本体聚合法合成PMMA共聚物及其性能研究_刘演莉.docx

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1、 学位论文使用授权声明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定, 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版, 允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。 论文涉密情况: W不保密 保密,保密期 ( _年 _月 _日至 _年 _月 _曰) 学位论文作者签名: 日期 : 年 S月必日 日期 : 年 f月成日 分类号: TQ325. 7 _ 密级 : U D C: 华 东 理 工 大 学 学 位 论 文 本体聚合法合成 PMM

2、A共聚物 及其性能研宄 刘演莉 指导教师姓名: 杨景辉副研究员 华东理工大学化工学院 申请学位级别 : 硕士 专业名称: 材料化学工程 论文定稿日期: 2016-5-24 论文答辩日期: 2016-5-23 学位授予单位: _ 华东理工大学 _ 学位授予曰期: _ 答辩委员会主席:於定华教授 评 阅人:颜世峰副研宄员 章圣苗副教授 我郑重声明:本人恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本 人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的 内容外,本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写, 并对所写内容负责。 论文作者签名 : 24 年 t月

3、 4曰 本体聚合法合成 PMMA共聚物及其性能研究 摘要 本文主要针对工业生产过程中 PMMA的高温连续本体聚合存在体系粘度髙、传热 慢、容易产生自加速效应的问题,研宄了甲基丙烯酸甲酯 ( MMA)和甲基丙烯酸二环 戊基酯 ( HDCPMA)的自由基本体共聚合反应,比较了一般聚合温度 ( 80 90 C)和高 温 ( 110 C)条件下的共聚合行为的变化,考察了温度对共聚物的结构和性能的影响, 最后研究了粘度对丙烯酸酯共聚反应体系的竞聚率和动力学的影响。 常温和高温自由基本体聚合反应中,通过 NMR、 GPC、 UV-Vis、 DSC及 TG等手 段对制备的共聚物 P(HDCPMA-co-MM

4、A)进行表征分析,考察了单体 HDCPMA及反应 温度对 PMMA共聚物结构及性能的影响,并利用 FR法、 K-T法和 YBR法计算共聚单 体的竞聚率。结果表明, HDCPMA显著提高了 PMMA共聚物的玻璃化转变温度,改善 了耐热性,且不影响其透光率;相对分子量随 HDCPMA含量的升高而增大。温度升高 , HDCPMA的竞聚率由 1.0986减小至 0.5460, MMA的竞聚率由 2.5343增大至 4.3096。 升高反应温度,增大了聚合反应速率, HDCPMA的反应速率受温度影响较大。 常温本体聚合反应中,体系粘度增大,空间位阻效应明显, HDCPMA的竞聚率由 1.0986增大至

5、4.6425, MMA的竞聚率由 2.5343减小至 2.1132;粘度增大,使聚合反应 速率降低。同时,在 MMA/MA常温本体共聚合体系,增大粘度, MMA的竞聚率由 1.8419 减小至 1.0734, MA的竞聚率由 0.6076减小至 0.5022。 关键词 :甲基丙烯酸甲酯;甲基丙烯酸二环戊基酯;本体聚合;耐热性 Study on Bulk Copolymerization of MMA and Its Properties Abstract Mainly aimed at the problems of high viscosity, slow heat-transfer, an

6、d easy to produce gel effect in continuous bulk polymerization for preparing PMMA resin at high temperature in industry production. The bulk copolymerization of methyl methacrylate (MMA) and dicyclopentanyl methacrylate (HDCPMA) was performed respectively at room temperature (8090 C) and elevated te

7、mperature (110 C ). The properties of copolymer prepared at different temperature was studied. The ejffect of viscosity on the reactivity ratio and the reaction rate was also investigated. The copolymer P(HDCPMA-co-MMA) prepared in bulk polymerization was characterized by NMR, GC, GPS, UV-Vis, DSC,

8、TG, etc. The structure and properties of copolymer was investigated, depending on monomer HDCPMA and temperature. The reactivity ratio was calculated by FR, K-T and YBR methods. The result indicates that monomer HDCPMA can be used to improve glass transition temperature of PMMA, maintain its transmi

9、ttance and increase the molecular size of the copolymer. The reactivity ratio of HDCPMA decreases from 1.0986 to 0.5460 and the reactivity ratio of MMA increases from 2.5343 to 4.3096. The polymerization is accelerated with temperature elevated, and polymerization temperature predominantly affects t

