1. 聚合反应器类型
一种乙烯聚合或共聚合的方法,该方法包括在聚合反应器中、催化剂和稀释剂存在下,进行乙烯与至少一种C↓[3]-C↓[8]的α-烯烃的淤浆聚合反应,温度为30~90℃,压力为1.5~4.5MPa;
所述的催化剂包含钛催化剂组分和至少一种通式为AlR↓[n]X↓[3-n]的有机铝化合物的反应产物,式中R为氢或碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n为1<n≤3的数;
其中的钛催化剂组分通过包含以下步骤的方法制备:
(1)将卤化镁溶解于含有机环氧化合物和有机磷化合物的溶剂体系中,形成均匀溶液;
(2)在上述卤化镁溶解过程中或完全溶解后,同时或分别与至少一种通式为R↑[1]OH的有机醇和选自C↓[2]~C↓[6]脂族醚、C↓[3]~C↓[5]环醚、C↓[7]-C↓[8]芳香醚、C↓[3]~C↓[6]饱和或不饱和的脂肪酮、和脂环族酮中的至少一种化合物进行接触反应,式中R↑[1]为C↓[1]-C↓[10]的直链或支链的烷基、C↓[3]-C↓[10]环烷基、C↓[6]-C↓[10]芳基、C↓[7]-C↓[10]烷芳基;
(3)将步骤(2)得到的混合物与至少一种通式为Ti(OR↑[2])↓[4-m]X↓[m]的钛化合物进行接触反应,得到含钛的固体催化剂组分,式中R↑[2]是C↓[1]~C↓[14]的脂肪烃基,X从F、Cl、Br或其混合物中选取,m为1~4的整数。
2. 常见的聚合反应器有哪些
间歇釜式反应器,或称间歇釜。
操纵灵活,易于适应不同操作条件和产品品种,实用于小批量、多品种、反应时间较长的产物生产。间歇釜的缺点是:需有装料和卸料等帮助操作,产品质量也不易稳定。但有些反响过程,如一些发酵反应和聚合反应,实现一连生产尚有困难,至今还采用间歇釜。
间歇操纵反应器系将原料按一定配比一次参加反应器,待反应达到一定要求后,一次卸出物料。一连操作反应器系连续加入原料,一连排出反应产物。当操作达到定态时,反应器内任何位置上物料的构成、温度等状态参数不随时间而变革。半连续操作反应器也称为半间歇操纵反应器,介于上述两者之间,通常是将一种反应物一次参加,然后连续加入另一种反应物。反响达到一定要求后,停止操作并卸出物料。
间歇反应器的长处是设备简单,同一设备可用于生产多种产品,尤其得当于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。别的,间歇反应器中不存在物料的返混,对大多数反响有利。缺点是需要装卸料、洗濯等辅助工序,产品质量不易稳定。
②一连釜式反应器,或称连续釜。
可制止间歇釜的缺点,但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或均匀停留时间较长的场合,釜内物料流型可视作全混流,反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场所,釜式反应器中的返混征象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的倒霉影响,并可分釜控制反应条件。
大规模生产应尽可能接纳连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳固,易于操作控制。其缺点是一连反应器中都存在程度不同的返混,这对大多数反响皆为不利因素,应通过反应器公道选型和结构设计加以抑制。
③半一连釜式反应器。
指一种质料一次加入,另一种原料连续参加的反应器,其特性介于间歇釜和一连釜之间。
3. 聚合反应器最基本的特征
四种聚合方法的特点:
乳液聚合的特点是单体借助乳化剂和机械搅拌,使单体分散在水中形成乳液,再加入引发剂引发单体聚合。
溶液聚合的特点是将单体溶于适当溶剂中加入引发剂(或催化剂)在溶液状态下进行。
悬浮聚合的特点是溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合。
本体聚合的特点是单体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。
四种聚合方法的优缺点:
一、乳液聚合
优点:聚合速度快,产品分子量高;用水作分散机介质,有利于传热控温;反应达高转化率后乳聚体系的粘度仍很低,分散体系稳定,较易控制和实现连续操作;胶乳可以直接用作最终产品。
缺点:聚合物分离析出过程繁杂,需加入破乳剂或凝聚剂;反应器壁及管道容易挂胶和堵塞;助剂品种多,用量大,因而产品中残留杂质多,如洗涤脱除不净会影响产品的物性。
