PVC樹脂合成工藝過程

聚合物合成工藝學作業(yè)題目：PVC樹脂合成工藝過程姓名：專業(yè)：班級：院系：日期：名目一、前言二、聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝過程、原料的預(yù)備和精制過程氯乙烯性質(zhì)主要單體合成路線、引發(fā)劑的的配置過程引發(fā)劑的選擇其他助劑的選擇與配置、聚合過程懸浮法聚合乳液聚合本體聚合法溶液聚合、分別過程堿洗汽提、聚合物的后處理三、聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝的評價、四種聚合聚合工藝方法的比較、聚合方法的選擇、生產(chǎn)工藝的改革四、完畢語一、前言盡管受到來自環(huán)保等多方面的沖擊，PVC20％左右，主要用于建筑、住宅工業(yè)，并以其很強的耐用性和低廉的價格優(yōu)勢保持其在該領(lǐng)域需求量的不斷增長。目前，PVCPETPP:PVC2023PVC592中國聚氯乙烯工業(yè)起步于1958年，在短短40多年的時間中，從無到有、1000國外先進的聚氯乙烯工業(yè)相比還有不小的差距。1.12023-2023PVC年份產(chǎn)量進口量出口量表觀消費量2023824114.7046.03892.672023972110.0871.171010.912023年1-11月82267.6258.07830.92表1.2PVCPVC鞋及鞋底材料人造革軟薄膜制電纜料品其他

消費比例/%5.26.012.07.02.18.5

合計/%40.8管材13.3硬管件2.3制型材、門窗22.959.2品硬片、板材及其他型材9.0其他11.7樹脂及制品中殘留的單體氯乙烯〔VCM〕是一種嚴峻的致癌物質(zhì)，無疑在肯定程度影響了聚氯乙烯的進展。不過現(xiàn)在人們已成功地通過汽車等途徑降低殘留的VCM10ppm，到達衛(wèi)生級樹脂要求，擴大了極少。對人體根本無害，可發(fā)用作食品藥包裝和兒童玩具等。二、聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝過程２.１原料的預(yù)備和精制過程〔1〕氯乙烯性質(zhì)4〔n158℃。D、氯原子比氫原子體積大，所以氯原子的空間位阻較大；b、由于氯原子負性較大，碳一氯鍵偶極矩大，極性強，并使連接的烯雙鍵發(fā)生極化，π電子向α碳原子偏移：HCH =C2δ + δ -Cl結(jié)果使α碳原子帶有肯定的負電荷，β碳原子帶有肯定的正正荷；氯乙烯1.45D，比氯烷的偶極矩〔2.05D〕小，而雙鍵電子云密度大應(yīng)比單PPCH=CH-Cl2氯乙烯化學穩(wěn)定性較大，難以聚合，貯存時不必加阻聚劑。有氧存在時，可生成產(chǎn)生自聚作用，長距離輸送時應(yīng)參加阻聚劑氫醌(對苯二酚)。0.5%以上，即可造成頭暈、頭痛、精神錯亂，辯20—40%時，可使人產(chǎn)生急性中毒，而失去知覺，導(dǎo)致呼吸疾病。〔2〕主要單體合成路線氯乙烯單體的合成方法主要是以下三種：首先和氯氣反響生成1，2-二氯乙烷，二氯乙烯：CH2 CH2+Cl2

F6Cl2

CH2Cl-CH2ClCHCl-CHCl △2 2

CH=CHCl+HCl2反響后混合氣體進入脫HCl，脫出HCl后進入氯乙烯單體的精餾塔，與未HCl收利用?？缮呻娛蔡蓟}。電石和水作用馬上放出乙炔，反響式為：CaO+3C

CaC2

+COCaC

+HO

Ca(OH)

+HC CH2 2 2乙炔和氯化氫化氯汞存在下制得氯乙烯：CH

HgCl2

HC CHCl120-180℃CH

21,1-22二氯乙烷、順〔反〕式二氯乙烯等。首先經(jīng)過水洗塔用水洗去HCl，再經(jīng)堿洗塔用10%的NaOH洗去剩余的HCl及CO20.6MPa1,1-二氯乙烷的液化后，進入粗餾塔，脫除HCl、CH221,1-二氯乙烷等混合物進入高沸精餾塔，塔頂蒸出的為成品氯乙烯，經(jīng)冷凝液化后送入貯槽。塔底為1,1-二氯乙烷等高沸點物。有樂觀的意義?？偡错懯娇蓪懗桑篊HCHCH CH Cl2CH CHCl2 2 2乙烷，二氯乙烷裂解制取氯乙烯，反響式可寫成：CH CH2HCl1O2 2