10、he reaction rate of HDCPMA. The result shows that the reactivity ratio of HDCPMA increases from 1.0986 to 4.6425, the reactivity ratio of MMA decreases from 2.5343 to 2.1132 and polymerization rate decelerates with the viscosity increased in bulk polymerization. Meanwhile, in the bulk polymerization

11、 at room temperature, the reactivity ratio of MMA reduces from 1.8419 to 1.0734 and the reactivity ratio of MA reduces from 0.6076 to 0.5022 with the viscosity increased. Keywords: MMA; HDCPMA; bulk polymerization; heat resistance 目录 第 1 章绪论 . 1 1.1 PMMA树脂概况 . 1 1.1.1 PMMA 的特性 . 1 1.1.2 PMMA的市场应用 .

12、2 1.2 PMMA树脂的自由基聚合机理 . 2 1.3 国内外 PMMA树脂生产技术状况 . 4 1.3.1 PMMA树脂的传统制备方法 . . . 4 1.3.2 g动加速效应 . 6 1.3.3 高温本体聚合技术 . 8 1.3.4连续本体聚合 . 9 1.4 PMMA耐热性的改性研宄 . 12 1.4.1增加链段刚性或引入强极性基团 . 13 1.4.2引入交联剂 . 14 1.4.3引入无机元素或金属元素 . 15 1.5研究目的和思路 . 15 第 2章甲基丙烯酸二环戊基酯与甲基丙烯酸甲酯共聚行为的研宄 . 17 2.1 弓 . 17 2.2实验部分 . 17 2.2.1实验原料及

13、准备工作 . 17 2.2.2实验方法和流程 . 18 2.2.3 分析与测试方法 . 18 2.3分析与讨论 . 19 2.3.1 聚合物结构分析 . 19 2.3.2本体共聚合反应中单体竞聚率计算 . 20 2.3.3 共聚合组成曲线 . 23 2.3.4 HDCPMA含量对共聚物分子量及性能的影响 . 24 2.4 號 . 27 第 3章甲基丙烯酸二环戊基酯与甲基丙烯酸甲酯高温自由基共聚合及共 聚物性能研宄 28 3.1 弓 |胃 . 28 3.2实验部分 . 28 第 IV页 _ _ _ 华东理工大学硕士学位论文 3.2.1 主要原料 . 28 3.2.2聚合物样品制备 . 28 3.

14、2.3性能测试与结构表征 . 28 3.3结果与讨论 . 29 3.3.1聚合温度对 P(HDCPMA-co-MMA)聚合物的相对分子量的影响 . 29 3.3.2 聚合物的结构分析 . 30 3.3.3聚合温度对共聚合反应单体竞聚率的影响 . 30 3.3.4 P(HDCPMA-co-MMA)共聚合组成曲线 . 33 3.3.5 HDCPMA的含量对高温共聚合反应速率的影响 . 34 3.3.6聚合温度对共聚合反应速率的影响 . 35 3.3.7 P(HDCPMA-co-MMA)共聚物的透光率 . 37 3.3.8 P(HDCPMA-co-MMA)共聚物的热分解温度 . 38 3.4 结论

15、. 39 第 4章粘度对丙烯酸酯本体共聚合行为的影响 . 41 4.1 Bm . 41 4.2实验部分 . 41 4.2.1 原料与试剂 . 41 4.2.2 实验过程 . 41 4.2.3 分析与测试 . 42 4.3 结果与讨论 . 43 4.3.1 粘度对 HDCPMA与 MMA共聚合反应的影响 . 43 4.3.2粘度对 MMA与 MA共聚合体系单体竞聚率的影响 . ; . 46 4.4 雛 . 49 第 5章全文总结及展望 . 51 5.1全文总结 . 51 5.2主要创新点 . 51 参考文献 . 53 HCtf . 57 硕士研宄生期间发表论文情况 . 58 第 1 章绪论 1.

