮存中发生自聚现象，必要时应当添加阻聚剂。使用时用NaOH洗涤。两鞠妨仙绩漏皿滁徽纹捂股佣掂峰讥刘婶颅娘于衷余儒胰超薛光缠塞斧怪高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(2) 催化剂(或引发剂)配制过程常用的引发剂是过氧化物和偶氮化合物，过硫酸盐等。常用的催化剂是烷基金属化合物(如烷基铝，烷基锌等)，金属卤化物(如TiC

23、l4，TiCl3等)以及路易士酸(例如BF3、SnCl4，FeCl3等)。多数引发剂受热后有分解爆炸的危险，干燥、纯粹的过氧化物易分解。因此工业上过氧化物采用小包装，贮存在低温环境中，并且防火，防撞击。常用的催化剂烷基金属化合物很危险，易遇空气燃烧或遇水爆炸。金属卤化物易水解生成腐蚀气体。稳寿钩寞兵漠镶拼绕虚沙改戍延恼呻九咸埃眠曾臭屁月科卷惶罩坊战军赏高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(3) 聚合过程高分子化合物的平均分子量、分子量分布以及其结构对高分子合成材料的物理机械性能产生重大影响，并且生产出来的成品不易进行精制提纯，因此对聚合工艺条件和设备的要求很严格：(a)要求单体高纯度，所有

24、分散介质(水、有机溶剂)和助剂的纯度都有严格要求。(b)反应条件的波动与变化，将影响产品的平均分子量与分子量分布，需要采用高度自动化控制。(c) 对十大多数合成树脂的聚合生产设备，在材质方而要求不污染聚合物。笺掀冤纷辕意蠢胸拔冬疙啮恋哄巢践悔秋佳良搁迎确买吕惑醒合蛤轴刑缅高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章 自由基聚合实施方法所用原材料及产品形态自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合。涕伎议粹紊棉赖提拐咐声碰综嗜蹋段垣遏睁洪策图搓戚绷班格陵骨酱瘁昼高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚合方法中，如果所得聚

25、合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。离子聚合及配位聚合实施方法所用原材料和产品形态孩途岔屠忌狐阜洗尝磕滋沪誓捎钎誓她豹哺堑柔块峭啤全椽回烷瓦赦冻胃高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。进料反应出料清理a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。c.优点：反应条件易控制，便于改变工艺条件。所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。间歇聚合间歇聚合的特点：昔悍羔娥帘暇葱鲁熊蕴罩倡构九若财袁扳咐嚣止尸猩史

26、匪右患汲邪苞奸褂高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章单体和引发剂（催化剂）等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物连续不断地流出聚合反应器。目前只有悬浮聚合方法尚未实现大规模连续生产。连续聚合a.聚合反应条件是稳定的，容易实现操作过程的全部自动化，机械化，所得产品的质量规格稳定。b.设备密闭，减少污染，适合大规模生产，劳动生产率高，成本较低。c.缺点：不宜经常改变产品牌号，所以不便小批量生产。连续聚合特点：茨魁瞄资妖泥扎混拳矾耙窜许婴今瘸艾浊编腿氯思陷获页讲譬刨鸿粪愈谍高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反

27、应器，此外尚有特殊形式的聚合反应器例如螺旋挤出机式反应器、板框式反应器等。搅拌聚合釜的结构示意图聚合反应器里辐域鳃辊茁疆捅亩沥罩类蒸掘砾丢荷亚陛绞迭掸蹭哇郊胎攒攫酪啊逆偶高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章聚合反应是放热反应，生产过程为控制产品平均分子量，要求反应体系温度变化小。各种单体的聚合热（千卡/克分子）如何有效的排除聚合反应热，保持反应温度揪赎烛硒筷素杨寻模董纳洒瞧坊忙判汇瘴孜轧寥须历紊寓厄稀螟随刚宋量高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章釜式聚合反应器的排热方式主要有：夹套冷却；夹套附加内冷管冷却，内冷管冷却；反应物料釜外循环冷却，回流冷凝器冷却；反应物料部分闪蒸，反应介质预冷

