为什么pmma本体聚合合中容易出现爆聚现象?悬浮聚合和乳液聚合中能否出现爆聚现象

定义/本体聚合
和聚合物处于熔融状态的熔融聚合也属于本体聚合范畴。按照聚合物是否溶于单体,分为均相和非均相本体聚合。是制造的主要方法之一。
&聚合方法/本体聚合
本体聚合本体聚合分为均相聚合与非均相聚合两类。生成的聚合物能溶于各自的单体中,为均相聚合,如、甲基丙烯酸甲酯等;生成的聚合物不溶于它们的单体,在聚合过程中不断析出,为非均相聚合,又叫沉淀聚合,如乙烯、氯乙烯等。本体聚合的引发剂多为油溶性引发剂,油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂,偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等。相对于过氧类引发剂,偶氮引发剂反应更加稳定。
特点/本体聚合
特点:产品纯净,电性能好,可直接进行浇铸成型;生产设备利用率高,操作简单,不需要复杂的分离、提纯操作。优点:生产工艺简单,流程短,使用生产设备少,投资较少;反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本低. 缺点:热效应相对较大,造成产品有气泡,变色,严重时则温度失控,引起爆聚,使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加,混合和传热困难;在自由基聚合情况下,有时还会出现聚合速率自动加速现象,如果控制不当,将引起爆聚;产物分子量分布宽,未反应的单体难以除尽,制品机械性能变差等。 解决缺点的方法 : 1.为了改进产品性能或成型加工的需要而加入有特定功能的添加剂,像增塑剂,抗氧剂,内润滑剂,及颜料等; 2.为了调节反应速率,适当降低反映温度而加入一定量的专用引发剂;为了降低体系黏度改善流动性,加入少量内润滑剂或溶剂; 3.采用较低的反应温度,较低的引发剂浓度进行聚合,使放热缓和; 4.在反应进行到一定转化率而此时反应还不算太高时,就分离出聚合物; 5.分段聚合,将聚合过程分为几个阶段,控制转化率,自动加速效应,使反应热分成几个阶段放出; 6.改进反应器内的流体输送方法,完善搅拌器和传热系统,以利于聚合设备的传热,研究开发专用特型设备等; 7.采用气相本体聚合方法,研制出专用高效催化剂,大大减低了操作压力,并且解决了相关的工程设备问题,使得这一技术得到广泛使用;8.采用""进料及""进料,利用液化了的原料在较低温度下进入反应器,直接同反应器内的热物料换热.&
改进方法/本体聚合
本体聚合①为了改进产品性能或成型加工的需要而加入有特定功能的添加剂,像增塑剂,,内润滑剂,紫外线吸收剂及颜料等;
②为了调节反应速率,适当降低反映温度而加入一定量的专用引发剂;为了降低体系黏度改善流动性,加入少量内润滑剂或溶剂;
③采用较低的反应温度,较低的引发剂浓度进行聚合,使放热缓和;
④在反应进行到一定转化率而此时反应黏度还不算太高时,就分离出;
⑤分段聚合,将聚合过程分为几个阶段,控制转化率,自动加速效应,使反应热分成几个阶段放出;
⑥改进反应器内的流体输送方法,完善搅拌器和传热系统,以利于聚合设备的传热,研究开发专用特型设备等;
⑦采用气相本体聚合方法,研制出专用高效催化剂,大大减低了操作压力,并且解决了相关的工程设备问题,使得这一技术得到广泛使用;
⑧采用"冷凝法"进料及"超冷凝法"进料,利用液化了的原料在较低温度下进入反应器,直接同反应器内的热物料换热。
应用/本体聚合
用BPO或AIBN引发甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应,第一段预聚转化率10%左右的粘稠浆液,浇模升温聚合,高温后处理,脱模成材,制备的聚甲基丙烯酸甲酯光学性能优于无机玻璃,可用作航空玻璃、光导纤维、标盘等。采用Ziegler-Natta催化剂催化丙烯本体聚合,转化率40%出料,投资成本比淤浆法降低40%~50%。用BPO或热引发引发苯乙烯本体聚合,制备的电绝缘性好、透明、易染色、易加工。用过氧化乙酰基磺酸引发氯乙烯本体聚合,制备的聚氯乙烯具有悬浮树脂的疏松特性,且无皮膜、较纯净。在微量氧存在下,高压、高温条件下引发乙烯气相本体聚合,制备的聚乙烯具有支链多、密度低和结晶度低的特点。
工艺/本体聚合
