聚合反應及反應器設計

關于聚合反應及反應器設計第1頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

聚合反應與低分子反應相比，一個重要的特點是生成的聚合物是由一系列分子量不同的同系物構成，一條聚合物鏈的單體分子個數(shù)，即分子鏈中含有重復結構單元的數(shù)目，成為聚合度。

由于聚合反應過程具有隨機性，聚合物存在聚合度分布，通常用平均分子量（平均聚合度）或分子量分布（聚合度分布）作為聚合物生產的控制指標。第2頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.2聚合物的評價指標8.2.1聚合物的平均分子量數(shù)均分子量重均分子量Ｚ均分子量粘均分子量第3頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五聚合物的分子量與性能的關系聚合物-----作為結構材料，必須具有優(yōu)良的機械性能。低分子量的化合物：氣體、液體或脆性固體，只有分子量很高的聚合物才具有高的機械強度，所以分子量是聚合物的重要結構指標。圖1聚合物力學強度－分子量關系分子量機械強度ABC第4頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五1、數(shù)均分子量（按分子數(shù)的統(tǒng)計平均）定義為測定方法：端基滴定法，冰點下降法，滲透壓法Ni為i聚體的分子數(shù)；Mi為i聚體的分子量。第5頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五2、重均分子量（按重量的統(tǒng)計平均）定義為測定方法：光散射法，超速離心法Wi為i聚體的質量。第6頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五3、Ｚ均分子量（按Ｚ量統(tǒng)計平均）定義為測定方法：沉降平衡法第7頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五4、粘均分子量（用溶液黏度法測得的平均分子量為粘均分子量）定義為：當時，

當時，

ɑ為黏度系數(shù)。第8頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五表1不同平均分子量測定方法及其適用范圍平均分子量方法類型分子量范圍/(g/mol)佛點升高，冰點降低，氣相滲透，等溫蒸餾A<104端基分析E102~3104膜滲透法A5103~106電子顯微鏡A>5105平衡沉降A102~106光散射法A>102密度梯度中的平衡沉降A>5104小角X射線衍射A>102沉降速度法A>103稀溶液粘度法R>102凝膠滲透色譜法R>103第9頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五幾種分子量統(tǒng)計平均值之間的關系對單分散試樣有：

對多分散試樣有：第10頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五舉例說明四種平均分子量。設聚合物樣品中各含有1mol的104和105分子量的組分。

由此可見，對于分子量不均一的聚合物來說，則有。

若分子量為均一的聚合物則都相等，即。第11頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.2.2聚合物的平均聚合度數(shù)均聚合度重均聚合度Ｚ均聚合度粘均聚合度計算公式見教材P175-177第12頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.2.3分子量分布概述：由于聚合物的分子量有高分散性的特點，因此僅有平均分子量，還不足以表征聚合物分子的大小.如：二塊試樣，平均分子量可能相同，但分子量分布卻可能有很大差別，因此許多實際工作和理論工作還需知道分子量分布的情況。第13頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五一、研究分子量分布的意義：①高聚物的分子量與分子量分布和高聚物的物理機械性能有密切關系。②分子量分布是研究和考驗聚合和解聚動力學的有力工具。③高分子溶液性能具有分子量依賴性，也都與多分散性有關，因此精確測定試樣的分子量分布對研究高分子溶液性質有重要意義。第14頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五例：下圖是三種重均分子量相等，但分布不同的PAN（聚丙烯腈）樣品，它們的紡絲性能不相同：樣品A紡絲性能很不好；樣品B紡絲性能好一些；樣品C紡絲性能最好，因為分子量15～20萬占比例很大。第15頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五二、分子量分布的研究方法1、利用高分子溶解度對分子量依賴性，將試樣分成分子量不同的級分，從而得到分子量分布。例如：沉淀分級，柱上溶解分級和陡度淋洗分級。2、利用高分子在溶液中的分子運動性質，得出分子量分布，例如超速離心沉降法等。第16頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五3、利用高分子顆粒大小的不同，得到分子量分布。例如直接用電子顯微鏡觀察和凝膠滲透色譜法等。4、利用濁光度來進行測定的方法，如在高分子溶液中加不同量的沉淀劑，使其出現(xiàn)不同程度的乳濁物，測定其濁度大小，畫出濁度和分子量之間的關系曲線，進而求出分子量分布。這種方法成為分子量分布的濁度滴定法。第17頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五三、分子量分布的表示方法表示的方法：