ClCH2CH

ClHO2 2CH21.引發(fā)劑的選擇

Cl-CH2

Cl △ CH2

=CHCl+HCl由于氯乙烯懸浮聚合溫度在50~60℃上下，應(yīng)依據(jù)反響溫度選擇適宜的引發(fā)劑，其原則為在反響溫度下的引發(fā)劑以半衰期約2h為最正確，由于反響后期單用，長的始終持續(xù)作用到聚合完畢。工業(yè)上衡量引發(fā)劑活性的主要指標是半衰期t,某一溫度下的半衰期越

1/2=10h1h10min〔0.1h〕的溫度表示引發(fā)劑的活性，1/2溫度越高，則其活性越低。氯乙烯懸浮聚合與本體聚合引發(fā)劑常用的引發(fā)劑見2.1.1。2.2.1氯乙烯懸浮聚合與本體聚合引發(fā)劑種類貯存溫度/℃商品外形半衰期溫度，℃10h1h0.1h過氧化乙酰環(huán)己烷硫酰-15溶液375166過氧化二月桂酰30固體628099〔2-乙基己酯〕-15溶液或乳液446180過碳酸二環(huán)己酯10固體445976過碳酸二〔十六酯〕25固體或分散液4561792,4-二甲基戊腈10固體5225%-40%。但應(yīng)保證引發(fā)劑充分分散。其他助劑的選擇與配置及對產(chǎn)品質(zhì)量的要求的提高，所以必需參加其他助劑，重要的有以下幾種。鏈終止劑 為了保證聚氯乙烯樹脂質(zhì)量，使反響在設(shè)定的轉(zhuǎn)化率下反響時使用工業(yè)生產(chǎn)中使用的雙酚A、叔丁基鄰苯二酚，α-甲基苯乙烯等。鏈轉(zhuǎn)移劑 烯樹脂的平均分子量，常用的鏈轉(zhuǎn)移劑為硫醇，如巰基乙醇?？刽~眼劑 對于高效引發(fā)劑一旦聚合升溫完畢聚合反響馬上開頭，此時引發(fā)劑在VCM微粒中分布還不夠均勻含有較多引發(fā)劑的粒子粒內(nèi)反響速度過快，消滅快速聚合。粒溫度遠大于釜內(nèi)平均溫度，最終生產(chǎn)所謂“玻璃”樹脂，即加工時的“魚眼。在聚合工藝配方中添加抗魚眼劑，是改善引發(fā)劑在烯樹脂中生成的圓球狀樹脂的數(shù)量抗魚眼劑，主要是苯甲醚的叔丁基、羥基衍生物。酸的絡(luò)合物。聚合過程的聚合工藝主要有四種，即懸浮法聚合、本體聚合、乳液聚合、微懸浮聚合。1.原料①單體純度要求＞99.98％＞99.99％②去離子水pH5～8.5范圍，硅膠含量≤0.2mg/L③分散劑主分散劑主要是纖維素醚和局部水解的聚乙烯醇〔80％左右。用作關(guān)心分散劑的主要是小分子外表活性劑和低水解度聚乙烯醇〔40～55％，常用非離子型的脫水山梨醇單月桂酸酯。④引發(fā)劑以半衰期2h為最正確，多承受復(fù)合型引發(fā)劑，半衰期短的引發(fā)劑主要在聚2.1。2.聚合工藝主料投放比例：原料 氯乙烯

分散劑

引發(fā)劑質(zhì)量份數(shù) 100

0.05-0.15

90-150

0.03-0.08聚合反響夾套通低溫水〔9℃～12℃〕5℃以下的低釜壓力下降達規(guī)定的值后完畢反響，通常為0.50MPa~0.55MPa，因樹脂的牌號不劑。生產(chǎn)流程圖聚合溫度對聚氯乙稀樹脂性能的影響聚合反響溫度/℃

Mn

顆?？紫堵?%5073670002957675400024646144000137157330007K值是平均聚合度P)PVC的比粘度和溶劑的絕對粘度開頭的，由兩者之比得出相對粘度；K值可以表示為PVC〔g/100m.250.5g/100ml溶液，K值與比粘度、濃度的關(guān)系。K值表達式如下：1000