⑴ 本体聚合工艺 本体聚合流程针对本体聚合法聚合热难以散发的问题,工业生产上多采用两段聚合工艺。第一阶段为,可在较低温度下进行,转化率控制在10%~30%,一般在自加速以前,这时体系粘度较低,散热容易,聚合可以在较大的釜内进行。第二阶段继续进行聚合,在薄层或板状反应器中进行,或者采用分段聚合,逐步升温,提高转化率。由于本体聚合过程反应温度难以控制恒定,所以产品的分子量分布比较宽。 本体聚合的后处理主要是排除残存在聚合物中的单体。常采用的方法是将熔融的聚合物在真空中脱除单体和易挥发物, 所用设备为螺杆或真空脱气机。现在也有用泡沫脱气法,将聚合物在压力下加热使之熔融,然后突然减压使聚合物呈泡沫状,有利于单体的逸出。 本体聚合流程方块图见图 ⑵ 本体聚合反应器 工业上为解决聚合反应热的难题,在设计反应器的形状、大小时要考虑传热面积等。 在自由基聚合本体聚合所用的反应器有以 下几种。 ① 模型式反应器 主要适宜于本体浇铸聚合以制备、管、棒材等。模型的形状与尺寸大小根据制品的要求而定,同时要考虑到聚合时的传热问题。 ② 釜式反应器 带有搅拌装置的聚合釜,由于后期物料是高粘度流体多采用螺带式(如单螺带或双螺带)搅拌釜,操作方式可以是间歇也可是连续操作。也有根据聚合过程中粘度的变化采用数个聚合釜串联,分段聚合的连续操作方式。 ③ 本体连续聚合釜 连续聚合反应器有管式和塔式反应器两种。一般的管式反应器为空管,物料在管式反应器中呈层流状态流动。有的管式反应器在管内装有固定式混合器。 塔式反应器相当于放大的管式反应器, 无搅拌装置,物料在塔中呈柱塞状流动
工业化品种/本体聚合
LDPE 气相本体 50%PE产量 薄膜,制品,电缆,被覆料 PVC 沉淀本体 10%PVC产量 管材,板材 GPS 熔融本体(热引发) 家用电器里外装饰,电器,支架,仪表 PMMA 本体浇铸 航空透明材料,表盘,标牌
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聚合方法在材料制备上的应用及发展
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苯乙烯悬浮聚合
苯乙烯悬浮聚合
苯乙烯悬浮聚合
一、实验目的
1、了解悬浮聚合反应原理、特点及配方中各组分作用。
2、掌握苯乙烯悬浮聚合的实验室实施方法,搅拌、温度等各种条件对产品的颗粒度合性能的影响。 二、实验原理
虽然实验一所介绍的本体聚合是烯类单体聚合制备高分子聚合物的最简单的方法。但这种方法不是在全体情况下都适用的。特别是大型工业生产中。因为本体聚合开始除加的很少引发剂外,体系中只有单体一个组分。在聚合过程中,随着单体不断转变为聚合物大分子,体系的粘度急剧增高,聚合热的传递越来越困难,引起自动加速效应和不规则的过热点,导致产物有较宽的分子量分布和过热点的缺陷。
为了克服本体加聚过程中粘度增高和传热受阻产生的不良后果,一种办法是加入一种惰性的、可溶的、低分子量的稀释剂来减轻,这种方法就是溶液聚合。虽然溶液聚合提供了较好的热控制,减缓了自动加速效应,但溶剂很少对自由基是真正惰性的。由于溶剂常常发生链转移反应使得产物的分子量大大降低,而且聚合溶剂的除去和回收也是相当复杂和浪费的,所以在自由基加聚反应中用的较少。另一种方法是加入一种不相混溶的液体,通过强烈的搅拌使单体变成不连续的小颗粒或微珠分散在作为连续相的液体中。采用能溶解于单体相的引发剂(油溶性引发剂),使得引发、增长、终止过程均在单体微珠中进行。这样实际上每个单体微珠均成为一个独立的、微型的本体聚合反应体系,但是却把传热距离缩短到了0.2~0.5mm,从而解决了传热问题,这就是悬浮聚合。因此悬浮聚合就本质而言仍然是本体聚合。符合本体聚合的动力学规律。
悬浮聚合通常采用的连续相是水,水是最廉价易得的。而且热容高、粘度小、表面张力大,有利于形成悬浮体系。由于悬浮聚合反应热易于排除,保证了反应温度的均一性,减少了爆聚反应的可能。因此可以使用催化剂等来提高反应速率。而且制成的产品呈均匀的颗粒状,不经造粒就可以直接用于成型加工。同时解决了本体聚合难以大型化的问题,现代工业生产中采用的大型悬浮聚合釜可达200M以上。
但是,藉强烈搅拌分散开的悬浮体系是亚稳状态的,特别是在聚合物量增加,颗粒发粘时容易凝结成团,加入少量亲水的聚合物如明胶、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇,可以在单体微珠外形成一层保护胶体。加入表面活性剂和无机化合物的细粉如粘土或钙、镁的磷酸盐也能帮助稳定悬浮体系。无机化合物粉末在小珠变得发粘并倾向于粘在一起时是特别有效的,但是,当分散的颗粒过小,接近于胶体粒子大小时,聚合历程实际上就可能改变,所以必须精心选择表面活性剂避免形成乳液(参见实验三)。