1、圖解法

2、函數(shù)法數(shù)基聚合度分布函數(shù)重基聚合度分布函數(shù)瞬時--瞬時--累積--累積--計算公式見教材P177-178第18頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.3聚合反應過程的動力學分析8.3.1聚合反應的分類根據(jù)聚合反應的機理分類,可分為：連鎖反應逐步反應自由基聚合離子聚合配位聚合縮聚偶聯(lián)聚合聚合加成反應

連鎖反應一般指加成聚合反應,而逐步反應指的是縮聚反應.第19頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

對聚合反應雖然大體上可分為以上的兩類,但是因為高聚物反應機理仍在繼續(xù)研究的課題,其中反應機理還未明確的反應也很多,反應的條件,共存物質等不同,反應機理也有很大的差別.

第20頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五自由基反應在微觀上可以明顯區(qū)分成鏈的引發(fā)、增長、終止、轉移等基元反應。其中引發(fā)速率最小，是控制總聚合速率的關鍵?？筛爬椋郝l(fā)、快增長、速終止，易轉移。只有鏈增長反應才使聚合度增加。無中間體，體系中只有單體和聚合物組成。8.3.2自由基均聚反應過程動力學分析（一）自由基聚合反應特征第21頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五（二）各基元反應的動力學方程1鏈引發(fā)

鏈引發(fā)反應包括兩個步驟：

引發(fā)劑的分解速率

初級自由基的生成速率

單體自由基的生成速率

I→2R?

R?+M→p1

?第一步引發(fā)劑分解，產生初級自由基

第二步初級自由基與單體加成，形成單體自由基

基于生成單體自由基的速率遠遠大于引發(fā)劑分解速率，鏈引發(fā)速率完全由引發(fā)劑分解速率決定。第22頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五(腳標d和i分別代表引發(fā)劑分解和鏈引發(fā))

鏈引發(fā)反應動力學方程

在一般情況下鏈引發(fā)速率與單體濃度無關。而且只有一部分初級自由基參與引發(fā)單體生成單體自由基，而另一部分初級自由基卻發(fā)生了副反應，所以應該將引發(fā)效率f考慮進去。引發(fā)效率

第23頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五2鏈增長

假設體系中所有長短不等的鏈自由基的總濃度為；總的速率常數(shù)為kp；單體濃度為cM；根據(jù)”等活性理論”，鏈增長反應速率采用單體的消耗速率表示：第24頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

一般單取代乙烯基單體聚合時以偶合終止為主，而二元取代乙烯基單體由于立體阻礙難于雙基偶合終止。3鏈終止

自由基聚合的鏈終止主要為雙基終止：包括雙基歧化終止和雙基偶合終止第25頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

為了簡化推導過程，自由基聚合反應暫時只考慮雙基終止的情況。以自由基消耗速率表示的鏈終止反應速率為：雙基偶合終止雙基歧化終止終止總速率第26頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五鏈引發(fā)速率小結鏈增長速率鏈終止速率推導自由基微觀動力學方程的3個基本假設：自由基等活性理論、穩(wěn)態(tài)、聚合度很大鏈轉移速率略第27頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五▲“穩(wěn)態(tài)”假設即引發(fā)速率終止速率自由基聚合反應總速率的動力學方程

(普適方程)得第28頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五單體轉化率與時間的關系t=0時，cM=cM0，對上式積分得或P181習題8-2第29頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五自由基聚合反應速率

聚合反應速率和相對分子質量是高分子化學的重要研究內容，理論上可以闡明聚合反應機理，在生產中可以提供控制聚合反應條件和產品質量的依據(jù)和手段。

一、聚合反應過程

絕大多數(shù)烯烴單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等均具有如圖所示的“S”形轉化率——時間關系曲線。整個聚合反應過程可分為四個階段，即誘導期、勻速期、加速期和減速期。