16、1 PMMA树脂概况 1.1.1 PMMA的特性 丙烯酸树脂是以(甲基 ) 丙烯酸酯类及苯乙烯等乙烯基类单体为主要原料自由基均 聚或共聚合制备的树脂,单体组成不同及自由基聚合工艺不同制备的丙烯酸酯类聚合物 的结构、性能和应用领域不同。丙烯酸树脂包括热塑型的丙烯酸树脂和热固型的丙烯酸 树脂,其中聚甲基丙烯酸甲酯 ( PMMA) 1是丙烯酸树脂中最主要的品种,是一种开发 较早的重要热塑性塑料,较多应用于交通、卫生洁具、广告灯箱、医学、光学及 IT行 业等。 PMMA的分子结构式如图 1.1所示: 图 1.1 PMMA的结构式 Figl.l Structure formula of PMMA 聚甲基

17、丙條酸甲醋 ( Polymethylmethacrylate, 简称 PMMA, 英文 Acrylic),是无 定型髙聚物,其相对密度为 1.17 1.19。 PMMA玻璃化转变温度约为 104 C,流动温度 约为 160 C,使用温度小于 80 C, 热变形温度仅为 95C (1.77MPa),热分解温度约为 270 C, 加工温度范围较宽。另外, PMMA因侧基带有极性,所以电性能不如聚烯烃类 塑料。 PMMA最大特征是其优良的光学性能 21,透光度很高 ( 90 92%,和波长有关 ) , 雾度不大于 2%,目前为止合成的透明材料中 PMMA的质地最优异,价格又比较适宜; 耐候性较好,有

18、相关研宂表明,在热带气候下对 PMMA材料进行暴晒多年,其材料的 透明度和产品的色泽变化很少;有突出的耐老化性;有一定的耐化学腐蚀能力, 对酸、 碱、盐有较强的耐腐蚀性能,但抗化学腐蚀能力随温度升高而减弱;产品的机械强度较 高,原因是生产的有机玻璃的相对分子量大约为 200万,是分子链较柔软的长链高分子 化合物,经有关测试表明,PMMA的抗拉伸及抗冲击的能力是普通玻璃的 718倍;且 PMMA产品不易破碎, PMMA相关产品中有一种经加热和拉伸处理过的,其有次序的 分子链排列使材料的軔性明显的提高,经实验测试,用钉子订进这种有机玻璃,不会产 生裂纹,被子弹穿击后同样也不会破成碎片,因为这种不易

19、破碎的特点,特殊处理过的 PMMA在航空工业中得到应用,如拉伸过的有机玻璃可用来制作飞机座舱玻璃、防弹 玻璃的中间夹层材料、军用飞机上的座舱盖。在汽车工业上可利用其光学性能、耐候性 与绝缘性,制作窗玻璃、仪表玻璃、油标、仪器仪表的透光绝缘配件。也可利用其着色 性能,用作装饰件标牌等。此外, PMMA还可用作光导纤维以及各种医用、军用、建 筑用玻璃灯 3。近年来,随着对 PMMA透明材料的性能要求越来越多,相关 PMMA改 性及复合材料技术得以进步 ,PMMA产品拓展了在医用高分子材料、光学显示材料、 塑料光纤等方面的应用,特别是国内对液晶显示器需求的增大,高端 PMMA产品(光 学级 PMMA

20、)的应用潜力很大。 1.1.2 PMMA的市场应用 PMMA具有极好的透光性、良好的表观光泽性、优良的耐候性能、质量轻便、清 晰度高,具有极强的抗冲击性和良好的后加工性能 W。 由于价格低、节能环保,该材料 已成功取代玻璃,广泛应用于交通、卫生洁具、广告灯箱、医学、光学及 IT行业等 5。 就存在形式而言,市售的 PMMA主要包括挤出片材、颗粒或树脂、粉末以及石块 四类。 就应用领域而言, PMMA最大的终端消费市场是通信行业, 2012年时,通讯行业 对 PMMA的需求量超过总体的 35%。随 PMMA市场需求的不断增大,电子电器行业对 PMMA的需求增长最快。预计在 2013-2019年期

21、间, PMMA的需求量在电子电器行业 年复合增长率将达 8.3/ 。 就消耗量而言, PMMA挤出板材在四类中的消耗量最大, 2012年,全球 PMMA挤 出片材的消耗量超过总耗量的 50%。 PMMA粉末广泛应用于涂料和乳剂领域,消耗速 率增长最快。预计在 2013-2019年期间, PMMA粉末的需求量在全球范围内年复合增长 率将 达 7.6%。 由于原料和技术限制等因素,使得国内同行业生产的 PMMA产品在质量和性能上 还达不到国外同类 PMMA产品的先进水平,况且生产厂家少,生产的 PMMA品种单一, 很难满足市场的需求,通常需要国外进口或外资企业的相关资助,特别是对高端 PMMA 产

