第三章 高聚物的生产过程简述第三章 高聚物的生产过程简述

主要包括六个工序

原料准备和精制过程催化剂或者引发剂制备过程单体聚合过程聚合物分离过程后处理 (洗涤和干燥等 )过程回收过程

第三章 高聚物的生产过程简述第三章 高聚物的生产过程简述

• 3 ． 1 高聚物生产过程的特点 • 3 ． 2 原材料的准备和精制 • 3 ． 3 引发剂和催化剂制备与保存• 3 ． 4 聚合反应过程• 3 ． 5 高聚物生产中的分离过程 • 3 ． 6 聚合物后处理• 3 ． 7 回收过程

• 南京瑞亚高聚物装备有限公司 产品名称 :液体计量加料系统

33 ．． 1 1 高聚物生产过程的特点高聚物生产过程的特点

• （ 1 ）、要求单体具有双键和有活性的官能团，分子中含碳碳双键及二个或二个以上的官能团，通过分子中双键和活性官能团，生成高聚物。

• 2) 不同的产品不同反应过程，控制分子量和分子结构的方法也不一样

• (3) 生产过程中聚合或缩聚反应的热力学和动力学不同于一般有机反应

• (4) 生产的品种多，生产工艺流程差别很大。• (5) 聚合反应体系中物料有的是均相反应，有的是非均

相体系，而且反应过程中也有相态变化。• (6) 整个生产过程有统一的过程。

33 ．． 2 2 原材料的准备和精制原材料的准备和精制

• 高分子材料合成工业的主要原料为单体和溶剂• 合成高分子的生产中要求单体中杂质很少，纯度达到 99 ％．烯烃及二烯烃单体中要求醛、酮、炔烃含量很少。有害杂质不仅影响聚合和分子量，影响引发剂和催化剂的活性．为了防止单体在贮存时自聚，加入一定的阻聚剂，在聚合前通过蒸馏或用碱液洗涤除去阻聚剂。

杂质的危害和除去杂质的危害和除去

• 杂质的危害：• 影响引发剂（阻聚、链转移）和催化剂的活性、损害物性

除阻聚剂方法• 1 、与水互溶蒸馏• 2 、与水不互溶蒸馏用碱液洗涤

单体的精制方法单体的精制方法

• 同系物杂质精馏净化精制或者萃取精制• 颗粒杂质离心脱去• 用去离子水除去水中的钙镁及金属离子• 氧化还原杂质及微量杂质采用滴定法• 需要脱水时可采用变温或者干燥剂脱水

应用中的应用中的 CTL50-NACTL50-NA 萃取机 萃取机

单体的贮存单体的贮存

• 单体的贮存• 大多数单体为有机化合物有毒，易燃，易爆炸，在贮存时要注意

和考虑安全问题：• (1) 是防止单体与空气接触产生爆炸的混合物，或产生过氧化物；• (2) 单体和溶剂贮存的温度不能高，在低温下贮存最好；• (3) 装单体和溶剂的容器设备、管道、开关不应有渗漏现象、一旦

发现应及时解决；• (4) 在贮存区不得有烟火或引起火灾的物品；• (5) 对低沸点的单体和溶剂的容器及设备能耐高压。为了防止贮罐

内进入空气，可通入氯气保护； • (6) 为了防止因受热后单体产生自聚，单体贮罐及容器，避免阳

光照射，注意采用隔热和降温措施，或安装冷却装置。

33 ．． 3 3 引发剂和催化剂制备使用与保引发剂和催化剂制备使用与保存存

• 1 、自由基聚合体系中所用引发剂有两类：• 一是水溶性引发剂，主要为过硫酸盐及氧化还原引发体系，使用前用水配成一定浓度后．加入高位计量槽备用；

• 二是油溶性引发剂．多为有机过氧化物和偶氮化合物、使用前加入单体中溶解后混合均匀备用。

33 ．． 3 3 引发剂和催化剂引发剂和催化剂

• 2 、离子型聚合所用催化剂制备• 离子型聚合所用催化剂品种多，包括 :• 阳离子催化列 (BF3 、 TiCl4 、 A1Cl3 、

SnCl4等 ) 、• 阴离子催化剂 (烷基锂、钾的化合物、钠的化合物等 ) 及配位络合催化剂体系 (Ti—A1 、 Ni—Al ——B 、 V—AI等金属烷基化合物及金属氯化物等 ).