自由基聚合轉化率——時間曲線1-誘導期；2-勻速期；3-加速期；4-減速期第30頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五1誘導期———零速期

產生的原因：引發(fā)劑產生的初級自由基被阻聚雜質所消耗。聚合反應速率實際上為零，故稱此階段為誘導期。如果單體非常純凈則不出現(xiàn)誘導期。誘導期的長短取決于阻聚雜質的多少。第31頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五2初期——勻速期

從聚合反應實際開始到轉化率達到5％～l0％之前，體系中單體和引發(fā)劑的濃度相對較高，阻聚雜質耗盡，體系的大分子數(shù)量較少，黏度較低，大分子和單體均能自由運動，體系處于穩(wěn)態(tài)階段。聚合反應平穩(wěn)地進行，在此階段聚合反應速率與單體濃度大體呈線型關系，故稱勻速期。工業(yè)上往往將此階段擴大到轉化率在10％～20％以下。第32頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五3中期——加速期

隨著聚合反應的進行，單體不斷消耗，體系內大分子數(shù)量的增加，體系的粘度逐漸升高，造成長鏈自由基活動受阻，甚至活性自由基被包裹，雙基終止困難，鏈終止速率常數(shù)下降；而單體分子因體積小，活動自由，能繼續(xù)與長鏈自由基碰撞反應，使增長速率常數(shù)下降較少或不下降；故此，即發(fā)生“自動加速過程”。這種由于體系黏度增加所引起的不正常的動力學現(xiàn)象稱為凝膠效應。在不太長的時間內轉化率將很快升高到50％～70％，甚至更高。第33頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五4后期——減速期

隨著單體和引發(fā)劑的不斷消耗，體系黏度更大，單體濃度減少。聚合反應速率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。通常情況下如果需要達到很高的轉化率，此階段將消耗很長時間。第34頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.3.2.2聚合反應速率的實驗測定膨脹計法——聚合反應速率原理：用取代見P182第35頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.3.2.3平均聚合度（1）數(shù)均聚合度①瞬時數(shù)均聚合度第36頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五②累積數(shù)均聚合度

隨cM0增加而增加，隨cI增加而減少，而rM隨cI的增加而增加。即：cI增加可以提高rm，但使平均聚合度降低。第37頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五（2）重均聚合度①瞬時重均聚合度令則第38頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五②累積重均聚合度見P182例題8-3第39頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.3.2.4聚合度分布函數(shù)（1）數(shù)基聚合度分布函數(shù)①瞬時數(shù)基聚合度分布函數(shù)②累積數(shù)基聚合度分布函數(shù)第40頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五（2）重基聚合度分布函數(shù)①瞬時重基聚合度分布函數(shù)②累積重基聚合度分布函數(shù)見P186例題8-4，8-5第41頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

●定義

縮聚反應是由含兩個或兩個以上官能團的單體或各種低聚物之間的縮合反應。

式中和可取1，2，3，4，5，······等任意正整數(shù)；M為單體殘基。

●應用通過縮聚反應合成的高聚物主要用于工程塑料、纖維、橡膠、黏合劑和涂料等。

●主要產品

尼龍滌綸酚醛樹脂脲醛樹脂氨基樹脂醇酸樹脂不飽和聚酯環(huán)氧樹脂硅橡膠聚碳酸酯等［M］［M］［M］＋mnm+n8.3.3縮聚反應動力學分析第42頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.3.3.1間歇反應器第43頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五條件：參加反應單體都帶有兩個官能團；大分子向兩個方向增長；產物為線型結構。通式：實例：

naAa＋nnbBba[AB]b

(2n-1)ab＋naAbna[A]b

(n-1)ab＋nHOOC－R－COOHnHO－R’－OHHO［OC－R－CO－O－R’－O］H(2n-1)H2O＋＋nHOOC－R－COOHnHOOC－R－COOHn

聚酯nH2N－R’－NH2nHOOC－R－COOH＋HO［OC－R－CO－NH－R’－NH］H(2n-1)H2O＋n

聚酰胺＋nHO－R－COOHHO［O－R－CO］Hn(n-1)H2O

聚酯

〆線型縮聚第44頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五本節(jié)要求：了解AB型單體線型縮聚反應的平均聚合度及其分布.