采用悬浮聚合法制备的聚苯乙烯是一种透明的无定型热塑性高分子材料,其分子量分布窄。加工流动性好而适用于模压注射制品的加工,其制品有较高的透明度良好的耐热性和电绝缘性。
苯乙烯单体在引发剂过氧化二苯甲酰(可溶于苯乙烯单体而不溶于水)的作用下,以水为分散介质,聚乙烯醇为悬浮剂,按自由基型反应历程进行悬浮聚合。聚合反应历程如下:
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实验二 苯乙烯的悬浮聚合 (本实验每次分为 7 小组)一、实验目的 1.学习悬浮聚合的实验方法,了解悬浮聚合的配方及各组份的作用. 2. 了解控制粒径的成珠条件及...实验二:苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1. 通过对苯乙烯单体的悬浮聚合实验,了解自由基悬浮聚合的方法和配方中各 组分的作用; 2.学习悬浮聚合的操作方法; 3....实验02 苯乙烯的悬浮聚合_理学_高等教育_教育专区。高分子化学实验实验二 实验二一、实验目的 苯乙烯的悬浮聚合 1、学习悬浮聚合的实验方法,了解悬浮聚合的配方及各...苯乙烯-二乙烯苯悬浮聚合_材料科学_工程科技_专业资料。苯乙烯-二乙烯苯悬浮聚合 实验目的 1.学习悬浮聚合的实验方法,了解悬浮聚合的 配方及各组份的作用 2. 了...高分子化学实验 悬浮聚合 化工系毕啸天
实验三苯乙烯的悬浮聚合化工系毕啸天
一、实验目的 1. 了解悬浮聚合的特点和反应机理 2. 掌握悬浮聚合...了解悬浮聚合的原理以及配方中各组分的作用。 2. 了解悬浮聚合的工艺特点,掌握悬浮聚合的操作方法。 二、实验原理 苯乙烯是一种比较活泼的单体, 容易进行聚合反应...聚苯乙烯的悬浮聚合实验方案 主讲:崔敏组员:赵进 张旭 武婉君 蒋娜娜 什么是...? 1、学习悬浮聚合的实验方法,了解悬浮 聚合的配方及各组份的作用。 2、了解...苯乙烯悬浮聚合_能源/化工_工程科技_专业资料。***学院材料综合实验报告实验名称:苯乙烯悬浮聚合 一.实验目的 1.了解悬浮聚合的配方及各组份的作用。 2.了解控制...一 实验目的 1 通过对本乙烯单体的悬浮聚合实验,了解自由基悬浮聚合的方法和配方 在各组分忠的作用; 2 学习悬浮聚合的操作方法 3 通过对聚合物颗粒均匀性和大小...实验一一 试验目的 1 学习悬浮聚合反应 2 学习共聚和反应 苯乙烯的悬浮聚合和共聚合 苯乙烯的悬浮聚合和共聚合反应 二 试验原理聚苯乙烯是具有刚性的无色透明塑料...三、实验原理及条件选择 1.悬浮聚合原理 悬浮聚合实质上是借助于较强烈的机械...2.苯乙烯悬浮聚合条件选择 2.1 悬浮剂选择及用量 悬浮剂又叫分散剂。 工业上...小木虫 --- 600万学术达人喜爱的学术科研平台
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生产聚氨酯 是属于 悬浮聚合吗?请给出理由
生产聚氨酯 是属于 悬浮聚合吗?
生产 苯乙烯和二乙烯基苯 的反应是 悬浮聚合,但是产品是很细小的树脂小球
生产聚氨酯也是在水中,但是生产出来的 是整块的 海绵。
?????
给个理由吧!
谢谢! 高手啊。聚氨酯的合成-逐步加成聚合机理,那它的实施 工艺是是什么啊? 追问一下
本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 聚氨酯用的是这里面的哪一种?
聚氨酯属于本体聚合
其实,一般来说,PU的合成工艺不按上述分类进行,但由于是无溶剂体系,你说的本体聚合是对的。
能给介绍一下, PU的合成工艺是什么类型吗?
能给详细 介绍一下PU的合成工艺&&是什么类型吗?
无溶剂的话,属本体聚合
那要看它具体的合成过程。。。比如溶剂型聚氨酯的合成,就和过程中一般加丙酮、DMF,是溶液缩聚;一步法浇铸TPU的合成,是熔融缩聚(本体法);二元胺跟双氯甲酸酯反应时,一个溶于水相,一个溶于有机相,就是界面缩聚。好了,说完了,可是知道这些有个卵用,要考试?
再请教一下。 聚氨酯是 自由基 还是 阴离子?
自由基&&阴离子 指的是引发类型吗?还是按什么类型分类的?
呵呵,主要以前就没有好好学
书到用时方恨少啊! 再请教一个问题,现在都做 水性聚氨酯,里面加了水 岂不是导致聚合终止了?
常温下水跟-NCO反应没那么快!
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