聚合物合成工藝綜述

1、高聚物合成工藝學高聚物合成工藝學 主講：材料化學教研室主講：材料化學教研室 于于 智智主要參考書目：主要參考書目：1. 趙德仁等編，高聚物合成工藝學，化學工業(yè)出版社， 第1版，1981。2. 王久芬，高聚物合成工藝，國防工業(yè)出版社 ， 19953. 潘祖仁編，高分子化學，化學工業(yè)出版社，1986。4. 李克友等編，高分子合成原理及工藝學，科學出版社，2001。教材：教材：高聚物合成工藝學高聚物合成工藝學，趙德仁，張慰盛編，北京，化，趙德仁，張慰盛編，北京，化學工業(yè)出版社，學工業(yè)出版社，1997年年6月，第月，第2版。版。第一章第一章 緒緒 論論第一節(jié)第一節(jié) 高分子合成工業(yè)概述高分子合成工業(yè)概述

2、1. 高分子合成材料高分子合成材料天然有機材料天然有機材料 蠶絲、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。蠶絲、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。高分子合成材科高分子合成材科塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、粘合劑、塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、粘合劑、離子交換樹脂等材料。離子交換樹脂等材料。塑料可以代替大量鋼材、有色金屬、木材、塑料薄膜等；塑料可以代替大量鋼材、有色金屬、木材、塑料薄膜等；合成纖維比天然纖維合成纖維比天然纖維(棉花、羊毛、蠶絲等棉花、羊毛、蠶絲等)更為牢固耐久。更為牢固耐久。合成橡膠不僅是工業(yè)用和生活用原料，而且是戰(zhàn)略物質。合成橡膠不僅是工業(yè)用和生活用原料，而且是戰(zhàn)略物質。例1

3、. 生產(chǎn)生產(chǎn)1 kt天然橡膠，要天然橡膠，要300萬株橡膠樹，占地約萬株橡膠樹，占地約3萬畝，而萬畝，而且需且需5000-6000人。而生產(chǎn)人。而生產(chǎn)1 kt合成橡膠，廠房占地僅合成橡膠，廠房占地僅l0畝左右，畝左右，僅需幾十人?，F(xiàn)代化的合成橡膠生產(chǎn)裝置一條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可僅需幾十人?，F(xiàn)代化的合成橡膠生產(chǎn)裝置一條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可高達高達5-8萬萬t。年產(chǎn)。年產(chǎn)100萬萬t天然橡膠可節(jié)約天然橡膠可節(jié)約1000萬畝土地，節(jié)約萬畝土地，節(jié)約種植勞動力種植勞動力500萬人。萬人。例2. 一個年產(chǎn)一個年產(chǎn)10萬萬t合成纖維工廠相當于合成纖維工廠相當于200多萬畝棉田的產(chǎn)量，多萬畝棉田的產(chǎn)量，也相當于也相當于

4、2000萬多頭綿羊的年產(chǎn)毛量，我國如能年產(chǎn)萬多頭綿羊的年產(chǎn)毛量，我國如能年產(chǎn)100萬萬t合合成纖維，可節(jié)約成纖維，可節(jié)約2000多萬畝土地，可養(yǎng)活多萬畝土地，可養(yǎng)活3000-4000萬人口。萬人口。2. 高分子合成材料發(fā)展簡史高分子合成材料發(fā)展簡史人類社會早期就開始了對天然高分子材料的利用，包括蠶絲、人類社會早期就開始了對天然高分子材料的利用，包括蠶絲、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡膠等。早期，我國勞動人民利用天然桐油，經(jīng)適當處理制成油漆。早期，我國勞動人民利用天然桐油，經(jīng)適當處理制成油漆。19世紀中期，開始通過化學反應對天然高分子材料進行改性。世紀中期，開

5、始通過化學反應對天然高分子材料進行改性。1839年，美國人發(fā)明了天然橡膠的硫化。年，美國人發(fā)明了天然橡膠的硫化。1855年，英國人由硝酸處理纖維素制得塑料年，英國人由硝酸處理纖維素制得塑料(賽璐珞賽璐珞)，以后又相，以后又相繼制成人造纖維。繼制成人造纖維。80年代末期用蛋白質年代末期用蛋白質-乳酪素為原料獲得了乳乳酪素為原料獲得了乳酪素塑料。它們又叫做半合成材料。酪素塑料。它們又叫做半合成材料。1874年，苯酚年，苯酚+甲醛合成樹脂狀的物質甲醛合成樹脂狀的物質1883年，法國人發(fā)明了用乙酸酐與纖維素制人造絲年，法國人發(fā)明了用乙酸酐與纖維素制人造絲(粘膠纖維粘膠纖維)。天然高聚物的主要用途天然高

6、聚物的主要用途1910年，美國正式工業(yè)化生產(chǎn)酚醛樹脂，隨后相繼合成出丁苯年，美國正式工業(yè)化生產(chǎn)酚醛樹脂，隨后相繼合成出丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、尼龍橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、尼龍-66、聚酯纖維、高壓聚乙烯、聚酯纖維、高壓聚乙烯和聚氯乙烯，產(chǎn)量和品種在世界大戰(zhàn)中得到快速發(fā)展。和聚氯乙烯，產(chǎn)量和品種在世界大戰(zhàn)中得到快速發(fā)展。1920年，年，H. Staudinger提出了提出了“高分子化合物的概念，建立了高分子化合物的概念，建立了大分子鏈的學術觀點并系統(tǒng)研究了加聚反應。大分子鏈的學術觀點并系統(tǒng)研究了加聚反應。1931年，年，W. H. Carothers提出高聚物溶解與合成的理論，同時提出高

7、聚物溶解與合成的理論，同時廣泛研究了縮聚反應。廣泛研究了縮聚反應。 Flory也系統(tǒng)研究了高分子鏈行為和高分也系統(tǒng)研究了高分子鏈行為和高分子溶液理論。子溶液理論。1925-1935年，逐漸明確了有關高分子化合物的基本概念，誕生年，逐漸明確了有關高分子化合物的基本概念，誕生了了“高分子化學高分子化學”這一新興學科。反過來，它又有力地促進高這一新興學科。反過來，它又有力地促進高分子化合物的工業(yè)生產(chǎn)。分子化合物的工業(yè)生產(chǎn)。20世紀是高分子材料合成工業(yè)不斷發(fā)展壯大的時期世紀是高分子材料合成工業(yè)不斷發(fā)展壯大的時期20世紀世紀40年代初，由于第二次世界大戰(zhàn)所需橡膠數(shù)量巨大，大年代初，由于第二次世界大戰(zhàn)所需

8、橡膠數(shù)量巨大，大力發(fā)展合成橡膠，奠定了石油化學工業(yè)的基礎。力發(fā)展合成橡膠，奠定了石油化學工業(yè)的基礎。50年代以后，年代以后，Ziegler-Natta 發(fā)現(xiàn)了由有機金屬化合物和過渡金發(fā)現(xiàn)了由有機金屬化合物和過渡金屬化合物組成的催化劑體系，可以容易地使烯烴、二烯烴聚合屬化合物組成的催化劑體系，可以容易地使烯烴、二烯烴聚合為性能優(yōu)良的高聚物，同時由于石油化學工業(yè)的建立與發(fā)展，為性能優(yōu)良的高聚物，同時由于石油化學工業(yè)的建立與發(fā)展，高分子合成材料的產(chǎn)量激增。高分子合成材料的產(chǎn)量激增。1994年，全世界三大合成材料的產(chǎn)量超過年，全世界三大合成材料的產(chǎn)量超過1.4104萬噸，按體積萬噸，按體積計算超過鋼鐵

