聚苯醚的合成工艺培训教材课件

工程塑料课程报告聚苯醚的合成工艺汇报人：李双庆张虎袁靖喆姜思宇木力得尓工程塑料课程报告聚苯醚的合成工艺汇报人：李双庆张虎袁靖喆1目录CONTENTS概述合成工艺改性研究产品应用总结与展望目录CONTENTS概述合成工艺改性研究产品应用总结与展望2概述概述3概述聚苯醚世界五大通用工程塑料较高的热稳定性、耐化学腐蚀性优异的电性能广泛用于汽车工业、电子电气、办公机械、精密器械、纺织器材等许多领域。世界树脂的总产量达到23.6万吨概述聚苯醚4化学结构聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环,并且由于二个甲基封闭了两个邻位的活性点,造成分子链本身具有较高的刚性和分子间有高的凝聚力。氧原子与苯环处于p-π共扼状态,使氧原子提供的柔顺性受到二个甲基的苯环影响而大大降低,因此聚苯醚有较高的热稳定性和耐化学腐蚀性。

化学聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环,并且由于二个甲基封闭5化学结构由于链的刚性大,分子链间作用力强,使聚苯醚再受力时的形变减小,尺寸稳定,并阻碍了大分子的结晶和取向。而当受外力强迫取向后,又不易松弛,制品中残余的内应力难以自行消除,易产生应力开裂。

聚苯醚的分子结构中无任何可水解的基因。使其具有十分突出的耐水性,即使将它放入沸水中后其拉伸强度,伸长率和冲击强度都没有明显下降。此处由于分子链无显著极性,因而电绝缘性也很好。

化学由于链的刚性大,分子链间作用力强,使聚苯醚再受力时的形变6化学结构物理性能额定值单位制测试方法比重1.09g/cm3ASTMD792收缩率-流动0.50到0.80%ASTMD955表2.1聚苯醚有关物理性质

化学物理性能额定值单位制测试方法比重1.09g/cm3AST7化学结构性能特点尺寸稳定性良好刚性高抗溶解性耐热性，高收缩性，低阻燃性能用途电气/电子应用领域电气部件加工方法注射成型表2.1聚苯醚有关物理性质

化学尺寸稳定性良好用途电气/电子应用领域加工方法表2.1聚苯8-170摄氏度高于300摄氏度性能熔点脆化温度性能高达190摄氏度160摄氏度热变形温度马丁耐热-170摄氏度高于300摄氏度性能熔点脆化温度性能高达1909170多种牌号；物理化学方法联合使用生产尼龙合金化工艺发展1986今天工艺发展美国GE公司首次推向市场（至今压倒性优势）Ps合金化改性19671969170多种牌号；物理化学方法联合使用生产尼龙合金化工艺发展110聚苯醚的聚合机理聚苯醚的聚合机理11聚合机理图3.1聚苯醚结构式及化学反应式

聚合机理图3.1聚苯醚结构式及化学反应式12聚合机理对位聚合物在聚苯醚诸多异构体中，具有实际意义且研究最广的是对位结构的聚合物(I)Hay提出的DMP与金属络合物催化剂发生单电了转移形成苯氧自由基，苯氧自由行C-)偶合为DPP聚合机理13聚合机理图3.2氧化耦合机理聚合机理图3.2氧化耦合机理14聚合机理(II)Viersen等认为与金属络合物催化剂络合的苯氧自由基发生C-)偶合生成DPP(III)ChenBeasjou认为苯酚的氧化偶合过程是通过一步双电了转移进行的。聚合机理15聚合机理即先形成的苯氧阴离了与金属络合物催化剂的两个铜离了络合通过双电了转移生成苯氧鎓离了与苯酚偶合为DPP,DPP再进行链增长反应得到聚合物。聚合机理16合成工艺合成工艺17工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.3催化剂合成温度与聚苯醚产率的关系工艺条件催化剂配置温度图3.3催化剂合成温度与聚苯醚产率的18工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.4催化剂合成温度与产物中DPQ含量的关系工艺条件催化剂配置温度图3.4催化剂合成温度与产物中DPQ含19工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.5催化剂合成温度与特性粘数的关系工艺条件催化剂配置温度图3.5催化剂合成温度与特性粘数的关20工艺条件表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23摄氏度。催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系工艺条件表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响催化剂合21工艺条件催化剂配置温度：结论通过研究我们组同学发现催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50℃的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。含量的测定采用的是紫外分光光度剂,仪器的精确程度可以保证,但在处理聚苯醚样品时,要经过洗涤,沉淀,过滤,会对样品中的含量造成一定的影响。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23℃。工艺条件催化剂配置温度：结论通过研究我们组同学发现催化剂合成22工艺条件表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响