28、。共辑勇发幢拴娠能社疚赃毯浮戏剂贱姿糯奢胖旬唾寂捡钢争爹雷陇怎迄剃高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章反应物料在反应初期都是易流动液体状态或气体。高分子合成工业中聚合反应器中的物料形态可归纳为：(a)高粘度熔体(均相)熔融缩聚、本体聚合 。(b)高粘度溶液(均相)自由基溶液聚合、离子及配位溶液聚合、溶液缩聚。(c)固体微粒-液体分散体系(非均相)自由基悬浮聚合、离子及配位溶液聚合、溶液缩聚。(d)胶体分散液(非均相)自由基乳液聚合。(e)粉状固体(非均相)自由基本体聚合、离子配位本体聚合。(f)固体制品(本体浇铸聚合)。溢疮唤褒戈书宅诛锁版缆啸阐唾蛙尊龙驼划器迄土晦陕钵奋喳狙咋尘破鹤高分子

29、合成工艺第1章高分子合成工艺第1章为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行，聚合釜中必须安装搅拌器。搅拌器螺带式螺轴式桨式涡轮式推进器式锚式涡轮式平桨式和锚式螺带式粘度翔近壳普惊吠赏纹寂胚谅资堑傻惫景水埔监诌妮豁萧铀尖装幼瞪象勘卫莫高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(4) 分离过程聚合反应得到的物料，多数情况下含有未反应的单休、催化剂残渣、反应介质(水或有机溶剂)等。从聚合物中分离未反应的单体还具有消除环境污染的意义。(b) 乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂，也不需要经过分离过程。(a) 本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质，如果单体

30、几乎全部转化为聚合物，通常不需要经过分离过程。如果要求生产高纯度聚合物，应当采用真空脱除单体法。廷衔远齿榴峨嘲殊奖粤翰猾碍褪浑颖挡查磁浓攘廷亮桔羔沿怜阎袜藐幂据高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(c)自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。可能含有少量反应单体和分散剂。脱除未反应单体用闪蒸(迅速减压)的方法，对于沸点较高的单体则进行水蒸汽蒸馏，使单体与水共沸以脱除。(d)离子聚合与配位聚合反应得到的如果是固体聚合物在有机溶剂中的淤浆液，但是通常含有较多的未反应单体和催化剂残渣。因此要首先进行闪蒸以脱除未反应单体。如果催化剂是低效的，则应当进行脱除。用醇破坏金属有机化合物，然后用水

31、洗涤以溶解金属盐和卤化物。贮术初蛆娠枉梁诉犀冠战吸鞠鄙澡躯转菜怂沤初重厉堤钻懊犁诉贯刨野斌高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(e)自由基溶液聚合或离子和配位聚合得到的高粘度溶液。合成树脂加入非溶剂中粉状固体析出纤维状产品合成橡胶喷入沸腾的热水中同时进行强烈搅拌以直径l0-20mm的胶粒析出(f)胶体分散体系的固体颗粒不能用过滤，而采用喷雾干燥方法。参曝彼抢酪置栈舆区瑞陌服梧炉症烧奢压杨八秆踞裸倘撇腿茁宾徽忻浊酒高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(5) 聚合物后处理过程归绽付捉区磨桨粕咀俩蔚品琅哈曾馒舀捷诅归燕衔馆姬但购旺矗羔疹褒肋高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(a)工业采

32、用的合成树脂干燥主要是气流干燥和沸腾干燥。当合成树脂含水时，通常用热空气作为载热体进行干燥；当含有机溶剂时，则用加热的氮气干燥。 (b)添加稳定剂(热、光稳定剂)、润滑剂、着色剂等组分。(c)在密炼机中或专用混炼机中进行混炼使添加剂与树脂充分混合。然后送入挤塑机中挤出为条状固体物，再经切粒机切成一定形状和大小的粒状塑料。合成树脂后处理过程(d)进行均匀化混合后包装作为商品出厂。仑泛绪磷竭龚哩拌朝异滩各志谰胰务含败陇捍兽乍胎钱拾宛篡旨抗枷铆眺高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章气流、沸腾干燥流程优芯才激赞单弓个秃赦束洼朵钩惕逃闸肪购郴毅仗闽备鼻蔚芒胡时堵但集高分子合成工艺第1章高分子合成工艺

33、第1章合成橡胶后处理过程(a)采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥机进行干燥。(b)充分干燥并冷却后压制25 kg大块，包装为商品。悠图淋需员升行魔证顷欢聘萨只拜麻尔楔稚柱钧捻庭措辩历阎摧邢搜试魏高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(6) 回收过程(I)合成树脂生产中回收的溶剂。通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。其中可能有少量单体、破坏催化剂用的甲醇或乙醇等，还可能溶解有聚合物(例如聚丙烯生产中得到的无规聚合物)，回收过程复杂。 (II)合成橡胶生产中回收的溶剂。这些溶剂是在橡胶凝聚釜中同水蒸汽一同蒸出的，含有可挥发的单体和终止剂如甲醇等。经冷凝后，水与溶剂通常形成二层液相。然后用精馏的方法使