9、。計算超過鋼鐵。合成高聚物的主要用途合成高聚物的主要用途世界三大合成材料產(chǎn)量世界三大合成材料產(chǎn)量(萬噸萬噸)進入進入21世紀，材料科學的高速發(fā)展與高新技術的廣世紀，材料科學的高速發(fā)展與高新技術的廣泛采用使高分子材料合成工業(yè)進人一個嶄新的時期。泛采用使高分子材料合成工業(yè)進人一個嶄新的時期。21世紀展望世紀展望我們古代祖先早已經(jīng)使用各種天然高分子材料，創(chuàng)造了燦爛的我們古代祖先早已經(jīng)使用各種天然高分子材料，創(chuàng)造了燦爛的華夏文明。華夏文明。19世紀末期才開始出現(xiàn)天然高分子加工工業(yè)。世紀末期才開始出現(xiàn)天然高分子加工工業(yè)。1949年，我國主要合成樹脂產(chǎn)量約年，我國主要合成樹脂產(chǎn)量約200t，合成橡膠也約，

10、合成橡膠也約200t。1958年，錦西化工廠建成年產(chǎn)年，錦西化工廠建成年產(chǎn)3000噸噸PVC生產(chǎn)裝置，結束了我生產(chǎn)裝置，結束了我國無高分子產(chǎn)品的歷史。國無高分子產(chǎn)品的歷史。3. 我國高分子材料合成工業(yè)現(xiàn)狀我國高分子材料合成工業(yè)現(xiàn)狀新中國成立后，我國的高分子材料合成工業(yè)從無到有、從小到新中國成立后，我國的高分子材料合成工業(yè)從無到有、從小到大，發(fā)展至今已形成一個完整的工業(yè)體系。大，發(fā)展至今已形成一個完整的工業(yè)體系。目前，各類材料生產(chǎn)配套、產(chǎn)品品種基本齊全，已廣泛用于國目前，各類材料生產(chǎn)配套、產(chǎn)品品種基本齊全，已廣泛用于國民經(jīng)濟和生活的各個領域。相繼建成若干大型石油化工基地如民經(jīng)濟和生活的各個領域。

11、相繼建成若干大型石油化工基地如燕山、蘭州、吉林、大慶、齊魯、金山、儀征、高橋、遼陽等。燕山、蘭州、吉林、大慶、齊魯、金山、儀征、高橋、遼陽等。我國的高分子材料正逐步與國際市場接軌，但是相比之下仍然我國的高分子材料正逐步與國際市場接軌，但是相比之下仍然暴露出品種牌號太少，尤其是高檔產(chǎn)品和許多專用的、高附加暴露出品種牌號太少，尤其是高檔產(chǎn)品和許多專用的、高附加值的功能高分子材料在國內(nèi)尚缺少工業(yè)產(chǎn)品。值的功能高分子材料在國內(nèi)尚缺少工業(yè)產(chǎn)品。生產(chǎn)出的產(chǎn)品質置檔次低，且成本高，規(guī)模小，缺乏競爭力。生產(chǎn)出的產(chǎn)品質置檔次低，且成本高，規(guī)模小，缺乏競爭力。例如，例如，1995年我國有涂料生產(chǎn)企業(yè)年我國有涂料生

12、產(chǎn)企業(yè)4544家，是美國的家，是美國的9倍，而人倍，而人均涂料年產(chǎn)量僅有美國的九分之一。均涂料年產(chǎn)量僅有美國的九分之一。工業(yè)生產(chǎn)主體裝置的大部分工藝技術和關鍵設備是成套引進的，工業(yè)生產(chǎn)主體裝置的大部分工藝技術和關鍵設備是成套引進的，但是還沒有很好的消化吸收，繼續(xù)創(chuàng)新能力不足。但是還沒有很好的消化吸收，繼續(xù)創(chuàng)新能力不足。由于化學工程基礎研究和相關工程技術薄弱，科研開發(fā)與工程由于化學工程基礎研究和相關工程技術薄弱，科研開發(fā)與工程設計結合不夠緊密，反應工程研究基礎弱。設計結合不夠緊密，反應工程研究基礎弱。目前我國進口的主要高分子材料幾乎與國內(nèi)生產(chǎn)總量相當。目前我國進口的主要高分子材料幾乎與國內(nèi)生產(chǎn)總

13、量相當。我國高分子材料合成工業(yè)差距我國高分子材料合成工業(yè)差距4. 我國高分子材料合成工業(yè)發(fā)展趨勢我國高分子材料合成工業(yè)發(fā)展趨勢(1) 擴大產(chǎn)能及裝置大型化擴大產(chǎn)能及裝置大型化近幾十年來，石化工業(yè)不斷向大型化、超大型化方向發(fā)展，近幾十年來，石化工業(yè)不斷向大型化、超大型化方向發(fā)展，一定條件范圍內(nèi)，規(guī)模與成本成反比關系。一定條件范圍內(nèi)，規(guī)模與成本成反比關系。例如，乙烯裝置的經(jīng)濟規(guī)模已從例如，乙烯裝置的經(jīng)濟規(guī)模已從l萬噸萬噸/年，持續(xù)增長為年，持續(xù)增長為30萬萬t/年、年、60萬萬t/年。在年。在2l世紀將達到世紀將達到100萬萬t/年以上全球最大的單年以上全球最大的單系列聚丙烯裝置規(guī)模為系列聚丙烯裝

14、置規(guī)模為95萬萬t/年。年。國內(nèi)目前正在積極向大型化發(fā)展，多家企業(yè)正在將乙烯產(chǎn)能國內(nèi)目前正在積極向大型化發(fā)展，多家企業(yè)正在將乙烯產(chǎn)能擴大到擴大到60萬萬-70萬萬t/年，在建的聚烯烴裝置的規(guī)模大都在年，在建的聚烯烴裝置的規(guī)模大都在20萬萬-40萬萬t/年的水平。年的水平。(2) 產(chǎn)品結構調整產(chǎn)品結構調整我國目前的產(chǎn)品尚存在結構不合理，與國外相比，同樣是聚乙烯我國目前的產(chǎn)品尚存在結構不合理，與國外相比，同樣是聚乙烯和聚丙烯我國僅有和聚丙烯我國僅有200多個牌號，而國外則超過數(shù)千種；低密度多個牌號，而國外則超過數(shù)千種；低密度聚乙烯國內(nèi)有聚乙烯國內(nèi)有143個牌號的生產(chǎn)技術，經(jīng)常生產(chǎn)的只有個牌號的生產(chǎn)

15、技術，經(jīng)常生產(chǎn)的只有30個，而個，而且主要是通用膜、農(nóng)膜、包裝膜，其中占產(chǎn)量且主要是通用膜、農(nóng)膜、包裝膜，其中占產(chǎn)量60的薄膜牌號基的薄膜牌號基本上是本上是大路貨大路貨。(3) 加強高分子材料科學與工藝學的理論基礎研究加強高分子材料科學與工藝學的理論基礎研究催化劑的研究改進方向主要是提高催化效率以增加生產(chǎn)能力和催化劑的研究改進方向主要是提高催化效率以增加生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率并降低成本，追求更高的催化效率仍然是合成材料技生產(chǎn)效率并降低成本，追求更高的催化效率仍然是合成材料技術進步的重要目標。術進步的重要目標。(4) 催化劑的重大作用催化劑的重大作用(5) 合成、加工與應用的一體化合成、加工與應用的