二、溶液聚合
优点:聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;可以溶液方式直接成品;反应后物料易输送;低分子物易除去;能消除自动加速现象。水溶液聚合是用水作溶剂,对环境保护十分有利。
缺点:单体被溶剂稀释,聚合速率慢,产物分子量较低;消耗溶剂,溶剂的回收处理,设备利用率低,导致成本增加;溶剂的使用导致环境污染问题。
三、悬浮聚合
优点:体系粘度低,聚合热容易导出,散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易;产品相对分子质量及分布比较稳定,聚合速率及相对分子质量比溶液聚合要高一些,杂质含量比乳液聚合低;后处理比溶液聚合和乳液聚合简单,生产成本较低,三废较少;粒料树脂可直接用于加工。
缺点:存在自动加速作用;必须使用分散剂,且在聚合完成后,很难从聚合产物中除去,会影响聚合产物的性能(如外观,老化性能等);聚合产物颗粒会包藏少量单体,不易彻底清除,影响聚合物性能。
四、本体聚合
优点:产品纯净,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。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,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。
4. 聚合反应器类型有哪些
1、连续聚合:在聚合过程中连续添加单体及其配合物,并通过乳液聚合反应过程而连续取出反应物。
此法可在较单纯的条件下进行运转,产品质量稳定,装置小、造价低,便于实现生产过程的自动化。
2、间隙聚合:将所有组分一次全部加入聚合反应器内,在规定的条件下完成聚合直至出料包装。
较其他乳液聚合法所得的乳液粒度分布要宽,生产效率低,产品质量不稳定,但操作容易,较易控制。
5. 聚合反应器类型有几种
聚合体系的粘度比本体聚合低,混合和散热比较容易,生产操作和温度都易于控制,还可利用溶剂的蒸发以排除聚合热。
若为自由基聚合,单体浓度低时可不出现自动加速效应,从而避免爆聚并使聚合反应器设计简化。
缺点是对于自由基聚合往往收率较低,聚合度也比其他方法小,使用和回收大量昂贵、可燃、甚至有毒的溶剂,不仅增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力,还会造成环境污染。
如要制得固体聚合物,还要配置分离设备,增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。
所以在工业上只有采用其他聚合方法有困难或直接使用聚合物溶液时,才采用溶液聚合。
6. 聚合物反应类型
解聚过程是指聚合物受物理因素(光、热、机械能、辖射等)或化学因素(氧、酸、碱、催化剂、解聚剂等)作用后,极度降解生成低聚物或单体的过程。是聚合反应的逆过程。实施方法有块状解聚、溶液解聚、接触解聚等。
生成单体比例随聚合物种类而异。聚四氟乙烯几乎得到等量单体;聚甲基丙烯酸曱酯、聚苯乙烯可得60%—80%单体;聚丁二烯、聚异戊二烯生成30%—40%单体,余是二聚体、三聚体为主的低聚物;聚乙烯、聚丙烯几乎得不到单体,只生成不同分子量烯烃;聚氯乙烯在主链断裂前就进行脱氯化氢反应而不能解聚。
7. 聚合反应种类
引发剂,又称自由基引发剂,指一类容易受热分解成自由基(即初级自由基)的化合物,可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应,也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。 自由基引发剂(initiators for free radical polymerization)的分类,有多种分类方法,按引发剂的分子结构,可以分为偶氮类、过氧类和氧化还原类。也可以按照其溶解性能分为水溶性引发剂(如无机类的过硫酸盐、过氧化氢、水溶偶氮引发剂等)和油溶性(溶于单体或有机溶剂)的有机类引发剂。可以按照引发剂的分解方式将引发剂分为热分解型和氧化还原分解型两类。或者按照引发剂的使用温度范围,分为:①高温(100℃以上)类,如烷基过氧化物、烷基过氧化氢物、过氧化酯等;②中温 (40~100℃)类,如偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过硫酸盐等;③较低温(0~40℃)类,如氧化还原引发体系。