間歇反應器:

以AB型單體的線型縮聚為例：（4-103）（4-104）

縮聚反應設逆反應可以忽略，則單體（M1）的消耗速率為

式中（4-104）第45頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

縮聚反應—動力學方程式第46頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五將上式從j＝1到無窮大加和得體系中全部分子的變化速率為1＝[M1]/[M1]0j＝[Mj]/[M1]0式中[M1]0為單體的初始濃度。(4-105)(4-107)j聚體的生成速率為(4-106)(4-107)

平均聚合度及其分布第47頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五各項同除[M1]0得即d1/dY

=21/Y(4-108)積分（邊界條件：Y=1，1＝1）上式得Y＝[Mt]/[M1]0[Mt]＝[M1]01＝[M1]/[M1]0[M1]＝[M1]01＝Y2（4-110）對于二聚體，由（4-105）式得由（4-104）除以（4-106）式得各項同除[M1]0

得

平均聚合度及其分布第48頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五由上式和（4-106）式相除得(4-111)

將上式積分并以邊界條件（Y=1，2＝0）代入，得2/Y2＝-(Y-1)2＝Y2(1-Y)(4-112)

同理可得j＝Y2(1-Y)j－1

（4-113）Y＝[Mt]/[M1]0[Mt]＝[M1]02＝[M2]/[M1]0[M2]＝0反應前體系中無2聚體

將1＝Y2代入上式，經(jīng)變換后，得

平均聚合度及其分布第49頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

平均聚合度及其分布

以已反應的官能團除以系統(tǒng)內的起始官能團表示縮聚反應的反應程度(P)，有Y＝1－P①數(shù)均聚合度分布函數(shù)②重均聚合度分布函數(shù)第50頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五①數(shù)均聚合度②重均聚合度

平均聚合度及其分布第51頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

聚合度及其分布曲線特點：(1)聚合度分布與反應溫度無關，而與反應程度有關(2)聚合度分布隨著反應程度P的增加而變寬(3)聚合度分布與反應的操作方式有關第52頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

平均聚合度及其分布曲線第53頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五單體的消耗速率([M1]

－[M1]0)/=rM1=－kp[M1][Mt](4－122）由理想混合反應器的物料衡算式得到(4-117)

理想混合反應器平均聚合度及其分布第54頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

聚合度分布函數(shù)為平均聚合度為①數(shù)均聚合度②重均聚合度①數(shù)均聚合度分布函數(shù)②重均聚合度分布函數(shù)見P191例題8-6第55頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

綜上所述,要制取高分子量的縮聚物時,要盡量提高轉化率.為此,應盡量將縮合出的小分子趕出,平衡常數(shù)愈小的要求愈高.要盡量保證嚴格的原料官能團等當量比,配料要準,原料要純,防止物料中混入能終止縮聚的單官能團雜質.在反應到一定程度時,外加一定量的單官能團物質以實行“端基封鎖”而使縮聚終止.在操作方式上,從聚合度分布的角度來看,不宜采用單釜連續(xù).

平均聚合度及其分布第56頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五8.4聚合反應器設計見P191第57頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

1.重點掌握反應器的形式和操作方式對不同聚合機理(自由基均聚、自由基共聚合縮聚反應)的聚合產物的分子量分布的影響。反應器的流動模型和聚合反應的動力學模型相結合，建立具體的聚合反應器模型。