16、一體化(7) 發(fā)展清潔生產(chǎn)，注重可持續(xù)發(fā)展發(fā)展清潔生產(chǎn)，注重可持續(xù)發(fā)展(8) 增強技術創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質人才增強技術創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高素質人才(6) 計算機、信息技術迅速推廣應用：計算機、信息技術迅速推廣應用：計算機和信息技術與化學計算機和信息技術與化學工業(yè)的結合和滲透，正成為產(chǎn)業(yè)升級的主要內(nèi)容和推動力之一，工業(yè)的結合和滲透，正成為產(chǎn)業(yè)升級的主要內(nèi)容和推動力之一，生產(chǎn)過程和經(jīng)營過程的集成化與科學化，是當前高分子樹料工業(yè)生產(chǎn)過程和經(jīng)營過程的集成化與科學化，是當前高分子樹料工業(yè)計算機化和信息化的主要特征。計算機化和信息化的主要特征。5. 高分子合成工業(yè)高分子合成工業(yè)(1) 基本原料基本原料：石油、

17、天然氣、煤炭等為原材料。石油、天然氣、煤炭等為原材料。 (2) 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程：包括石油開采、石油煉制、基本有機合成、高包括石油開采、石油煉制、基本有機合成、高分子合成、高分子合成材料成型等工業(yè)部門，提供主要的原料分子合成、高分子合成材料成型等工業(yè)部門，提供主要的原料-單體、溶劑、塑料添加劑等輔助原料。單體、溶劑、塑料添加劑等輔助原料。(3) 高分子合成工業(yè)的任務高分子合成工業(yè)的任務：將基本有機合成工業(yè)生產(chǎn)的單體，將基本有機合成工業(yè)生產(chǎn)的單體，經(jīng)過聚合反應合成高分子化合物，從而為高分子合成材料成型經(jīng)過聚合反應合成高分子化合物，從而為高分子合成材料成型工業(yè)提供基本原料。因此基本有機合成工業(yè)、高

18、分子合成工業(yè)工業(yè)提供基本原料。因此基本有機合成工業(yè)、高分子合成工業(yè)和高分子合成材料成型工業(yè)是密切相聯(lián)系的三個工業(yè)部門。和高分子合成材料成型工業(yè)是密切相聯(lián)系的三個工業(yè)部門。（1 1）高分子合成工業(yè)的基本原料）高分子合成工業(yè)的基本原料最基本的原料：石油最基本的原料：石油 天然氣天然氣 煤炭煤炭當前最重要的原料來源路線是：當前最重要的原料來源路線是：a.a.煤的路線煤的路線b.b.石油的路線石油的路線a.a.煤的路線煤的路線 煤煤 煤氣、煤焦油、焦炭煤氣、煤焦油、焦炭 苯苯 煤焦油煤焦油 甲苯甲苯 二甲苯二甲苯 焦炭焦炭 + + 生石灰生石灰 電石電石 乙炔乙炔 合成一系列乙烯基單體或其他有機化工原

19、料合成一系列乙烯基單體或其他有機化工原料干干 餾餾精制精制分離分離b.b.石油的路線石油的路線 乙烯乙烯 丙烯丙烯石油裂解石油裂解 丁烯丁烯 丁二烯丁二烯 苯、甲苯、二甲苯等苯、甲苯、二甲苯等從石油路線看高分子的合成過程從石油路線看高分子的合成過程1).1).原油的開采與煉制原油的開采與煉制( (石油戰(zhàn)線工人做石油戰(zhàn)線工人做) ) 原油原油 石油氣、汽油、煉油等石油氣、汽油、煉油等2).2).油品的高溫裂解與單體合成油品的高溫裂解與單體合成( (基本有機合成專業(yè)基本有機合成專業(yè)) ) 油品油品 乙烯、丙烯、丁二烯等乙烯、丙烯、丁二烯等 苯、甲苯、二甲苯等苯、甲苯、二甲苯等 單體合成單體合成煉制

20、煉制裂解裂解重整重整CH2=CH2CH2-CH3CH2=CH2H2+ cat+3).單體合成單體合成(高分子化工專業(yè)高分子化工專業(yè)) 合成樹脂合成樹脂 單體單體 合成橡膠合成橡膠4).高分子的加工高分子的加工 合成塑料合成塑料 合成樹脂合成樹脂 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠 橡膠制品橡膠制品引發(fā)劑引發(fā)劑 聚合聚合加工加工加工加工即硫化即硫化v高分子合成高分子合成的任務：的任務： 研究如何利用高分子化工的基本理論，把基研究如何利用高分子化工的基本理論，把基本有機合成工業(yè)制得的單體采取什么辦法使之聚本有機合成工業(yè)制得的單體采取什么辦法使之聚合，經(jīng)聚合反應合成高分子化合物為高分子材料合，經(jīng)聚合

21、反應合成高分子化合物為高分子材料加工工業(yè)提供原料。加工工業(yè)提供原料。合成高分子材料的主要過程合成高分子材料的主要過程合成高分子材料的主要過程合成高分子材料的主要過程6. 高分子合成材科成型加工工業(yè)簡介高分子合成材科成型加工工業(yè)簡介高分子合成工業(yè)的產(chǎn)品形態(tài)可能是液態(tài)低聚物、堅韌的固態(tài)高高分子合成工業(yè)的產(chǎn)品形態(tài)可能是液態(tài)低聚物、堅韌的固態(tài)高聚物或彈性體。它們必須經(jīng)過成型加工才能夠制成有用的材料聚物或彈性體。它們必須經(jīng)過成型加工才能夠制成有用的材料及其制品。及其制品。塑料的原料是合成樹脂和添加劑（包括穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色塑料的原料是合成樹脂和添加劑（包括穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、增塑劑、填料以及根據(jù)不

22、同用途而加入的防靜電劑、防霉劑、增塑劑、填料以及根據(jù)不同用途而加入的防靜電劑、防霉劑、紫外線吸收劑等）。劑、紫外線吸收劑等）。塑料成型重要的有：注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、模壓成塑料成型重要的有：注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、模壓成型等。除模塑制品外，還有薄膜、人造革、泡沫塑料等。型等。除模塑制品外，還有薄膜、人造革、泡沫塑料等。熱固性塑料的主要成型方法熱固性塑料的主要成型方法(1) 塑料塑料熱塑性塑科的主要成型方法熱塑性塑科的主要成型方法橡膠制品的制造過程橡膠制品的制造過程合成橡膠合成橡膠制造橡膠制品時加入的添加物通常稱為配合劑，包括制造橡膠制品時加入的添加物通常稱為配合劑，包括硫化劑、硫