通过上表可知我们将最佳的催化剂配制时间定为20分钟催化剂配制时间的确定工艺条件表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响通过上23工艺条件图3.6供氧压力与PPO产率的关系图3.7供氧压力与产物中DPQ含量的关系反应时氧气压力的确定工艺条件图3.6供氧压力与PPO产率的关系图3.7供氧压力24工艺条件图3.8供氧压力与产物中特性粘度关系的关系本次设计此时考虑到实验的成本,故采用最小的氧气压力为0.05兆帕。催化剂配制时间的确定表3.3供氧压力与产物和副产物的影响工艺条件图3.8供氧压力与产物中特性粘度关系的关系本次设计此25工艺条件图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系反应温度的确定工艺条件图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系反应温度的26工艺条件图3.10反应温度与PPO产率的关系反应温度的确定工艺条件图3.10反应温度与PPO产率的关系反应温度的确定27工艺条件图3.11反应温度与特性粘数的关系催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23摄氏度。反应温度的确定工艺条件图3.11反应温度与特性粘数的关系催化剂合成温度对产28工艺条件表3.4反应温度对产物和副产物的影响

通过研究反应温度对产物和副产物的影响,我们组的这次设计将反应温度设定为18摄氏度。考虑以上一些因素又结合实际情况我们将单体浓度设为0.0472克每升。反应温度的确定工艺条件表3.4反应温度对产物和副产物的影响

通过研究反29聚苯醚的改性研究聚苯醚的改性研究30改性研究共混合金改性表3.5PPO全世界消耗与分布

改性研究共混合金改性表3.5PPO全世界消耗与分布31改性研究PPO/HIPS合金的研究PPO/I-SIPS具有优异的吸湿率低、容易加工和良好尺寸稳定性能PPO/PS合金研究，该合金是改性聚苯醚的代表性产品，主要使用分子量较低的聚苯醚接枝上苯乙烯单体，或者以2,6一二甲基苯酚与2,3,6一三甲基苯酚的共聚物为主成份与聚苯乙烯共混而制成共混合金改性改性研究共混合金改性32改性研究共混合金改性表3.6A-PPE树脂及覆铜板性能表

改性研究共混合金改性表3.6A-PPE树脂及覆铜板性33改性研究PPO/PA合金，这种合金是结晶和非结晶的非相容性合金，由于PA是连续相、PPO是分散相，其在加工成型后性能获得很大改善，兼具两者优点PPO/PBT合金，为了解决PPO/PA合金吸水性较大的问题而开发出PPO/PBT合金，该产品的物理机械性能及制品尺寸在潮湿环境中仍保持稳定，其耐热性和抗冲击性与GTX/PPO/PA合金相似

改性研究34改性研究PPO/PPS合金，由于PPS树脂结构为苯环与硫的交替连接，分子链的刚性及规整性大，具有良好机械性能和耐热性改性研究35改性研究端基改性将PPO的端轻基进行酸化反应，最初目的是防止端经基被氧化，以提高PPO的氧化和热稳定性能，目前工业上广泛使用的封端方法是在乙酸化反应前进行醒偶反应，减少生成低分子的醒型产物。随着PPO合金的研究开发，发现可以通过在PPO端基引人带有反应活性的小分子化合物，如含有活泼卤原子或酸卤基团等，封端后的PPO为PPO合金的相容剂。化学改性改性研究端基改性化学改性36改性研究主链改性PPO既可以进行亲电取代又可以进行自由基反应，通常主链改性有多种，如进行澳代反应、磷酸醋化反应、乙烯化反应、胺交联反应、狡基化与磺化反应、硝基与氨基取代、硅取代、引人烯丙基基团等。可以在一定程度上增加PPO柔韧性、阻燃性、耐老化性、耐腐蚀性、改善其溶解性、提高机械性能等。改性研究主链改性37