本章小結第58頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五第59頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五第60頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五附1：高分子小常識-高分子合金高分子合金（Polymeralloy)：指塑料-塑料或塑料與少量橡膠的共混產物。特點：聚合物共混的最大特點是采用十分簡便經(jīng)濟的方法大幅度提高塑料的物理機械性能和加工性能—是近20年來塑料研究的重要方向。高分子合金性能：一般高分子合金的性能不僅與組分聚合物的種類有關，而且受該合金結構形態(tài)的影響。例如均相合金的性能常常服從性能加和原理，而多相合金的力學性能則在很大程度上由連續(xù)相的性能決定。大多數(shù)高分子合金屬于多相結構，為了避免加工使用過程中發(fā)生宏觀的相分離，應該采取必要措施使各相之間具有足夠的結合力。第61頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五主要類型：目前產量最大的高分子合金有四大類：ABS、改性尼龍、PPO（聚苯醚）/PS、PP/EPOM（三元乙丙橡膠），其產量約占全部高分子合金的84%。ABS：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共混體系，是目前產量最大的高分子合金?，F(xiàn)有70余種。實際上是一類橡膠增韌的通用塑料。用途：如機械、電子器件、儀表、家用電器、汽車部件。性能：綜合性能優(yōu)良、其韌性和耐寒性來源于橡膠組分B，抗沖擊強度達到2.52J/cm2，其硬度主要來源于S。

典型高分子合金第62頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

典型高分子合金PP與乙丙橡膠共混：抗沖擊強度7~8倍，耐寒性能大大提高（使用溫度從-5℃降低到-50℃）PPO與PS共混：PPO的模量、強度和耐熱性都很好。但軟化點高、黏度大難于加工，與PS共混以后其加工性能大大改善，同時成本得以下降。聚碳酸酯（PC）與PMMA共混：合金具有美麗的珍珠光澤和金屬光澤，可以制作無毒珠光食品盒、化妝盒、人造珍珠等材料第63頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7重要加聚物舉例許多常用或重要的高分子材料是采用自由基聚合的加聚物。如PE、PVC、PS、PMMA、PAN等。第64頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.1PE合成方法：包括高壓法、中壓法和低壓法三種。其中高壓法屬于自由基聚合反應，中壓法和低壓法均屬于離子型配位聚合。高壓法：是在100-200MPa壓力和160-300℃條件下，以氧作引發(fā)劑的本體聚合反應。高溫高壓的目的：乙烯是沒有取代基、分子完全對稱、反應活性極低的單體，一般情況下無法聚合。另一方面乙烯的沸點很低（-100℃），常溫下分子間距離很大不利于聚合反應。第65頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.1PE聚合工藝：純度為99.9%的乙烯經(jīng)多級壓縮至150MPa，經(jīng)預熱送入聚合反應器，導入5-300g/m3的純氧作引發(fā)劑，在200℃進行聚合。性能：數(shù)均分子量大約2-5萬，分散度在3-20，結晶度50-70%，密度低0.91-0.93，所以稱作低密度PE（LDPE）。第66頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.2PVC聚合方法：懸浮聚合和本體聚合，其中懸浮聚合的產量約占80%。懸浮聚合工藝首先將準確計量的去離子水泵入聚合釜，加入分散劑明膠（或聚乙烯醇），升溫使其完全溶解；進行反應釜的氣密試驗；通入氮氣置換聚合釜中的空氣；通過計量泵加入單體，開啟攪拌器，用高壓水加入引發(fā)劑-過氧化二碳酸二異丙酯；逐步升溫到51-60℃，并控制壓力在0.69-0.83MPa完成聚合反應。后處理：殘余氣體收集、PVC懸浮液沉吸、干燥、包裝。第67頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.3PS性能：電絕緣性、化學穩(wěn)定性、光學性能和加工成型性能十分優(yōu)良，機械強度高，生產工藝成熟，價格低廉。合成方法：懸浮聚合和本體聚合，其中懸浮聚合應用更廣泛。用途：分子量大約20萬，用于加工泡沫塑料，已廣泛應用于家電、儀器等的內包裝和建筑隔熱、隔音材料。第68頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五1）PS的低溫懸浮聚合方法：采用引發(fā)劑的常規(guī)懸浮聚合。配方和操作過程：將1300kg去離子水加入2500L聚合釜中，再加入PVA0.286kg，升溫攪拌溶解大約30min；在配料釜中加入650kg已去除阻聚劑的苯乙烯和2.76kgBPO（純度70%），攪拌溶解；將溶解了引發(fā)劑的單體加入聚合釜，調節(jié)攪拌速度使單體液滴粒度符合要求；緩慢升溫到85℃聚合2-3h，當單體液滴轉化成綿軟魚卵狀珠粒后，升溫至98-100℃繼續(xù)聚合4h；為補充高溫下釜內水的揮發(fā)損失，聚合反應后期采用蒸汽直接加熱，同時可以加強物料的翻騰以減輕聚合物在釜壁的粘附；經(jīng)過濾、水洗、干燥、包裝入庫第69頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五2）PS的高溫懸浮聚合方法：不加引發(fā)劑的熱聚合過程配方和操作特點：以深井水作分散介質，利用深井水中含量很高的鈣鎂離子與加入的碳酸鈉生成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀作為懸浮分散劑。合成最高溫度達155℃。產物用途：作為加工PS型材的原料第70頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.4PMMAPMMA性能特點：透光率高達92%其光學性能超過普通無機玻璃。耐化學藥品，但不耐有機溶劑。用途：廣泛用于飛機窗玻璃、儀表盤、光導纖維等合成方法：常規(guī)本體聚合生產遇到散熱困難、體積收縮、易產生氣泡等諸多問題。為此將整個生產工藝分成預聚、聚合和高溫后處理等三個階段。第71頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五1）預聚方法：預聚在普通聚合釜中進行。將單體、引發(fā)劑AIBN、適量增塑劑、脫模劑加入反應釜中，在90-95℃聚合至10-20%轉化率，制成粘度適當?shù)木酆衔?單體溶液，用冷水冷卻使聚合反應停止。作用：由于這個階段體系粘度不高，自動加速過程并不嚴重，散熱并無困難，而且已經(jīng)完成了部分體積收縮，對以后的聚合反應非常有利。第72頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五2）澆模聚合與高溫后處理工藝：低溫聚合：將粘稠的預聚物澆灌入無機玻璃平板模具，并移入空氣或水浴中，緩慢升溫至40-50℃聚合。在此條件下聚合若干天，使轉化率達到90%左右；高溫后處理：將溫度升高到有機玻璃的Ig（105℃）以上（如120℃），再進行一定時間的聚合，使單體充分轉化聚合；冷卻脫模：可得到分子量達到106的PMMA。低溫聚合的目的：使聚合熱的產生速率和散熱速率平衡。MMA的沸點100.5℃，如果聚合溫度過高，極易產生氣泡，聚合過快也會造成散熱困難。第73頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五3）聚合反應方程