23、化促進劑、助促進劑、防老劑、軟化劑、增強劑、硫化劑、硫化促進劑、助促進劑、防老劑、軟化劑、增強劑、填充劑、著色劑等。增強劑與填充劑用量較大（填充劑、著色劑等。增強劑與填充劑用量較大（20）。）。(2)合成橡膠合成橡膠合成纖維的紡絲過程合成纖維的紡絲過程合成纖維合成纖維通常由線型高分子量合成樹脂經(jīng)熔融紡絲或溶液紡絲通常由線型高分子量合成樹脂經(jīng)熔融紡絲或溶液紡絲制成。加有少量消光劑、防靜電劑以及油劑等，制成。加有少量消光劑、防靜電劑以及油劑等，(3)合成纖維合成纖維第二節(jié)第二節(jié) 高分子合成材料的品種和特性高分子合成材料的品種和特性1. 塑料塑料塑料是以合成樹脂為基本成分，它是在加工過程中可塑制成一

24、塑料是以合成樹脂為基本成分，它是在加工過程中可塑制成一定形狀，而產(chǎn)品最后能保持形狀不變的材料。定形狀，而產(chǎn)品最后能保持形狀不變的材料。它具有質輕、絕緣、耐腐蝕、美觀、制品形式多樣化等優(yōu)點。它具有質輕、絕緣、耐腐蝕、美觀、制品形式多樣化等優(yōu)點。其主要缺點是絕大多數(shù)塑料制品易燃燒，在長期使用過程中發(fā)其主要缺點是絕大多數(shù)塑料制品易燃燒，在長期使用過程中發(fā)生老化現(xiàn)象。生老化現(xiàn)象。根據(jù)受熱后的情況，塑料可分為根據(jù)受熱后的情況，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料熱塑性塑料和熱固性塑料兩大兩大類。前者可反復受熱軟化或融化，后者經(jīng)固化成型后，再受熱類。前者可反復受熱軟化或融化，后者經(jīng)固化成型后，再受熱則不能熔化

25、，強熱則分解。則不能熔化，強熱則分解。根據(jù)生產(chǎn)量與使用情況可以分為根據(jù)生產(chǎn)量與使用情況可以分為通用塑料和工程材料通用塑料和工程材料。 2. 合成橡膠合成橡膠合成橡膠是用化學合成方法生產(chǎn)的高彈性體。經(jīng)硫化加工可合成橡膠是用化學合成方法生產(chǎn)的高彈性體。經(jīng)硫化加工可制成各種橡膠制品。制成各種橡膠制品。某些合成橡膠具有較天然橡膠為優(yōu)良的耐熱、耐磨、耐老化、某些合成橡膠具有較天然橡膠為優(yōu)良的耐熱、耐磨、耐老化、耐腐蝕或耐油等性能。缺點是發(fā)生老化現(xiàn)象。耐腐蝕或耐油等性能。缺點是發(fā)生老化現(xiàn)象。根據(jù)產(chǎn)量和使用情況合成橡膠可分為通用合成橡膠與特種合根據(jù)產(chǎn)量和使用情況合成橡膠可分為通用合成橡膠與特種合成橡膠兩大類

26、。成橡膠兩大類。通用合成橡膠通用合成橡膠主要代替部分天然橡膠生產(chǎn)輪主要代替部分天然橡膠生產(chǎn)輪胎、膠鞋、橡皮管、帶等橡膠制品，包括丁苯橡膠、順丁橡胎、膠鞋、橡皮管、帶等橡膠制品，包括丁苯橡膠、順丁橡膠膠(順式聚丁二烯橡膠順式聚丁二烯橡膠)、丁基橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠等、丁基橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠等品種。品種。特種合成橡膠特種合成橡膠主要制造耐熱、耐老化、耐油或耐腐蝕主要制造耐熱、耐老化、耐油或耐腐蝕等特殊用途的橡膠制品，包括氟橡膠、有機硅橡膠、氯丁橡等特殊用途的橡膠制品，包括氟橡膠、有機硅橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、聚氨酯橡膠等。膠、丁腈橡膠、聚氨酯橡膠等。3. 合成纖維合成纖維線型結構的高分

27、子量合成樹脂，經(jīng)過適當方法紡絲得到的纖線型結構的高分子量合成樹脂，經(jīng)過適當方法紡絲得到的纖維稱為合成纖維。維稱為合成纖維。與天然纖維相比較強度高、耐摩擦、放蛀、耐腐蝕等優(yōu)點。與天然纖維相比較強度高、耐摩擦、放蛀、耐腐蝕等優(yōu)點。缺點是不易著色，未經(jīng)處理時易產(chǎn)生靜電，多數(shù)合成纖維的缺點是不易著色，未經(jīng)處理時易產(chǎn)生靜電，多數(shù)合成纖維的吸濕性差。因此制成的衣物易污染，不吸汗，透氣性差。吸濕性差。因此制成的衣物易污染，不吸汗，透氣性差。工業(yè)生產(chǎn)的合成纖維品種有：聚酯纖維工業(yè)生產(chǎn)的合成纖維品種有：聚酯纖維(滌綸纖維滌綸纖維)、聚丙烯、聚丙烯腈纖維腈纖維(腈綸纖維腈綸纖維)、聚酰胺纖維、聚酰胺纖維(綿綸纖維

28、或尼龍纖維綿綸纖維或尼龍纖維)等。等。尚有具有耐高溫、耐腐蝕或耐輻射的特種用途的合成纖維，尚有具有耐高溫、耐腐蝕或耐輻射的特種用途的合成纖維，如聚芳酰胺纖維、酰亞胺纖維等。如聚芳酰胺纖維、酰亞胺纖維等。 在保證優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗的條件下應考在保證優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗的條件下應考慮以下幾個問題：慮以下幾個問題：1 1、工藝實施方法的選擇、工藝實施方法的選擇2 2、操作方式與聚合設備、操作方式與聚合設備3 3、工藝流程設計、工藝流程設計4 4、最佳工藝條件的確定、最佳工藝條件的確定5 5、工藝流程評價、工藝流程評價6 6、生產(chǎn)工藝的改革、生產(chǎn)工藝的改革第三節(jié)第三節(jié) 高分子合成高分子合成高分子化合物工

29、業(yè)生產(chǎn)中同一種聚合物可以用幾種不同的聚合方法進行生產(chǎn)。聚合方法的選擇取決于聚合物性質。相同性能的產(chǎn)品，產(chǎn)品質量好，設備投資少，生產(chǎn)成本低的方法將得到發(fā)展。其他方法則逐漸被淘汰。例如：聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝溶液聚合方法乳液聚合方法懸浮聚合方法本體聚合方法原始顆粒粒徑只有1微米左右，適于生產(chǎn)聚乙烯糊。1 1、工藝實施方法的選擇、工藝實施方法的選擇縮聚反應的工業(yè)實施方法縮聚反應的工業(yè)實施方法熔融縮聚熔融縮聚溶液縮聚溶液縮聚界面縮聚界面縮聚固相縮聚固相縮聚連鎖聚合反應的工業(yè)實施方法連鎖聚合反應的工業(yè)實施方法本體聚合本體聚合溶液聚合溶液聚合懸浮聚合懸浮聚合乳液聚合乳液聚合聚合工藝實施方法聚合工藝實施方法

30、加聚型高聚物的生產(chǎn)：實施方法主要有本體聚合、溶液聚合、加聚型高聚物的生產(chǎn)：實施方法主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合。懸浮聚合、乳液聚合。1. 本體聚合本體聚合（bulk polymerization）適用對象適用對象自由基本體聚合反應和離子型聚合反應。自由基本體聚合反應和離子型聚合反應。（1 1）本體聚合本體聚合是單體本身在不加溶劑以及其它分散劑的條是單體本身在不加溶劑以及其它分散劑的條件下，由引發(fā)劑或直接由光熱等作用下引發(fā)的聚合反應，件下，由引發(fā)劑或直接由光熱等作用下引發(fā)的聚合反應，優(yōu)點：無雜質，產(chǎn)品純度高，聚合設備簡單。優(yōu)點：無雜質，產(chǎn)品純度高，聚合設備簡單。缺點：體系粘度大，