产品和应用产品和应用38主要品种聚苯醚MPPO应用的主要品种有:PPO/PS,PPO/HIPS,PPO/ABS,PPO/PA,PPO/PBT。MPPO。据报导我国需年进MPPO3kt左右主要品种聚苯醚39主要品种聚苯醚主要产品介电、绝缘与阻燃覆铜板具有优异抗湿性和可再利用性阻燃树脂组成物透明阻燃聚芳醚模塑材料高阻燃性、高抗冲击性和高流动性聚苯醚组成物主要品种聚苯醚主要产品40主要产品聚苯醚主要产品1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。2、可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件，可代替不锈钢使用。3、可制作螺丝、紧固件及连接件。电子电器电视机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套，高频印刷电路板电视机、电脑、传真机，复读机外壳等。汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。化工领域:用于制作管道、阀门、滤片等耐腐蚀零部件。

主要产品聚苯醚主要产品41查阅了相关文献，了解了聚苯醚的结构与性能了解了聚苯醚的国内外发展情况，研究了聚苯醚的聚合过程确定了聚合过程中的工艺参数学习了目前为止的改性方法设计了一些改性产品列举了产品的主要应用领域报告总结查阅了相关文献，了解了聚苯醚的结构与性能了解了聚苯醚的国内外42谢谢欣赏！Thankyou！谢谢欣赏！43演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！44工程塑料课程报告聚苯醚的合成工艺汇报人：李双庆张虎袁靖喆姜思宇木力得尓工程塑料课程报告聚苯醚的合成工艺汇报人：李双庆张虎袁靖喆45目录CONTENTS概述合成工艺改性研究产品应用总结与展望目录CONTENTS概述合成工艺改性研究产品应用总结与展望46概述概述47概述聚苯醚世界五大通用工程塑料较高的热稳定性、耐化学腐蚀性优异的电性能广泛用于汽车工业、电子电气、办公机械、精密器械、纺织器材等许多领域。世界树脂的总产量达到23.6万吨概述聚苯醚48化学结构聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环,并且由于二个甲基封闭了两个邻位的活性点,造成分子链本身具有较高的刚性和分子间有高的凝聚力。氧原子与苯环处于p-π共扼状态,使氧原子提供的柔顺性受到二个甲基的苯环影响而大大降低,因此聚苯醚有较高的热稳定性和耐化学腐蚀性。

化学聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环,并且由于二个甲基封闭49化学结构由于链的刚性大,分子链间作用力强,使聚苯醚再受力时的形变减小,尺寸稳定,并阻碍了大分子的结晶和取向。而当受外力强迫取向后,又不易松弛,制品中残余的内应力难以自行消除,易产生应力开裂。

聚苯醚的分子结构中无任何可水解的基因。使其具有十分突出的耐水性,即使将它放入沸水中后其拉伸强度,伸长率和冲击强度都没有明显下降。此处由于分子链无显著极性,因而电绝缘性也很好。

化学由于链的刚性大,分子链间作用力强,使聚苯醚再受力时的形变50化学结构物理性能额定值单位制测试方法比重1.09g/cm3ASTMD792收缩率-流动0.50到0.80%ASTMD955表2.1聚苯醚有关物理性质

化学物理性能额定值单位制测试方法比重1.09g/cm3AST51化学结构性能特点尺寸稳定性良好刚性高抗溶解性耐热性，高收缩性，低阻燃性能用途电气/电子应用领域电气部件加工方法注射成型表2.1聚苯醚有关物理性质

化学尺寸稳定性良好用途电气/电子应用领域加工方法表2.1聚苯52-170摄氏度高于300摄氏度性能熔点脆化温度性能高达190摄氏度160摄氏度热变形温度马丁耐热-170摄氏度高于300摄氏度性能熔点脆化温度性能高达19053170多种牌号；物理化学方法联合使用生产尼龙合金化工艺发展1986今天工艺发展美国GE公司首次推向市场（至今压倒性优势）Ps合金化改性19671969170多种牌号；物理化学方法联合使用生产尼龙合金化工艺发展154聚苯醚的聚合机理聚苯醚的聚合机理55聚合机理图3.1聚苯醚结构式及化学反应式