因此应根据聚合反应的温度要求来选择引发剂。如果高温引发剂用在中温范围聚合,则分解速率过低,而使聚合时间延长;如果中温引发剂用于高温范围聚合,则分解速率过快,引发剂过早消耗,在低聚合转化率阶段就停止反应。 偶氮引发剂 近些年来,开发出水溶性偶氮类引发剂,这种水溶性引发剂普遍适用于高分子合成的水溶液聚合与乳液聚合中。与一般类型的偶氮引发剂相比,水溶性偶氮引发剂引发效率高,产品的相对分子质量相对比较高、水溶性好、且残留体少。水溶性偶氮引发剂是将原来的油溶性的有机引发剂(如偶氮二异丁腈)转变成为水溶性的,扩大了使用范围,若带有端基的水溶性引发剂,还可以用于制备遥爪聚合物。将水溶性偶氮引发剂引发丙烯酰胺聚合,聚合温度大约在35~90℃,一般温度在40℃左右就可以,聚合时间平均在4h,得到的聚丙烯酰胺的相对分子质量大约为1400~1800万之间,产品的溶解性好。在阳离子乳液及功能高分子的制备中也有不俗的表现。 氧化还原引发剂 过氧化物和胺组成的氧化还原引发体系及铈(Ⅳ)离子氧化还原引发体系,一直是被人们关注的热门问题。含胺氧化还原引发体系包括以下3种。一是由有机过氧化物和芳叔胺组成的有机氧化还原体系,以过氧化二苯甲酰(BPO)—N,N-二甲苯胺(DMA)和BPO—N,N-二甲基—对甲苯胺(DMT)为代表,主要用于医用高分子的齿科自凝胶树脂与骨水泥。二是由有机过氧化氢(如,异丙苯过氧化氢)与DMT组成的有机氧化还原体系,主要用于厌氧胶。三是由水溶性的过硫酸盐与脂肪胺组成的体系,主要用于水溶性聚合、乳液聚合。过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)所组成的氧化还原体系引入到甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的复合超浓乳液共聚合中,以十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷醇(HD)作为复合乳化剂,制得了分散相占83%以上的稳定性很好的超浓乳液,实现了超浓乳液的低温引发聚合。 双官能度及多官能度引发剂 双官能度引发剂是指在同一个引发剂分子中含有两个活性基团的化合物,这些基团可以是过氧键、过酯键、过酰键或偶氮键,它们可以分解产生自由基引发聚合反应。分为对称型(即两个活性基团活性相同,如(I)和不对称型(即两个活性基团活性不相同)。 多官能度引发剂,是指一个引发剂分子中含有3个以上活性基团的化合物,这些活性基团可以通过分解产生自由基引发聚合反应。此外人们又合成出一个分子中有数目众多的多官能度引发剂,用此类引发剂一般来合成超支化聚合物。
8. 聚合反应器的形状主要分为
聚合反应是把低分子量的单体转化成高分子量的聚合物的过程,聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能,可广泛地用作塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂以及其他用途的高分子材料。
聚合反应和缩聚反应的区别:
1、反应性能不同
聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能。
缩聚反应是将许多相同的或不相同的低分子物质相互作用,生成高分子物质,同时析出小分子,如水、醇、氨、卤化物等的反应。
2、用途不同
聚合反应可广泛地用作塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂以及其他用途的高分子材料。这种材料是由一种以上的结构单元(单体)构成的,由单体经重复反应合成的高分子化合物。
缩聚反应是合成高分子化合物的基本反应之一,在有机高分子化工领域有重要应用。
扩展资料:
聚合反应的危险特性:
1、聚合反应中的使用单体、溶剂、引发剂、催化剂等大多是易燃、易爆物质,使用或储存不当时,易造成火灾、爆炸。如聚乙烯的单体乙烯是可燃气体,顺丁橡胶生产中的溶剂苯是易燃液体,引发剂金属钠是遇湿易燃危险品。
2、许多聚合反应在高压条件下进行,单体在压缩过程中或在高压系统中易泄漏,发生火灾、爆炸。例如,乙烯在130~300 MPa的压力下聚合合成聚乙烯。
3、聚合反应中加入的引发剂都是化学活性很强的过氧化物,一旦配料比控制不当,容易引起爆聚,反应器压力骤增易引起爆炸。
4、聚合物分子量高,黏度大,聚合反应热不易导出,一旦遇到停水、停电、搅拌故障时,容易挂壁和堵塞,造成局部过热或反应釜飞温,发生爆炸。