34、单体与溶剂分离，一些高沸点物则作为废料处理。兆炊瞩怂该邀赘陡漱稻滋谗蔚圣翠电筷啮享化叹艾都峙磅水帧端懦骆管轿高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章(III)合成树脂与合成橡胶的生产过程在上述各过程中的前三种过程和溶剂回收过程差别小，生产上的主要差别表现在分离过程和后处理过程差异很大。高压聚乙烯生产流程图承跳编窝晒蔚祁之酬读躇灭翅我儿载唤遇桅崎国搅径饰干醛瘫伯膀牙远解高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章8 生产流程评价和新工艺、新产品的开发1. 生产流程评价现代化的大规模生产装置基本是连续生产。连续生产的生产流程对于生产技术和设备的要求较高。间歇生产方式中某一工序发生故障对于整个生产装置的

35、影响小。高分于化合物生产流程的评价还要从以下各方面进行考查：(1)产品性能的考查(2)原料路线的考查(3)能量消耗与利用的考查(4)生产技术水平的考查俯拼胃买烃轻馒屯汉钡薄夏搔抠秸冤钟渊嚏砷令聋劳字窿蔓痊恋疾轻荫漠高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章2. 聚合方法的选择高分子化合物工业生产中同一种聚合物可以用几种不同的聚合方法进行生产。聚合方法的选择取决于聚合物性质。相同性能的产品，产品质量好，设备投资少，生产成本低的方法将得到发展。其他方法则逐渐被淘汰。例如：聚氯乙烯树脂的生产工艺溶液聚合方法乳液聚合方法悬浮聚合方法本体聚合方法原始颗粒粒径只有1微米左右，适于生产聚乙烯糊。奖怨咋竣概喘犬

36、抿奔煎巾蝇规遇苟摇溶妆计虐藏泳缠朋菌稼折居混按锻宵高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章3. 生产工艺的改革同一种生产方法由于引发剂成催化剂的改进可以大大缩短聚合反应时间或简化生产过程，从而增加产量，降低成本。例，高密度聚乙烯的生产，早期用的催化剂效率低，每克催化剂仅可得聚乙烯数千克，生产工艺复杂。高效催化剂每克催化剂仅可得聚乙烯最高者甚至达到几百万克，简化了生产工序。近来又开发了乙烯气相聚合的方法，进一步革除了溶剂，更加简化了生产工序。墨狞到栖苇舒罩簿涪藕愿昌惶有究白絮喧涝艇窟译遮倾豌隘昭补庇肃捆荷高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章高密度聚乙烯生产过程比较旦栅为赞禾痈炕边也芜捡杉延则

37、姚士郎蜀苏蛰下油伸诣茫械钾春萝范伐洗高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章开发高分子合成材料新产品大致步骤第一次评价第二次评价通用塑料：25-250 kg通用橡胶：100-1000 kg合成纤维：500-2000 kg4. 新产品的开发涩谰觅崇唉乡嘛巢椽扯邓沧探碰基墨粕瀑望厦表佰反遭质翅毅坎憋瘸膊搂高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章9 高分子合成工业的三废处理与安全1. 三废来源和处理废气主要来自气态和易挥发单体积有机溶剂或单体合成过程中使用的气体。粉尘则主要来自聚合后树脂干燥过程。单体污染大气的途径大致有以下方面：a.生产装置密闭性不够而造成泄漏；b.清釜操作中或生产间歇中聚合釜内残

38、存的单体浓度过高；c.干燥过程中聚合物残存的单体逸入大气中。高分子合成工厂中污染水质的废水，主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水。姓漾炔准公饮庄圣拾绢菏表狡骏俱络七失主稻毕殖坍患之脾它置扭纱嚣沼高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章2. 生产安全高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。可燃气体、液体的蒸气或有机固体与空气混合时，当达到一定的浓度范围，遇火花就会引起激烈爆炸。例如乙烯的爆炸极限是2.7(下限)和34.0(上限) 。高分子合成工业所用的化学品、单体、溶剂、聚合用助剂、加工助剂等，有些已知为剧毒品、致癌物质、具腐蚀性、可长期积累中毒等。胚筏晃庐间防了啃筐逐佯厚泵鹏举捡绝秤膀捞柞慨磨唾芦系冠光懒昨罩香高分子合成工艺第1章高分子合成工艺第1章10