聚合机理图3.1聚苯醚结构式及化学反应式56聚合机理对位聚合物在聚苯醚诸多异构体中，具有实际意义且研究最广的是对位结构的聚合物(I)Hay提出的DMP与金属络合物催化剂发生单电了转移形成苯氧自由基，苯氧自由行C-)偶合为DPP聚合机理57聚合机理图3.2氧化耦合机理聚合机理图3.2氧化耦合机理58聚合机理(II)Viersen等认为与金属络合物催化剂络合的苯氧自由基发生C-)偶合生成DPP(III)ChenBeasjou认为苯酚的氧化偶合过程是通过一步双电了转移进行的。聚合机理59聚合机理即先形成的苯氧阴离了与金属络合物催化剂的两个铜离了络合通过双电了转移生成苯氧鎓离了与苯酚偶合为DPP,DPP再进行链增长反应得到聚合物。聚合机理60合成工艺合成工艺61工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.3催化剂合成温度与聚苯醚产率的关系工艺条件催化剂配置温度图3.3催化剂合成温度与聚苯醚产率的62工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.4催化剂合成温度与产物中DPQ含量的关系工艺条件催化剂配置温度图3.4催化剂合成温度与产物中DPQ含63工艺条件催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系图3.5催化剂合成温度与特性粘数的关系工艺条件催化剂配置温度图3.5催化剂合成温度与特性粘数的关64工艺条件表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23摄氏度。催化剂配置温度本次设计采用的是铜-胺催化剂体系工艺条件表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响催化剂合65工艺条件催化剂配置温度：结论通过研究我们组同学发现催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50℃的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。含量的测定采用的是紫外分光光度剂,仪器的精确程度可以保证,但在处理聚苯醚样品时,要经过洗涤,沉淀,过滤,会对样品中的含量造成一定的影响。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23℃。工艺条件催化剂配置温度：结论通过研究我们组同学发现催化剂合成66工艺条件表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响

通过上表可知我们将最佳的催化剂配制时间定为20分钟催化剂配制时间的确定工艺条件表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响通过上67工艺条件图3.6供氧压力与PPO产率的关系图3.7供氧压力与产物中DPQ含量的关系反应时氧气压力的确定工艺条件图3.6供氧压力与PPO产率的关系图3.7供氧压力68工艺条件图3.8供氧压力与产物中特性粘度关系的关系本次设计此时考虑到实验的成本,故采用最小的氧气压力为0.05兆帕。催化剂配制时间的确定表3.3供氧压力与产物和副产物的影响工艺条件图3.8供氧压力与产物中特性粘度关系的关系本次设计此69工艺条件图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系反应温度的确定工艺条件图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系反应温度的70工艺条件图3.10反应温度与PPO产率的关系反应温度的确定工艺条件图3.10反应温度与PPO产率的关系反应温度的确定71工艺条件图3.11反应温度与特性粘数的关系催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20℃时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23摄氏度。反应温度的确定工艺条件图3.11反应温度与特性粘数的关系催化剂合成温度对产72工艺条件表3.4反应温度对产物和副产物的影响

通过研究反应温度对产物和副产物的影响,我们组的这次设计将反应温度设定为18摄氏度。考虑以上一些因素又结合实际情况我们将单体浓度设为0.0472克每升。反应温度的确定工艺条件表3.4反应温度对产物和副产物的影响

通过研究反73聚苯醚的改性研究聚苯醚的改性研究74改性研究共混合金改性表3.5PPO全世界消耗与分布

改性研究共混合金改性表3.5PPO全世界消耗与分布75改性研究PPO/HIPS合金的研究PPO/I-SIPS具有优异的吸湿率低、容易加工和良好尺寸稳定性能PPO/PS合金研究，该合金是改性聚苯醚的代表性产品，主要使用分子量较低的聚苯醚接枝上苯乙烯单体，或者以2,6一二甲基苯酚与2,3,6一三甲基苯酚的共聚物为主成份与聚苯乙烯共混而制成共混合金改性改性研究共混合金改性76改性研究共混合金改性表3.6A-PPE树脂及覆铜板性能表

改性研究共混合金改性表3.6A-PPE树脂及覆铜板性77改性研究PPO/PA合金，这种合金是结晶和非结晶的非相容性合金，由于PA是连续相、PPO是分散相，其在加工成型后性能获得很大改善，兼具两者优点PPO/PBT合金，为了解决PPO/PA合金吸水性较大的问题而开发出PPO/PBT合金，该产品的物理机械性能及制品尺寸在潮湿环境中仍保持稳定，其耐热性和抗冲击性与GTX/PPO/PA合金相似

改性研究78改性研究PPO/PPS合金，由于PPS树脂结构为苯环与硫的交替连接，分子链的刚性及规整性大，具有良好机械性能和耐热性改性研究79改性研究端基改性将PPO的端轻基进行酸化反应，最初目的是防止端经基被氧化，以提高PPO的氧化和热稳定性能，目前工业上广泛使用的封端方法是在乙酸化反应前进行醒偶反应，减