本体聚合法工艺

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。第一阶段为预聚合，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。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。

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，自动加速效应造成产品有气泡，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，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"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。

本体聚合法常用于聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等树酯的生产。

本体聚合是单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。

应用于制造透明性好的材料，以及介电性好的电器； 由于混合和传热困难，工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛，离子聚合由于多数催化剂易被水破坏，故常采用本体聚合和溶液聚合。

PAC聚合氯化铝的水不溶物：使用板框压滤技术，使固体的水不溶物的质量分数在0.3%以下，液体的水不溶物质量分数在0.1%以下，能够保证用户的管道畅通，同时提高药物使用率，而自然沉降法是达不到的。聚氯化铝PAC-01（淡黄色粉状，喷雾干燥）：用于饮用水处理和废水处理。聚氯化铝-是水处理药剂系列中的明星产品之一，聚合氯化铝集普通聚氯化铝，喷雾型聚合氯化铝，造纸专用高效聚合氯化铝等众多优点于一体的复合型高效产品。所有水处理药剂产品以最新国标为检验标准，水处理药剂以GB15892-2009为检测标准。水处理药剂-高效聚合氯化铝是我国无机高分子最佳水处理剂，处理各种浓度的水效果相当好，且用量少，其用量比相同浓度的硫酸少50%，比相同浓度的聚合氯化铝少用10%。高效果，低能量主要是PAFC的聚合度高，因为一般铁盐、铝盐水处理剂在水解过程中只能生成AL(OH)2 、AL(OH) 2、Fe(OH)2 、 Fe(OH) 2等简单的水解羟基离子，而PAEC本身就是AL3 、Fe3 预水介产物，它在水解过程中除生成上述羟基离子，它主要能生成大量的离聚合度，正电荷离的：AL4(OH)4 8、Fe4(OH)4 8……等聚羟基阳离子，来中和水中胶体微粒电荷和压缩双电层，同时发生羟基架桥，交联、表面吸附等系列反应，在相应碰撞下，凝聚成大的矾花，迅速沉淀。

本体聚合法特点

1、絮凝体成型快，活性好，过滤性好。

2、不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。

3、适应PH值宽，适应性强，用途广泛。

4、处理过的水中盐份少。

5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。

本体聚合法作用

聚（合）氯化铝其絮凝作用表现如下：

a、水中胶体物质的强烈电中和作用。

b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。

c、对溶解性物质的选择性吸附作用。

聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂）的特点主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的。

本体聚合法用途

⒈城市给排水净化：河流水、水库水、地下水。

⒉工业给水净化。

⒊城市污水处理。

⒋工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收。

⒌各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水、污水处理。

⒍造纸施胶。

⒎糖液精制。

⒏铸造成型。

⒐布匹防皱。

⒑催化剂载体。

⒒医药精制。

⒓水泥速凝。

⒔化妆品原料。2100433B

⑴ 非均相本体聚合——聚氯乙稀本体聚合生产

氯乙烯本体聚合一般分为二个阶段：

第一阶段 预聚合；

第二阶段：后聚合。

操作方式：间歇操作。

氯乙烯本体聚合的主要设备

聚合釜配置：1台预聚合 5台后聚合。

预聚釜——立式不锈钢聚合釜，内装涡轮式平桨搅拌器，搅拌转速控制在50～250rpm之间。

搅拌器的形式和大小，搅拌转速的大小将直接关系到预聚合种子颗粒的形态和大小。

后聚釜——卧式釜（50m³ ），内装有慢速搅拌的三条螺带组合的搅拌器。螺带与釜壁间隙极小。卧式釜转速为6～7rpm。

常采用的聚合流程方块图见图

⑵ 本体浇铸聚合——有机玻璃生产

第一步预聚：搅拌将各组份混合均匀，升温至85℃，停止加热。调节冷却水，保持釜温在93℃以下，反应到粘度达到2000厘泊左右，具体根据操作要求而定。过滤，预聚浆储藏于中间槽。

第二步浇模：先用碱液、酸液、蒸馏水洗清并烘干硅玻璃平板二大块，按所需成品厚度，在二块玻璃中间垫上一圈包有玻璃纸的橡胶垫条，用夹具夹好，即成一个方形模框，把一边向上斜放，留下浇铸口，把预聚浆灌腔，排出气泡，封口。

第三步聚合：把封合的模框吊入热水箱（或烘房），根据板厚分别控制温度在25～52℃，经过10～160小时，到取样检查料源硬化为止，用直接蒸汽加热水箱内水至沸腾，保持二小时，通水慢慢冷却40℃，吊出模具，取出中间有机玻璃板材，去边，裁切后包装。

⑶气相本体聚合——高压聚乙烯生产

所谓高压聚乙烯是将乙烯压缩到150～250Mpa的高压条件下，用氧或过氧化物为引发剂，于200℃左右的温度下经自由基聚合反应而制得。

高压聚乙烯生产工艺的两种方法：

釜式法：大都采用有机过氧化物为引发剂，反应压力较管式法低，物料停留时间长。

管式法：引发剂是氧或过氧化物，反应器内的压力分布和温度分布，反应时间短，所得聚合物支链少，分子量分布宽，适宜制造薄膜制品及共聚物。

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，如苯乙烯、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。