乳液聚合工艺学_4_乳液聚合工业实施VIP免费

乳液聚合工艺学谭必恩教授Bien.tan@mail.hust.edu.cn电话：87558172办公室：化学楼106室乳液聚合工业实施方法乳液聚合工艺学主要内容各种乳液聚合工艺乳液聚合工业生产实例各种乳液聚合工艺生产工艺包括：间歇工艺、半连续工艺、连续工艺、预乳化工艺、补加乳化剂工艺、种子乳液聚合工艺等。主要是由于加料方式不同而有所区别。工艺不同所得聚合物的质量不同、生产效率不同、成本不同。间歇乳液聚合间歇乳液聚合Batchemulsionpolymerization就是把乳液聚合的各种组成加入反应器中，然后升温至反应温度，经历阶段1~3之后，达到所需的转化率停止反应，经降温、过滤得到产品。主要特点：物料是一次加入反应器间歇乳液聚合优点乳胶粒直径分布窄，有利于改善乳液流变性和成膜性；设备简单，操作方便，生产灵活，适用于批量少品种多的产品生产。乳胶粒直径分布窄的原因对于间歇乳液聚合来说，乳胶粒在阶段1生成，在阶段2和阶段3乳胶粒数就不再发生变化。阶段1持续时间很短，一般仅2~5min，则在反应过程中乳胶粒的年龄几乎相同，故其尺寸几乎相等，所制得的乳液乳胶粒直径分布窄。间歇乳液聚合的缺点引发剂一次性加入造成前期和后期反应不均衡；单体一次性加入造成凝胶增多、乳胶粒数目减少、粒径变大；能量很难有效利用。该工艺只能做均相的乳胶粒结构。不能做特殊结构的乳液。半连续乳液聚合特点：（1）部分组分先投料；（2）剩余部分在一定时间内连续加料，达到所要求的转化率停止反应。该法在工业已广泛使用。半连续乳液聚合的加料方式按照单体的聚合过程所处的状态分：饥饿态（加料速率小于反应速率）充溢态（加料速率大于反应速率）半饥饿态（先全部一次加入一种或某几种单体，然后再连续加入另一种或另几种单体，且滴加速率小于反应消耗速率）半连续乳液聚合的优点可通过加料快慢控制聚合反应速率和放热速率；分子量较间歇法偏小，且分布较宽；乳液聚合体系稳定性高。连续乳液聚合各种物料连续不停地加入到反应器中。与间歇乳液聚合相比具有的特点：乳胶粒尺寸分布宽；共聚时聚合物组成不随时间发生变化，但支化度增大；聚合体系热量和质量稳定；预乳化工艺就是将单体预先进行乳化再加入聚合体系中的工艺。预乳化工艺是连续或半连续乳液聚合常用的单体前处理工艺。优点：使乳液体系更加稳定；不存在生成新乳胶粒的问题；有利于共聚体系组成均一。种子乳液聚合即先制备种子，然后再将制得的种子作为核加入到聚合体系中，常用于制备核壳功能乳液。特点：可有效控制乳胶粒直径及其分布；主要内容各种乳液聚合工艺乳液聚合工业生产实例聚合物乳液品种丁苯胶乳聚醋酸乙烯乳液丁腈胶乳氯丁胶乳聚苯乙烯及共聚物胶乳聚氯乙烯糊树脂VAE（或EVA）乳液（甲基）丙烯酸酯共聚物乳液乳液聚合工业生产实例丁苯橡胶的生产有溶液丁苯橡胶和乳液丁苯橡胶。溶液丁苯橡胶丁二烯和苯乙烯在引发剂丁基锂、溶剂环己烷以及无规剂四氢呋喃存在下进行溶液聚合制得的。乳液丁苯橡胶有热法和冷法两种冷法产品性能比热法好冷法配方组成苯乙烯（叔十二烷基硫醇）、丁二烯；去离子水、脂肪酸皂-歧化松香酸皂（1：1）、氯化钾、异丙苯过氧化氢-硫酸亚铁、EDTA、保险粉（连二亚硫酸钠）、雕白粉（甲醛合次硫酸氢钠）、多硫化钠-亚硝酸钠-多乙烯胺、防老剂、填充油等低温乳液聚合生产丁苯橡胶的过程主要由：原料准备聚合过程单体回收聚合物分离后处理等工序原料的准备（1）单体丁二烯纯度要求大于99%，阻聚剂高于100ppm时，需要用10~15%的氢氧化钠洗涤；苯乙烯纯度要求大于99%，需要隔绝氧气（2）分散介质去离子水，控制不溶性盐含量低于100ppm除去水中的氧气，用保险粉（连二亚硫酸钠），用量为每百份单体用量0.04份。（3）乳化剂脂肪酸皂：歧化松香酸皂（1：1）歧化松香酸皂需要经过氢化处理除去不饱和物质，且低温仍具有良好的乳化效能，不会产生冻胶。（4）电解质一般用量为0.3~0.5份，引发剂为过硫酸钾时可不加电解质，因其反应后分解为KHSO4，为电解质。氧化还原引发剂则需要加入电解质，常用的有：Na3PO4、K3PO...