31、聚合熱不易擴散，反應難以控制，缺點：體系粘度大，聚合熱不易擴散，反應難以控制，易局部過熱，造成產(chǎn)品發(fā)黃。自動加速作用嚴重時可易局部過熱，造成產(chǎn)品發(fā)黃。自動加速作用嚴重時可導致暴聚。導致暴聚。產(chǎn)品：高壓產(chǎn)品：高壓PEPE、聚苯乙烯（、聚苯乙烯（PSPS）、有機玻璃（）、有機玻璃（PMMAPMMA）等。等。影響本體聚合的因素影響本體聚合的因素聚合熱的排除（分段聚合）聚合熱的排除（分段聚合）聚合產(chǎn)物的出料（澆鑄、熔體擠出、粉料）聚合產(chǎn)物的出料（澆鑄、熔體擠出、粉料）2. 溶液聚合溶液聚合溶液聚合溶液聚合是將單體和引發(fā)劑溶于適當溶劑中，在溶液是將單體和引發(fā)劑溶于適當溶劑中，在溶液狀態(tài)下進行的聚合反應。

32、狀態(tài)下進行的聚合反應。應用對象應用對象離子型聚合和配位聚合反應。離子型聚合和配位聚合反應。溶液聚合的類型溶液聚合的類型根據(jù)溶劑與單體和聚合物溶解情況根據(jù)溶劑與單體和聚合物溶解情況均相聚合均相聚合非均相聚合（沉淀聚合）非均相聚合（沉淀聚合）根據(jù)聚合機理根據(jù)聚合機理自由基溶液聚合自由基溶液聚合離子型溶液聚合離子型溶液聚合配位溶液聚合配位溶液聚合優(yōu)點：優(yōu)點：（i）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制；）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制；（ii）體系粘度低，自動加速作用不明顯；反應物料易輸）體系粘度低，自動加速作用不明顯；反應物料易輸送；送；（iii）體系中聚合物濃度低，向高分子的鏈轉移生成支）體系中聚合

33、物濃度低，向高分子的鏈轉移生成支化或交聯(lián)產(chǎn)物較少，因而產(chǎn)物分子量易控制，分子量分化或交聯(lián)產(chǎn)物較少，因而產(chǎn)物分子量易控制，分子量分布較窄；布較窄；（iv）可以溶液方式直接成品。）可以溶液方式直接成品。缺點：缺點：（i）單體被溶劑稀釋，聚合速率慢，產(chǎn)物分子量較）單體被溶劑稀釋，聚合速率慢，產(chǎn)物分子量較低；低；（ii）消耗溶劑，溶劑的回收處理，設備利用率低，）消耗溶劑，溶劑的回收處理，設備利用率低，導致成本增加；導致成本增加；（iii）溶劑很難完全除去；）溶劑很難完全除去；（iv）存在溶劑鏈轉移反應，因此必須選擇鏈轉移常）存在溶劑鏈轉移反應，因此必須選擇鏈轉移常數(shù)小的溶劑，否則鏈轉移反應會限制聚合產(chǎn)

34、物的分子數(shù)小的溶劑，否則鏈轉移反應會限制聚合產(chǎn)物的分子量；量；（v）溶劑的使用導致環(huán)境污染問題。）溶劑的使用導致環(huán)境污染問題。產(chǎn)品：產(chǎn)品：HDPE、PP、順丁橡膠等。、順丁橡膠等。3.懸浮聚合懸浮聚合懸浮聚合懸浮聚合是通過強力攪拌并在分散劑的作用下，把單體分散是通過強力攪拌并在分散劑的作用下，把單體分散成無數(shù)的小液珠懸浮于水中由油溶性引發(fā)劑引發(fā)而進行的聚成無數(shù)的小液珠懸浮于水中由油溶性引發(fā)劑引發(fā)而進行的聚合反應。合反應。優(yōu)點：優(yōu)點：（i）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制，聚合產(chǎn)物分子）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制，聚合產(chǎn)物分子量分布窄；量分布窄；（ii）聚合產(chǎn)物為固體珠狀顆粒，易分離、干燥

35、。）聚合產(chǎn)物為固體珠狀顆粒，易分離、干燥。缺點：缺點：（i）存在自動加速作用；）存在自動加速作用；（ii）必須使用分散劑，且在聚合完成后，很難從聚合）必須使用分散劑，且在聚合完成后，很難從聚合產(chǎn)物中除去，會影響聚合產(chǎn)物的性能（如外觀、老化性產(chǎn)物中除去，會影響聚合產(chǎn)物的性能（如外觀、老化性能等）；能等）；（iii）聚合產(chǎn)物顆粒會包藏少量單體，不易徹底清楚，）聚合產(chǎn)物顆粒會包藏少量單體，不易徹底清楚，影響聚合物性能。影響聚合物性能。產(chǎn)品：產(chǎn)品：PVC、PS、離子交換樹脂、聚丙烯酸酯類和聚醋、離子交換樹脂、聚丙烯酸酯類和聚醋酸乙烯酯類及它們的共聚物等樹脂的生產(chǎn)等。酸乙烯酯類及它們的共聚物等樹脂的生產(chǎn)

36、等。4. 乳液聚合乳液聚合乳液聚合乳液聚合是在乳化劑的作用下并借助于機械攪拌，使是在乳化劑的作用下并借助于機械攪拌，使單體在水中分散成乳狀液，由水溶性引發(fā)劑引發(fā)而進單體在水中分散成乳狀液，由水溶性引發(fā)劑引發(fā)而進行的聚合反應。行的聚合反應。優(yōu)點：（優(yōu)點：（i）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制；）聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制； （ii）聚合體系即使在反應后期粘度也很低，因）聚合體系即使在反應后期粘度也很低，因而也適于制備高粘性的聚合物；而也適于制備高粘性的聚合物； （iii）能獲得高分子量的聚合產(chǎn)物；）能獲得高分子量的聚合產(chǎn)物； （iv）可直接以乳液形式使用。）可直接以乳液形式使用。缺點：缺點

37、：（i）分離過程復雜）分離過程復雜（ii）聚合物雜質含量高）聚合物雜質含量高產(chǎn)品：產(chǎn)品：主要用于生產(chǎn)丁苯橡膠、丁腈橡膠、糊狀聚氯乙主要用于生產(chǎn)丁苯橡膠、丁腈橡膠、糊狀聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯（乳白膠）、聚烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯（乳白膠）、聚四氟乙烯等。四氟乙烯等?？s聚型高聚物的生產(chǎn)：縮聚型高聚物的生產(chǎn)：實施方法主要有：實施方法主要有：(1)熔融縮聚熔融縮聚(2)溶液縮聚溶液縮聚(3)界面縮聚界面縮聚(4)固態(tài)縮聚固態(tài)縮聚 聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，聚合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)