22、品,例如高流动、耐热级及光学级的PMMA产品,高流动性通用级产品流动性好、 易加工,较适用于大型、薄的模塑料;耐热级产品耐热性好、机械性能优良,主要用于 路灯灯罩、广告灯箱、太阳能罩及电器仪表外壳等耐热透明器件;光学级 PMMA产品 因液晶显示器 ( LCD)导光板 需求量的增大潜力无穷。 1.2 PMMA树脂的自由基聚合机理 自由基聚合需要研宄聚合速率和聚合物分子量,这需要探讨自由基聚合机理及分析 聚合反应动力学 6。 MMA的均聚反应及其与第二单体的共聚合反应属于连锁聚合反应 , 自由基聚合反应一般有三个基元反应阶段:链引发、链增长和链终止,此外,还可能伴 有链转移反应。 MMA的引发剂种

23、类很多,因制造安全及可以纯物质存放的优点在实验 过程选用偶氮二异丁腈 ( AIBN)为引发剂。以 AIBN为引发 MMA聚合的各基元反应 及其主要特征如下所述。 (1) 链引发 在一定热量下,引发剂分解为游离基,游离基再与聚合体系中单体加成成为单体自 由基,过程如下, 为书写方便,以上游离基简为 R*, (2) 链增长 链引发阶段产生的单体自由基和其他单体分子迅速结合成具有更多结构单元的链 自由基。因丙烯酸酯类自由基聚合的速率非常快,聚合体系内一般只存在单体和聚合物 两组成,对于链增长反应,要考虑速率的问题。通常在链增长基元反应中,聚合物中的 各结构单元有两种结合方式,分别以 “ 头 -尾 ”

24、 结合和 “ 头 -头 ” 或 “ 尾 -尾 ” 结合,聚合 物的具体微观结构研宄起来较为复杂,此处不多做探讨。 (3)链终止 有相关研究发现,对于 MMA的自由基聚合过程,当聚合温度在 60 C以上,链终止 阶段链自由基以歧化终止为主,即链自由基结合其他链自由基上的氢原子或其他原子, 使链自由基失去活性以终止反应。过程如下, (4)链转移 聚合过程中,由于受单体、溶剂、引发剂和有时添加的链转移剂的影响,链自由基 夺取相应的氢原子或氯原子等使链饱和,而受激分子 R!-X成为新的自由基,链反应继 续,称之为链转移。 1.3国内外 PMMA树脂生产技术状况 1.3.1 PMMA树脂的传统制备方法

25、PMMA树脂是 MMA均聚或以 MMA为主体与少量的丙烯酸酯类共聚而成的聚合 物,传统聚合方法有悬浮聚合法、溶液聚合法和本体聚合法三种工艺。三种聚合工艺各 有优缺点,具体特点如下所列, (1) 悬浮聚合法:聚合过程是在机械搅拌下,以水为热载体,在单体小液滴内进行自 由基聚合,聚合体系粘度低且变化不大,传质、传热易于控制,操作较为安全,悬浮聚 合属于间歇生产,工艺流程短,后处理过程如分离、洗涤、干燥等是连续化操作,操作 容易,得到的树脂产品纯度接近本体法产品,可直接用于成型加工,宜生产板材、棒状 等产品,也可直接制成模塑料。但反应釜中大量存在的是连续相,生产能力较低,产品 纯净度差 (因加入了分

26、散剂 ),污水处理量大。 (2) 溶液聚合法:聚合过程中存在大量惰性溶剂来解决传质、传热问题,使物料粘度 低,传质、传热易于控制,通过控制溶剂用量,来控制反应速率和聚合物分子量分布, 产品分子量较小而分布窄,可进行大规模连续化生产,如 PMMA模塑料溶液聚合工艺 就是完全自动化的连续化生产,溶液聚合中不使用水,无污水处理问题,助剂用量小, 产品杂质较少 。但由于含有大量溶剂,单体浓度低,反应速率较小,产品切换速率慢, 生产效率略低。 (3) 本体聚合法:聚合体系中不含溶剂,只需加入引发剂使之产生游离基即可进行, 物料粘度大,随着聚合反应的进行,分子量越来越大,物料的粘度也越来越大,甚至出 现自

27、动加速现象,传质、传热控制相对困难,产品的品质和装置的生产能力都受其影响。 但同时聚合过程不加人其他反应介质,引发剂和链转移剂用量很少,聚合产品品质纯净, 透明度高,且生产工艺无污水处理问题,通常本体聚合的转化率较髙,只需回收少量未 反应的单体,甚至不用回收,后处理任务轻。 下表 1.1比较了三种生产 PMMA模塑料的聚合方法, 表 1.1三种聚合方法比较 Table 1.1 The comparison of different methods of polymerization 从生产过程、产品质量、成本等方面考虑,丙烯酸酯类单体的聚合过程适合采用本 体聚合法,用来生产棒、板、管和其他型材

