高聚物合成工艺设计

《高职高专项目导向系列教材:高聚物合成技术》题材新颖，实践操作性强，注重学生实践技能的培养与训练，体现了以任务驱动、项目导向的“教、学、做”一体化的教学改革模式，实现了课程内容与国家职业标准相衔接，可作为高职高专化工技术、高分子材料应用技术和高聚物生产技术专业以及相关专业的教材，也可供从事高聚物合成生产的工程技术人员参阅。

学习情境一高聚物合成技术的基础知识

任务一知识回顾——聚合反应机理

任务二高聚物合成的生产过程及各岗位任务

任务三聚合反应的工业实施方法

学习情境二碳链高聚物的合成技术

任务一有机玻璃棒材和板材的生产

任务二PMMA模塑粉的生产

任务三甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯悬浮共聚物的生产

任务四乳白胶的生产

任务五聚丙烯的生产工艺分析

子任务一绘制聚丙烯生产工艺流程框图”

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读聚丙烯装置的生产工艺流程图

子任务四聚丙烯装置仿真操作训练

任务六聚乙烯的生产工艺分析

子任务一绘制高密度聚乙烯生产工艺流程框图

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读聚乙烯装置的生产工艺流程图

子任务四主要岗位的开、停车及事故处理

任务七聚氯乙烯的生产工艺分析

子任务一绘制聚氯乙烯生产工艺流程框图

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读聚氯乙烯装置的生产工艺流程图

子任务四聚氯乙烯装置仿真操作训练

任务八顺丁橡胶的生产工艺分析

子任务一绘制顺丁橡胶生产工艺流程框图

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读顺丁橡胶装置的生产工艺流程图

子任务四主要岗位的开、停车及事故处理

任务九聚苯乙烯的生产工艺分析

子任务一绘制聚苯乙烯生产工艺流程框图

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读聚苯乙烯装置的生产工艺流程图

子任务四主要岗位的开、停车及事故处理

学习情境三杂链高聚物的合成技术

任务一酚醛树脂的生产

任务二聚酯的生产工艺分析

子任务一绘制聚酯生产工艺流程框图

子任务二分析主要岗位工作任务

子任务三识读聚酯装置的生产工艺流程图

子任务四主要岗位的开、停车及事故处理

学习情境四高聚物的化学反应技术

任务 办公用胶水的生产

学习情境五功能高分子的合成技术

任务 高吸水性高分子材料的生产

参考文献

一、连锁聚合反应的工业实施方法

连锁聚合反应的工业实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合四种。自由基型聚合反应上述四种方法都可以选择，而阳离子、阴离子及配位型聚合反应因引发剂的活性很容易被水破坏，只能实施本体聚合和溶液聚合。通常，根据单体（或溶剂）与聚合物的互溶情况不同，可将聚合实施方法分为均相聚合和非均相聚合（沉淀聚合或淤浆聚合）。均相聚合是指高聚物能溶于单体和溶剂中，聚合过程始终保持均相体系；非均相聚合是指高聚物从单体中沉析出来形成两相体系。

1.本体聚合

本体聚合是指只有单体加引发剂（有时也不加）或光、热、辐射的作用下实施聚合反应的一种方法。体系的基本组成为单体和引发剂。在工业实际生产中，有时为改进产品的性能或成型加工的需要，也加入增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和色料等助剂。

本体聚合根据单体在聚合时的状态不同，可分为气相本体聚合、液相本体聚合和固相本体聚合，其中以液相本体聚合应用最为广泛。目前，本体聚合主要用于合成树脂的生产，工业上典型的产品有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯等。

本体聚合的主要特点是聚合反应中无其他介质，工艺过程比较简单，产品杂质少、纯度高，可实现连续化生产，生产能力大；但由于反应的聚合热较大，容易引起局部过热，致使产品产生气泡、变色，甚至引起爆聚。因此，在实施本体聚合时首先要考虑如何将聚合热移除，工业上常用的解决措施是对单体进行分阶段聚合，即先在聚合釜中进行预聚合，控制转化率在10％～40％，然后在模具中进行薄层聚合或减慢聚合，同时加强冷却。其次还必须考虑聚合产物的出料问题，如果控制不好，不仅会影响产品质量，还会造成生产事故，可根据产品特性，采用浇注脱模制板材、熔融体挤出造粒、粉料出料等方式。

2.溶液聚合

溶液聚合是指将单体和引发剂溶解于适当溶剂中进行聚合反应的一种方法。体系的基本组成为单体、引发剂和溶剂，也可加入适当的助剂。

溶液聚合根据聚合物与溶剂的互溶情况，可将其分为均相聚合和非均相聚合（沉淀聚合）两类。工业上，溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合。如涂料、胶黏剂、合成纤维纺丝液、浸渍剂等的制备，典型的产品有聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯、顺丁橡胶、异戊橡胶及乙丙橡胶等。

溶液聚合的主要特点是溶剂作为传热介质的存在，使聚合反应热容易移出，聚合温度容易控制，体系中聚合物浓度较低，不易进行活性链向大分子链的转移而生成支化产物或交联产物；反应后的产物可以直接使用。但由于单体被溶剂稀释而浓度小，聚合速率慢，转化率低，易发生向溶剂转移而使聚合产物相对分子质量不高，此外，溶剂回收使回收工艺烦琐。

溶液聚合所用的溶剂主要是水和有机溶剂。工业上，根据单体的溶解情况及生产高聚物溶液的用途来选择合适的溶剂，还要考虑溶剂极性、链转移大小及对引发剂分解速率等方面的影响。2