38、。聚合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)。主要用于平衡縮聚反應，如聚酯、聚酰胺等的生產(chǎn)。主要用于平衡縮聚反應，如聚酯、聚酰胺等的生產(chǎn)。(1) . 熔融聚合熔融聚合基本特點：基本特點：工藝路線簡單、成熟；可間歇、可連續(xù)。工藝路線簡單、成熟；可間歇、可連續(xù)。反應溫度高（反應溫度高（200-300 200-300 ）；）； 反應時間長（幾小時以上）；反應時間長（幾小時以上）；后期高真空，以脫除低分子。后期高真空，以脫除低分子。技術關鍵：技術關鍵：充分脫除低分子副產(chǎn)物。充分脫除低分子副產(chǎn)物。(2). 溶液縮聚溶液縮聚 單體在在溶液中進行聚合反應的一種實施方法。其單體在在溶液中進行聚合反應的一種

39、實施方法。其溶劑可以是單一的，也可以是幾種溶劑混合。溶劑可以是單一的，也可以是幾種溶劑混合。廣泛用于涂料、膠粘劑等的制備，特別適于分子量高廣泛用于涂料、膠粘劑等的制備，特別適于分子量高且難熔的耐熱聚合物，如聚酰亞胺、聚苯醚、聚芳香且難熔的耐熱聚合物，如聚酰亞胺、聚苯醚、聚芳香酰胺等。酰胺等。溶劑存在溶劑存在反應平穩(wěn)，有利于熱量交換，防止局部過熱；反應平穩(wěn)，有利于熱量交換，防止局部過熱；不需要高真空度；不需要高真空度；縮聚產(chǎn)物可直接制成清漆、成膜材料、紡絲?？s聚產(chǎn)物可直接制成清漆、成膜材料、紡絲。使用溶劑后，工藝復雜，需要分離、精制、回收；使用溶劑后，工藝復雜，需要分離、精制、回收；生產(chǎn)成本較高

40、。生產(chǎn)成本較高。能用熔融縮聚生產(chǎn)的縮聚物一般不用溶液縮聚生產(chǎn)能用熔融縮聚生產(chǎn)的縮聚物一般不用溶液縮聚生產(chǎn)溶液縮聚的特點溶液縮聚的特點(3). 界面縮聚界面縮聚 界面縮聚是將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，界面縮聚是將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，再將這兩種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進行縮聚反再將這兩種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進行縮聚反應，聚合產(chǎn)物不溶于溶劑，在界面析出。應，聚合產(chǎn)物不溶于溶劑，在界面析出。縮聚產(chǎn)物起始單體溶于有機相的單體溶于水相的單體聚酰胺聚脲聚磺酰胺聚氨酯聚酯環(huán)氧樹脂酚醛樹脂二元酰氯二異氰酸酯，光氣二元磺酰氯雙-氯甲酸酯二元酰氯雙酚A苯酚二元胺二元胺二元胺

41、二元胺二元酚類環(huán)氧氯丙烷甲醛己二酰氯與己二胺之界面縮聚己二酰氯與己二胺之界面縮聚拉出聚合物膜拉出聚合物膜己二胺己二胺-NaOH水溶液水溶液己二酰氯的己二酰氯的CHCl3溶液溶液界面聚合膜界面聚合膜(4).固態(tài)縮聚固態(tài)縮聚是指在原料熔點（或軟化溫度）以下進行的縮聚反應。是指在原料熔點（或軟化溫度）以下進行的縮聚反應。即在單體或預聚體在固態(tài)條件下的縮聚反應。即在單體或預聚體在固態(tài)條件下的縮聚反應。應用對象應用對象用于制備高相對分子質量、高純度的縮聚物；用于用于制備高相對分子質量、高純度的縮聚物；用于熔點很高或超過熔點容易分解的單體的縮聚以及耐高溫熔點很高或超過熔點容易分解的單體的縮聚以及耐高溫縮聚

42、物的制備；尤其適合制備無機縮聚物的制備?？s聚物的制備；尤其適合制備無機縮聚物的制備。2、操作方式與聚合設備、操作方式與聚合設備 間歇間歇（1）操作方式）操作方式 連續(xù)連續(xù) 半連續(xù)半連續(xù)（2）聚合設備：是生產(chǎn)的核心問題。）聚合設備：是生產(chǎn)的核心問題。 a.管式反應器：如管式反應器：如LDPE的生產(chǎn)；的生產(chǎn)； b.釜式反應器：如環(huán)氧樹脂、釜式反應器：如環(huán)氧樹脂、PVC的生產(chǎn)等；的生產(chǎn)等； c.塔式反應器：如塔式反應器：如PS的本體聚合，滌綸生產(chǎn)的預縮的本體聚合，滌綸生產(chǎn)的預縮 聚階段等。聚階段等。聚合物在聚合反應器中分批生產(chǎn)的，當反應達到要求的轉化率聚合物在聚合反應器中分批生產(chǎn)的，當反應達到要求的

43、轉化率時，將聚合物從聚合反應器中卸出。時，將聚合物從聚合反應器中卸出。進料進料反應反應出料出料清理清理a.不易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，每一批產(chǎn)品的規(guī)格難以控制不易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，每一批產(chǎn)品的規(guī)格難以控制嚴格一致。嚴格一致。b.反應器單位容積單位時間內(nèi)的生產(chǎn)能力受到影響，不適于大規(guī)反應器單位容積單位時間內(nèi)的生產(chǎn)能力受到影響，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。模生產(chǎn)。c.優(yōu)點：反應條件易控制，便于改變工藝條件。所以靈活性大，優(yōu)點：反應條件易控制，便于改變工藝條件。所以靈活性大，適于小批量生產(chǎn)，容易改變品種和牌號。適于小批量生產(chǎn)，容易改變品種和牌號。間歇聚合間歇聚合間歇聚合的特點：間歇聚合的特點：單體和

44、引發(fā)劑（催化劑）等連續(xù)進入聚合反應器，反應得到的單體和引發(fā)劑（催化劑）等連續(xù)進入聚合反應器，反應得到的聚合物連續(xù)不斷地流出聚合反應器。目前只有懸浮聚合方法尚聚合物連續(xù)不斷地流出聚合反應器。目前只有懸浮聚合方法尚未實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。未實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。連續(xù)聚合連續(xù)聚合a.聚合反應條件是穩(wěn)定的，容易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，聚合反應條件是穩(wěn)定的，容易實現(xiàn)操作過程的全部自動化，機械化，所得產(chǎn)品的質量規(guī)格穩(wěn)定。機械化，所得產(chǎn)品的質量規(guī)格穩(wěn)定。b.設備密閉，減少污染，適合大規(guī)模生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率高，成設備密閉，減少污染，適合大規(guī)模生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率高，成本較低。本較低。c.缺點：不宜經(jīng)常改變產(chǎn)品牌號，所

45、以不便小批量生產(chǎn)。缺點：不宜經(jīng)常改變產(chǎn)品牌號，所以不便小批量生產(chǎn)。連續(xù)聚合特點：連續(xù)聚合特點：3 3、工藝流程設計：、工藝流程設計：原料的配制原料的配制聚聚 合合分離分離后處理后處理成品成品MCat配制（引發(fā)劑）配制（引發(fā)劑）(1)原料準備與精制過程：原料準備與精制過程：包括單體、溶劑、去離子水等原料的貯包括單體、溶劑、去離子水等原料的貯存、洗滌、精制、干燥、調整濃度等過程相設備。存、洗滌、精制、干燥、調整濃度等過程相設備。(2)催化劑催化劑(引發(fā)劑引發(fā)劑)配制過程：配制過程：包括聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑包括聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑的制造、溶解、貯存、調整濃度等過程與設備。的制造、溶解、貯