28、。另一方面,对于一对新单体对共聚合的初 步研究,也较适合选用本体聚合方法,鉴定选用单体的聚合能力、动力学研宄、竞聚率 测定等。 在自由基聚合生产 PMMA的过程中,常遇到的问题是在转化率达 15/ 。 20%时聚合 体系会出现自动加速效应,造成聚合工艺的不可控性,究其现象是由于体系粘度较大影 响扩散迁移,从而影响了自由基的终止反应。 聚合方法 悬浮聚合 溶液聚合 本体聚合 引发剂类别 油溶性 油溶性 油溶性 主要配方 MMA+丙烯酸酯 MMA+丙稀酸酯类 MMA+丙烯酸酯类 类单体、引发剂、悬浮 剂、水 单体、引发剂、有机溶剂 单体、引发剂 聚合环境 液滴 溶液 本体 温度控制 易,水为热载体

29、 较易,溶剂为热载体 难,热难以散发 分子量调节 及控制 难,分子量分布宽 易,分子量分布窄 难,分子量分布宽 反应速率 快 慢,因有溶剂存在 快,初期需低温, 反应徐徐进行 产品质量 高聚物不够纯净, 高聚物比较纯净,含 高聚物纯净,可直 含有悬浮剂等添加剂, 有微量溶剂,熔融态聚合 接成型,宜生产板材、 可直接得珠状物,经进 物可直接挤板或生产颗 棒状等产品,也可直接 一步加工得颗粒,利于 加工成型 粒 制成模塑料 1.3.2自动加速效应 根据拟常态假定,随单体转化率的提高,聚合体系中单体的浓度和引发剂的浓度越 来越低,单体与链自由基的结合速率变低,使聚合反应速率降低,但实际生产中,特别

30、是本体聚合过程在转化率达到 15% 20%后,聚合体系会出现自动加速现象,又称凝胶 效应或 Norrish-Trommsdroff效应 7。特别是在甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合过程中,因 体系粘度较大,凝胶效应非常明显,该效应对聚合反应速率和聚合物分子量影响较大。 以 22.5C聚合温度下 MMA均聚聚合反应为例不同转化率下聚合反应的有关数据如 表 1.2所示, 表 1.2 22.5t; 下 MMA的转化率对聚合反应的影响 Table 1.2 The effect of conversion of MMA on polymerization 转化率 /% 转化速度 /(%/h) 活性链寿命 /s

31、 kpxlO-5 kt11等 17-18对 11和 St的共聚合体系出现的自动加速效应进行了 研究,这对聚合反应的操作规划、反应器的设计及放大有重要的实用意义。 华东理工大学 硕士学位论文 _ 第 7页 50%时达到极大值。并通过实验数据和模型对比,发现聚合温度不同,粘度曲线出现拐 点的位置不同,聚合温度越高,拐点对应的转化率越大,即升高聚合温度可延后自动加 速效应的发生。 1.3.3高温本体聚合技术 前面提到,提高聚合温度可以抑制甚至消除自动加速现象,原因是在某程度上使聚 合体系的粘度降低,更有利于聚合过程中的传质、传热过程。国外关于高温本体聚合技 术研究相对较多,而在国内高温本体聚合技术的

32、应用仅处于初步阶段。因为高温聚合反 应增大反应速率、缩短聚合时间、减小聚合体系粘度及增大单体转化率,所以工业生产 中对高温聚合的关注越来越多。 所谓高温本体聚合,就是聚合温度在 120 C-180 C时,单体在不加溶剂或加入极少 量溶剂的条件下,进行聚合反应。对于聚合温度的选择,若聚合温度过低,自动加速现 象明显,难以 稳定运作,故选择聚合温度在 120 C及以上;若聚合温度过高,高于 180C 时,虽提高了转化率,但聚合物产品透明性及机械强度降低。 1.3.3.1高温本体聚合技术的特点 相对于聚合温度 2TC-80 C的常温聚合,髙温本体聚合有以下优点 : (1) 引发剂和链转移剂等添加剂较