33 ．． 44 聚合反应过程聚合反应过程

无论用什么聚合方法或缩聚方法合成高分子材料的生产实施的方案中，需要考虑以下几个问题：

(1)聚合的物系组成 (2) 各组分加入的顺序和方式 (3)聚合反应过程中对反应热力学及动力学的控制 (4) 反应设备及辅助装置

33 ．． 44 聚合反应过程聚合反应过程

• (1) 聚合的物系组成 • 包括单体、共聚单体、反应介质或溶剂．反应要用的

引发体系或催化剂体系，及其他乳化剂．调节剂等各种成分的用量及比例。

• (2)各组分加入的顺序和方式 • (3) 反应热控制• 聚合反应过程中对反应热力学及动力学的控制也是很重要，具体表现为反应条件的控制，不同单体的反应热不同，如表 4 ． 1所示。

• (4) 反应设备及辅助装置• 反应设备及辅助装置对反应很重要。

RAT变频玻璃反应釜 (10、 20、 50L)

GCFGCF 系列小型永磁旋转搅拌反应釜系列小型永磁旋转搅拌反应釜

• GCF系列大型

流化床聚合反应器流化床聚合反应器

33 ．． 5 5 高聚物生产中的分离过程高聚物生产中的分离过程

一方面对使合成的高聚物的产品有很高纯度．合乎规定的质量指标； 另一方面为了回收未反应的单体及溶剂，降低生产成本，减少环境污染，所以对聚合后的物料必须进行分离。

1 、为什么需要进行分离

33 ．． 5 5 高聚物生产中的分离过程高聚物生产中的分离过程

• 怎样分离？

• 合成的方法多，品种不同，聚合后产品的物系组成不同，分离的方法不一样。

•

• 离心分离机

3DMF3DMF 型系列密闭离心分离机 型系列密闭离心分离机

WHFWHF 系列卧式双级活塞推料系列卧式双级活塞推料离心分离机 离心分离机

WGFWGF型系列全自动卧式型系列全自动卧式刮刀离心分离机 刮刀离心分离机

33 ．． 6 6 聚合物后处理聚合物后处理

1 、为什么要对聚合物进行后处理

经过分离过程制得的出体聚合物，含有一定的水分和未脱除的少量溶剂，需要经过脱水 和干燥。

33 ．． 6 6 聚合物后处理聚合物后处理

• 2 、设备与方法• 生产设备是不同类型的脱水机 , 干燥器和造粒机包装机等。

• 合成树脂后处理过程如图 4 ． 1所示。

闪蒸脱气机组 闪蒸脱气机组

汽提塔 汽提塔

XZGXZG 旋转闪蒸干燥机旋转闪蒸干燥机

• PGL-A型喷雾干燥制粒机

封闭循环带式干燥机 封闭循环带式干燥机

盘式连续干燥机 盘式连续干燥机

热风循环烘箱 热风循环烘箱

YZGYZG 耙式真空干燥机 耙式真空干燥机

• LPG 高速离心喷雾• 试验干燥机

脱水过程及脱水设备脱水过程及脱水设备

振动筛 振动筛 TSZD TSZD

挤压脱水

气流干燥和气流干燥

器

流态化干燥与流化床干燥器

南京瑞亚高聚物装备有限公司 产品名称 :TS

E双螺杆挤出造粒机组 (A-F六大系列 )  

• 南京瑞亚高聚物装备有限公司 产品名称 :HSJ系列废膜回收单螺杆造粒机组

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33 ．． 7 7 回收过程回收过程

• 单体回收利用• 溶剂回收利用• 低聚物回收

小结小结

• 聚合物的生产过程• 原材料的准备和精制 • 引发剂和催化剂• 聚合反应过程• 高聚物生产中的分离过程 • 聚合物后处理• 单体溶剂回收

作 业

论述高聚物的生产过程。