46、存、調整濃度等過程與設備。(3)聚合反應過程：聚合反應過程：包括聚合和以聚合釜為中心的有關熱交換設備包括聚合和以聚合釜為中心的有關熱交換設備及反應物料輸送過程與設備。及反應物料輸送過程與設備。(4)分離過程：分離過程：包括未反應單體的回收、脫除溶劑、催化劑，脫除包括未反應單體的回收、脫除溶劑、催化劑，脫除低聚物等過程與設備。低聚物等過程與設備。(5)聚合物后處理過程：聚合物后處理過程：包括聚合物的輸送、干燥、造粒、均勻化、包括聚合物的輸送、干燥、造粒、均勻化、貯存、包裝等過程與設備。貯存、包裝等過程與設備。(6)回收過程：回收過程：主要是未反應單體和溶劑的回收與精制過程及設備。主要是未反應單體

47、和溶劑的回收與精制過程及設備。此外三廢處理和公用工程如供電、供氣、供水等設備。此外三廢處理和公用工程如供電、供氣、供水等設備。聚合物制造工藝過程舉例聚合物制造工藝過程舉例(1) 原料準備與精制過程原料準備與精制過程包括單體、溶劑、去離子水等原料包括單體、溶劑、去離子水等原料的貯存、洗滌、精制、干燥、調整濃度等過程相設備。的貯存、洗滌、精制、干燥、調整濃度等過程相設備。高分子合成工業(yè)的最主要原料是高分子合成工業(yè)的最主要原料是單體單體，其次是有些生產(chǎn)過程中，其次是有些生產(chǎn)過程中需要加入有機溶劑，都可能含有雜質可能對聚合反應產(chǎn)生不利需要加入有機溶劑，都可能含有雜質可能對聚合反應產(chǎn)生不利影響影響(單體

48、純度單體純度99%)。單體貯存注意：單體貯存注意：a. 防止單體與空氣接觸產(chǎn)生爆炸、產(chǎn)生過氧化物。防止單體與空氣接觸產(chǎn)生爆炸、產(chǎn)生過氧化物。b. 提供可靠的措施，保證在任何情況下貯罐不會產(chǎn)生過高的壓提供可靠的措施，保證在任何情況下貯罐不會產(chǎn)生過高的壓力，以免貯罐爆破。貯存氣體狀態(tài)單體的貯罐應當是耐壓容器。力，以免貯罐爆破。貯存氣體狀態(tài)單體的貯罐應當是耐壓容器。貯罐還應當遠離反應裝置，以減少著火危險。貯罐還應當遠離反應裝置，以減少著火危險。c. 防止有毒易燃的單體泄漏出貯罐、管道和泵等輸送設備。防止有毒易燃的單體泄漏出貯罐、管道和泵等輸送設備。d. 防止單體貯存中發(fā)生自聚現(xiàn)象，必要時應當添加阻聚

49、劑。使防止單體貯存中發(fā)生自聚現(xiàn)象，必要時應當添加阻聚劑。使用時用用時用NaOH洗滌。洗滌。(2) 催化劑催化劑(或引發(fā)劑或引發(fā)劑)配制過程配制過程包括聚合用催化劑、引發(fā)劑和包括聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑的制造、溶解、貯存、調整濃度等過程與設備。助劑的制造、溶解、貯存、調整濃度等過程與設備。常用的引發(fā)劑是過氧化物和偶氮化合物，過硫酸鹽等。常用的催常用的引發(fā)劑是過氧化物和偶氮化合物，過硫酸鹽等。常用的催化劑是烷基金屬化合物化劑是烷基金屬化合物(如烷基鋁，烷基鋅等如烷基鋁，烷基鋅等)，金屬鹵化物，金屬鹵化物(如如TiCl4，TiCl3等等)以及路易士酸以及路易士酸(例如例如BF3、SnCl4，F(xiàn)eC

50、l3等等)。多數(shù)引發(fā)劑受熱后有分解爆炸的危險，干燥、純粹的過氧化物多數(shù)引發(fā)劑受熱后有分解爆炸的危險，干燥、純粹的過氧化物易分解。因此工業(yè)上過氧化物采用小包裝，貯存在低溫環(huán)境中，易分解。因此工業(yè)上過氧化物采用小包裝，貯存在低溫環(huán)境中，并且防火，防撞擊。并且防火，防撞擊。常用的催化劑烷基金屬化合物很危險，易遇空氣燃燒或遇水爆炸。常用的催化劑烷基金屬化合物很危險，易遇空氣燃燒或遇水爆炸。金屬鹵化物易水解生成腐蝕氣體。金屬鹵化物易水解生成腐蝕氣體。(3) 聚合過程聚合過程包括聚合和以聚合釜為中心的有關熱交換設備及包括聚合和以聚合釜為中心的有關熱交換設備及反應物料輸送過程與設備。反應物料輸送過程與設備。

51、高分子化合物的平均分子量、分子量分布以及其結構對高分子高分子化合物的平均分子量、分子量分布以及其結構對高分子合成材料的物理機械性能產(chǎn)生重大影響，并且生產(chǎn)出來的成品合成材料的物理機械性能產(chǎn)生重大影響，并且生產(chǎn)出來的成品不易進行精制提純，因此對聚合工藝條件和設備的要求很嚴格：不易進行精制提純，因此對聚合工藝條件和設備的要求很嚴格：(a)要求單體高純度，所有分散介質要求單體高純度，所有分散介質(水、有機溶劑水、有機溶劑)和助劑的純和助劑的純度都有嚴格要求。度都有嚴格要求。(b)反應條件的波動與變化，將影響產(chǎn)品的平均分子量與分子量反應條件的波動與變化，將影響產(chǎn)品的平均分子量與分子量分布，需要采用高度自

52、動化控制。分布，需要采用高度自動化控制。(c) 對于大多數(shù)合成樹脂的聚合生產(chǎn)設備，在材質方而要求不污對于大多數(shù)合成樹脂的聚合生產(chǎn)設備，在材質方而要求不污染聚合物。染聚合物。攪拌聚合釜的結構示意圖攪拌聚合釜的結構示意圖聚合反應器聚合反應器聚合反應器聚合反應器進行聚合反應的進行聚合反應的設備叫做聚合反設備叫做聚合反應器。根據(jù)聚合應器。根據(jù)聚合反應器的形狀主反應器的形狀主要分為要分為管式、塔管式、塔式和釜式聚合反式和釜式聚合反應器，應器，此外尚有此外尚有特殊形式的聚合特殊形式的聚合反應器例如螺旋反應器例如螺旋擠出機式反應器、擠出機式反應器、板框式反應器等。板框式反應器等。管式反應器管式反應器塔式反應