33、常温聚合用量少,制备的产品纯净。 (2) 高温本体聚合聚合反应速率较常温聚合时增大,提高产能。 (3) 降低聚合体系的粘度,抑制甚至消除自动加速现象,产品更容易流向下一段操 作。 (4) 聚合速率增大,制备的聚合产品的相对分子量低,分子量分布窄。 1.3.3.2高温本体聚合技术的应用 曹春雷 19等在 140 C下进行高温连续本体聚合,制备了转化率高达 70%的耐热 PMMA Terrissef在中试试验装置中进行高温本体聚合研宄,利用流动与混合模型通过实验 中收集的数据对比理论值来预测反应状况,如转化率、温度及分子量等。该实验中,单 体转化率受聚合温度和搅拌速率的影响,在该反应器中转化率能高

34、达 80%以上;聚合温 度高于聚合物的玻璃化温度 ( 114 C)时,聚合反应动力学会出现显著特征,如自动加 速现象的减弱。 Hakim【 21 60140 C的温度范围内,通过溶液聚合 BA和 MMA, 研究单体竞聚率 的变化情况,发现了竞聚率与温度的关联式;与本体聚合有关数据对比,发现溶液聚合 和本体聚合反应单体竞聚率变化不大;在该温度范围内,共聚组成符合 Mayo-Lewis动 力学模型。 McMamis22等研宄了 115 C和 140 C下的 BA/MMA/AMS三元共聚合,聚合温度影 响共聚物组成,温度增大,聚合物中 AMS含量降低;聚合温度、引发剂含量及溶剂对 聚合物分子量有影响

35、,且 AMS单体有高度转移性,高温聚合可制备分子量较高的三元 聚合物。 方文等 23在研宄本体聚合时,发现提高聚合温度使发生凝胶效应点对应的转化率提 高,使自动加速现象延后。 专利 CN102311518B24公开了一种连续高温聚合法制备耐高温(甲基 ) 丙烯酸酯类 共聚物的方法,先在 130-150 C的循环管式反应中甲基丙烯酸甲酯、 N-异丙基马来酰亚 胺、苯乙烯等原料高温本体聚合,至转化率高达 45-60%,将反应物料连续送入 140-160C 的直管反应器中,控制转化率为 55-90%,制备的(甲基 ) 丙烯酸类模塑料产品热分解 温度 310-325C (失重 5%),玻璃化转变温度为

36、 110-125 C。 K_gai在专利 25中公开了一种高温连续聚合丙烯酸酯聚合物的生产工艺,在绝热 反应器中 120-180 C连续本体聚合 MMA或 70%MMA与 30%乙烯基单体,理想混合状 态下反应物料平均停留时间 15min-2h, 制备的聚合物转化率为 40-70%。实现了其聚合 反应在短停留时间下达到高转化率,并具有高产率的期望目标。 高温本体聚合反应相对于一般常温本体聚合,制备的产品更纯净,分子量分布窄, 聚合体系黏度小,利于下一步操作,反应时间短,产 能大,在工业生产中有很大应用前 景。本文将讨论高温本体聚合甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸二环戊基酯的反应,考察温 度对聚合物分

37、子量,反应速率及聚合物结构的影响。 1.3.4连续本体聚合 1.3.4.1生产方法分类 通常,化工生产方法分为分批式(或间歇式)、半连续式(或半分批)及连续式。 往往在小试或中试阶段采用分批操作,在进行放大生产时希望釆用连续操作。连续本体 聚合与间歇法本体聚合相比,物料是以连续的的方式进出反应釜内,聚合工艺是自动化 连续生产过程。具体特点可概括如下: (1) 分批式:原料一次投入,直至反应结束后 取出产品。 适合于多种类、小批量的产品生产;在生产技术上难度小,由于间歇操作中,分批 却量小,物料停留时间均一,易于掌握调节控制,这也是放大生产时希望得到的结果。 但同时产品的质量波动较大,原因是原料配比和反应条件的控制在间歇反应操作下很难 绝对控制,这将影响聚合物产物的机械的物理性能、产品的色泽及外观等;分批加料需 要考虑周期问题,包括进料、加热、反应、出料、冷却、清洗、氮气吹扫等,非生产的 时间占周期的比例较大,造成操作上的麻烦和费用较高。 (2) 半连续式(或半分批式 ) :部分物料分批式的投入或排出,而另一部分物料 则连续进出。 适用于强烈的放热反应;对反应过程中要求某反应物原料保持低浓度下进行产物的 收率优化;适用于气 -液相或淤浆反应过程,通常气态原料是过量的。 (3) 连续式:反

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