1.5lgn

1 (1.5lgn

1)24lgn

(751.5C)/C

2(751.5C)γη=η/ηγ 0樹脂溶液的濃度(g/100ml)KPPVC的平均聚合度lgP=2.7543lgK-2GB34021)等四項組成：型號SG-0〔ml/g〕>156mPa.sK值>77平均聚合度>1785SG-1156～1442.1～2.277～751785～1536SG-2143～1362.0～2.174～731535～1371SG-3135～1271.9～2.072～711370～1251SG-4126～1191.8～1.970～691250～1136SG-5118～1071.7～1.868～661135～981SG-6106～961.6～1.765～63980～846SG-795～871.5～1.662～60845～741SG-8SG-986～73<731.4～1.559～55<55740～650<650VN

CVNCm-L3m/k，在實際使用中承受它的千分之一10-33/kg〕即ml/kg。、乳液聚合0.1～3μm。其次階段是將PVC1～100μm聚氯乙烯增塑糊。1.聚氯乙烯膠乳的生產(chǎn)方法0.1μm法生產(chǎn)的樹脂糊粘度高，只適用于特別要求的場合或用于涂布。⑵種子乳液聚合制得粒徑1.0μm粒的大小主要取決于所用種子的粒徑大小，同時在生產(chǎn)工藝上嚴格把握聚合條化劑加料速度等方法，來把握乳膠粒的粒徑。⑶微懸浮聚合使用油溶性引發(fā)劑，將它溶于單體中，并參加適量外表活1μm滴，進展聚合生成粒徑為0.2～1.2μm微懸浮聚合選用復(fù)合乳化劑一般由十二醇硫酸鈉和十六醇的組合最適宜，等與種子乳液法根本一樣。如表2.3.2.1物料份數(shù)物料份數(shù)氯乙烯100復(fù)原劑0.01～0.03去離子水乳化劑110～1500.05～1.0氧化劑Cu2+0.05～0.010.1～1.0×10-4pH

0.01～ 第一代種子 10.031010～ 其次代種子 110.52.氯乙烯種子乳液聚合生產(chǎn)流程本體聚合法氯乙烯本體聚合生產(chǎn)工藝，其主要特點是反響過程中不需要加水和分散構(gòu)成。聚合分兩段進展。單體和引發(fā)劑先在預(yù)聚合釜中預(yù)聚1h，生成種子粒子，8％～10％，然后流入其次段聚合釜中，補加與預(yù)聚物等量的單85％～90％，排出剩余單體，再經(jīng)粉碎、過篩即得生產(chǎn)過程簡潔，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)本錢也較低。溶液聚合在溶液聚合中，單體溶解在一種有機溶劑〔如n－丁烷或環(huán)己烷〕中引發(fā)與醋酸乙烯共聚物〔10～25％法來生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂。聚氯乙烯(PVC)樹脂的后處理VCPVC、單pvc品規(guī)格和用途作相應(yīng)處理．包括堿洗和枯燥等工序。堿洗對于AIBN.AIBNPVCAIBN，一般為投入量的PVCAIBN變?yōu)榭扇苡谒聂人徕c等，pvc同理堿洗可以使PVC樹脂分子中的腈基〔引發(fā)劑殘基〕變?yōu)轸人徕c等，除去對PVC的毒性污染；其二：去除明膠．明膠是一種膠朊蛋白的水解產(chǎn)物，與堿三：除去影響樹脂加工性能的分子量太低的PVCPVC量的PVCHCI隨后斷裂分解為低分子化合物，由吹風除去，70-80AIBNVCBPO，LPO還是時間長短上都應(yīng)當有所不同．汽提 使用較好的方法是實行汽提，既徹底，回收也完全，不污染環(huán)境．減壓脫除未反響的單體，進入單體回收系統(tǒng)，脫除后PVC漿料中仍含有2～3%的VCVCPVC1×10×10-6

～10聚合物后處理20%～30%，再經(jīng)氣流枯燥塔〔4%〕送入臥式沸騰枯燥器進展枯燥〔0.3%～0.4%。三、聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝的評價1.四種聚合聚合工藝方法的比較工程 懸浮聚合 本體聚合 乳液聚合 溶液聚合

單體、引發(fā)劑、分散劑、水 乳化劑、水聚合場所 單體液滴內(nèi) 本體內(nèi)

粒

溶液內(nèi)溫度把握 簡潔 困難 簡潔 聚合速度 較大 中等 大 小生產(chǎn)特性途

較困難擠塑樹脂

困難質(zhì)注塑品

簡潔可連續(xù)生產(chǎn)

簡潔可連續(xù)生產(chǎn)聚合方法的選擇80%~90%。與乳液聚合方法