53、器塔式反應器聚合反應是放熱反應，生產(chǎn)過程為控制產(chǎn)品平均分子量，要求反聚合反應是放熱反應，生產(chǎn)過程為控制產(chǎn)品平均分子量，要求反應體系溫度變化小。應體系溫度變化小。各種單體的聚合熱（千卡各種單體的聚合熱（千卡/克分子）克分子）如何有效的排除聚合反應熱，保持反應溫度如何有效的排除聚合反應熱，保持反應溫度釜式聚合反應器的排熱方式主要有：夾套冷卻；夾套附加內(nèi)釜式聚合反應器的排熱方式主要有：夾套冷卻；夾套附加內(nèi)冷管冷卻，內(nèi)冷管冷卻；反應物料釜外循環(huán)冷卻，回流冷冷管冷卻，內(nèi)冷管冷卻；反應物料釜外循環(huán)冷卻，回流冷凝器冷卻；反應物料部分閃蒸，反應介質預冷。凝器冷卻；反應物料部分閃蒸，反應介質預冷。為使釜式聚合反

54、應器中的傳質、傳熱過程正常進行，聚合釜中必為使釜式聚合反應器中的傳質、傳熱過程正常進行，聚合釜中必須安裝攪拌器。須安裝攪拌器。攪拌器攪拌器螺帶式螺軸式槳式渦輪式推進器式錨式渦輪式渦輪式平槳式和錨式平槳式和錨式螺帶式螺帶式粘度粘度(4) 分離過程分離過程包括未反應單體的回收、脫除溶劑、催化劑，脫包括未反應單體的回收、脫除溶劑、催化劑，脫除低聚物等過程與設備。除低聚物等過程與設備。聚合反應得到的物料，多數(shù)情況下含有未反應的單休、催化劑殘聚合反應得到的物料，多數(shù)情況下含有未反應的單休、催化劑殘渣、反應介質渣、反應介質(水或有機溶劑水或有機溶劑)等。從聚合物中分離未反應的單體等。從聚合物中分離未反應的

55、單體還具有消除環(huán)境污染的意義。還具有消除環(huán)境污染的意義。具體的分離過程和產(chǎn)物的形態(tài)有關：具體的分離過程和產(chǎn)物的形態(tài)有關：(b) 乳液聚合得到的濃乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直乳液聚合得到的濃乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合劑，也不需要經(jīng)過分離過程。接用作涂料、粘合劑，也不需要經(jīng)過分離過程。(a) 本體聚合與熔融縮聚得到的高粘度熔體不含有反應介質，如本體聚合與熔融縮聚得到的高粘度熔體不含有反應介質，如果單體幾乎全部轉化為聚合物，通常不需要經(jīng)過分離過程。如果果單體幾乎全部轉化為聚合物，通常不需要經(jīng)過分離過程。如果要求生產(chǎn)高純度聚合物，應當采用真空脫除單體法。要求生產(chǎn)高純度

56、聚合物，應當采用真空脫除單體法。(c)自由基懸浮聚合得到固體珠狀樹脂在水中的分散體系?？勺杂苫鶓腋【酆系玫焦腆w珠狀樹脂在水中的分散體系。可能含有少量反應單體和分散劑。脫除未反應單體用閃蒸能含有少量反應單體和分散劑。脫除未反應單體用閃蒸(迅速迅速減壓減壓)的方法，對于沸點較高的單體則進行水蒸汽蒸餾，使單的方法，對于沸點較高的單體則進行水蒸汽蒸餾，使單體與水共沸以脫除。體與水共沸以脫除。(d)離子聚合與配位聚合反應得到的如果是固體聚合物在有機離子聚合與配位聚合反應得到的如果是固體聚合物在有機溶劑中的淤漿液，但是通常含有較多的未反應單體和催化劑殘溶劑中的淤漿液，但是通常含有較多的未反應單體和催化劑殘

57、渣。因此要首先進行閃蒸以脫除未反應單體。如果催化劑是低渣。因此要首先進行閃蒸以脫除未反應單體。如果催化劑是低效的，則應當進行脫除。用醇破壞金屬有機化合物，然后用水效的，則應當進行脫除。用醇破壞金屬有機化合物，然后用水洗滌以溶解金屬鹽和鹵化物。洗滌以溶解金屬鹽和鹵化物。(e)自由基溶液聚合或離子和配位聚合得到的高粘度溶液。自由基溶液聚合或離子和配位聚合得到的高粘度溶液。合成樹脂加入非溶劑中粉狀固體析出纖維狀產(chǎn)品合成橡膠噴入沸騰的熱水中同時進行強烈攪拌以直徑l0-20mm的膠粒析出(f)膠體分散體系的固體顆粒不能用過濾，而采用噴霧干燥方法。膠體分散體系的固體顆粒不能用過濾，而采用噴霧干燥方法。(5

58、) 聚合物后處理過程聚合物后處理過程包括聚合物的輸送、干燥、造粒、包括聚合物的輸送、干燥、造粒、均勻化、貯存、包裝等過程與設備。均勻化、貯存、包裝等過程與設備。(a)工業(yè)采用的合成樹脂干燥主要是氣流干燥和沸騰干燥。當合工業(yè)采用的合成樹脂干燥主要是氣流干燥和沸騰干燥。當合成樹脂含水時，通常用熱空氣作為載熱體進行干燥；當含有機成樹脂含水時，通常用熱空氣作為載熱體進行干燥；當含有機溶劑時，則用加熱的氮氣干燥。溶劑時，則用加熱的氮氣干燥。 (b)添加穩(wěn)定劑添加穩(wěn)定劑(熱、光穩(wěn)定劑熱、光穩(wěn)定劑)、潤滑劑、著色劑等組分。、潤滑劑、著色劑等組分。(c)在密煉機中或專用混煉機中進行混煉使添加劑與樹脂充分混在密

59、煉機中或專用混煉機中進行混煉使添加劑與樹脂充分混合。然后送入擠塑機中擠出為條狀固體物，再經(jīng)切粒機切成一合。然后送入擠塑機中擠出為條狀固體物，再經(jīng)切粒機切成一定形狀和大小的粒狀塑料。定形狀和大小的粒狀塑料。合成樹脂后處理過程合成樹脂后處理過程(d)進行均勻化混合后包裝作為商品出廠。進行均勻化混合后包裝作為商品出廠。氣流、沸騰干燥流程氣流、沸騰干燥流程合成橡膠后處理過程合成橡膠后處理過程(a)采用箱式干燥機或擠壓膨脹干燥機進行干燥。采用箱式干燥機或擠壓膨脹干燥機進行干燥。(b)充分干燥并冷卻后壓制充分干燥并冷卻后壓制25 kg大塊，包裝為商品。大塊，包裝為商品。(6) 回收過程回收過程主要是未反應

60、單體和溶劑的回收與精制過程及主要是未反應單體和溶劑的回收與精制過程及設備。此外三廢處理和公用工程如供電、供氣、供水等設備。設備。此外三廢處理和公用工程如供電、供氣、供水等設備。(I)合成樹脂合成樹脂生產(chǎn)中回收的溶劑。通常是經(jīng)離心機過濾與聚合生產(chǎn)中回收的溶劑。通常是經(jīng)離心機過濾與聚合物分餾得到的。其中可能有少量單體、破壞催化劑用的甲醇物分餾得到的。其中可能有少量單體、破壞催化劑用的甲醇或乙醇等，還可能溶解有聚合物或乙醇等，還可能溶解有聚合物(例如聚丙烯生產(chǎn)中得到的無例如聚丙烯生產(chǎn)中得到的無規(guī)聚合物規(guī)聚合物)，回收過程復雜。，回收過程復雜。 (II)合成橡膠合成橡膠生產(chǎn)中回收的溶劑。這些溶劑是在橡