第74頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五6.7.5PAN用途：主要用于紡織纖維—腈綸。其外觀和手感很像羊毛故有“合成羊毛”之稱。優(yōu)點：耐光、耐候性優(yōu)于其他天然纖維和合成纖維。置于室外暴露一年以后再測定表明，尼龍、粘膠纖維、醋酸纖維、蠶絲的強度完全喪失，棉纖維的強度損失95%；而腈綸的強度只損失20%。輕質、防蛀、保暖性能良好。缺點：吸濕性、染色性和耐磨性欠佳。第75頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五

聚合方法方法：溶液聚合是最理想的選擇。配方：單體：丙烯腈(91.7)、MMA(7)、衣康酸鈉(1.3)（為改善脆性和染色性）；引發(fā)劑：AIBN0.75%；染色改進劑：氧化硫脲0.75%；溶劑：濃度49%的硫氰酸鈉水溶液。合成工藝：合成與拉絲合為一體物料混合并調節(jié)pH=5，加入反應釜，在80℃下進行連續(xù)聚合；當轉化率達到70-75%時從釜上部連續(xù)導出，并在真空條件下去除未反應單體；脫出單體的料漿壓入凝固浴，凝固成型；進一步凝固脫水和牽伸、水浴去除硫氰酸鈉；上油、干燥、定型、卷曲。第76頁，共83頁，2022年，5月20日，20點57分，星期五附2：小常識—普通塑料的簡易鑒別方法簡易鑒別法：觀察比較、燃燒