高聚物合成工藝設(shè)計(jì)

《高職高專項(xiàng)目導(dǎo)向系列教材:高聚物合成技術(shù)》題材新穎，實(shí)踐操作性強(qiáng)，注重學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)與訓(xùn)練，體現(xiàn)了以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向的“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)改革模式，實(shí)現(xiàn)了課程內(nèi)容與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相銜接，可作為高職高?；ぜ夹g(shù)、高分子材料應(yīng)用技術(shù)和高聚物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事高聚物合成生產(chǎn)的工程技術(shù)人員參閱。

學(xué)習(xí)情境一高聚物合成技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)一知識(shí)回顧——聚合反應(yīng)機(jī)理

任務(wù)二高聚物合成的生產(chǎn)過程及各崗位任務(wù)

任務(wù)三聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法

學(xué)習(xí)情境二碳鏈高聚物的合成技術(shù)

任務(wù)一有機(jī)玻璃棒材和板材的生產(chǎn)

任務(wù)二PMMA模塑粉的生產(chǎn)

任務(wù)三甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯懸浮共聚物的生產(chǎn)

任務(wù)四乳白膠的生產(chǎn)

任務(wù)五聚丙烯的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制聚丙烯生產(chǎn)工藝流程框圖”

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀聚丙烯裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四聚丙烯裝置仿真操作訓(xùn)練

任務(wù)六聚乙烯的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制高密度聚乙烯生產(chǎn)工藝流程框圖

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀聚乙烯裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四主要崗位的開、停車及事故處理

任務(wù)七聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制聚氯乙烯生產(chǎn)工藝流程框圖

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀聚氯乙烯裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四聚氯乙烯裝置仿真操作訓(xùn)練

任務(wù)八順丁橡膠的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制順丁橡膠生產(chǎn)工藝流程框圖

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀順丁橡膠裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四主要崗位的開、停車及事故處理

任務(wù)九聚苯乙烯的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制聚苯乙烯生產(chǎn)工藝流程框圖

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀聚苯乙烯裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四主要崗位的開、停車及事故處理

學(xué)習(xí)情境三雜鏈高聚物的合成技術(shù)

任務(wù)一酚醛樹脂的生產(chǎn)

任務(wù)二聚酯的生產(chǎn)工藝分析

子任務(wù)一繪制聚酯生產(chǎn)工藝流程框圖

子任務(wù)二分析主要崗位工作任務(wù)

子任務(wù)三識(shí)讀聚酯裝置的生產(chǎn)工藝流程圖

子任務(wù)四主要崗位的開、停車及事故處理

學(xué)習(xí)情境四高聚物的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

任務(wù) 辦公用膠水的生產(chǎn)

學(xué)習(xí)情境五功能高分子的合成技術(shù)

任務(wù) 高吸水性高分子材料的生產(chǎn)

參考文獻(xiàn)

一、連鎖聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法

連鎖聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合四種。自由基型聚合反應(yīng)上述四種方法都可以選擇，而陽離子、陰離子及配位型聚合反應(yīng)因引發(fā)劑的活性很容易被水破壞，只能實(shí)施本體聚合和溶液聚合。通常，根據(jù)單體（或溶劑）與聚合物的互溶情況不同，可將聚合實(shí)施方法分為均相聚合和非均相聚合（沉淀聚合或淤漿聚合）。均相聚合是指高聚物能溶于單體和溶劑中，聚合過程始終保持均相體系；非均相聚合是指高聚物從單體中沉析出來形成兩相體系。

1.本體聚合

本體聚合是指只有單體加引發(fā)劑（有時(shí)也不加）或光、熱、輻射的作用下實(shí)施聚合反應(yīng)的一種方法。體系的基本組成為單體和引發(fā)劑。在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)為改進(jìn)產(chǎn)品的性能或成型加工的需要，也加入增塑劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和色料等助劑。

本體聚合根據(jù)單體在聚合時(shí)的狀態(tài)不同，可分為氣相本體聚合、液相本體聚合和固相本體聚合，其中以液相本體聚合應(yīng)用最為廣泛。目前，本體聚合主要用于合成樹脂的生產(chǎn)，工業(yè)上典型的產(chǎn)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。

本體聚合的主要特點(diǎn)是聚合反應(yīng)中無其他介質(zhì)，工藝過程比較簡單，產(chǎn)品雜質(zhì)少、純度高，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大；但由于反應(yīng)的聚合熱較大，容易引起局部過熱，致使產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡、變色，甚至引起爆聚。因此，在實(shí)施本體聚合時(shí)首先要考慮如何將聚合熱移除，工業(yè)上常用的解決措施是對單體進(jìn)行分階段聚合，即先在聚合釜中進(jìn)行預(yù)聚合，控制轉(zhuǎn)化率在10％～40％，然后在模具中進(jìn)行薄層聚合或減慢聚合，同時(shí)加強(qiáng)冷卻。其次還必須考慮聚合產(chǎn)物的出料問題，如果控制不好，不僅會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)造成生產(chǎn)事故，可根據(jù)產(chǎn)品特性，采用澆注脫模制板材、熔融體擠出造粒、粉料出料等方式。

2.溶液聚合

溶液聚合是指將單體和引發(fā)劑溶解于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng)的一種方法。體系的基本組成為單體、引發(fā)劑和溶劑，也可加入適當(dāng)?shù)闹鷦?

溶液聚合根據(jù)聚合物與溶劑的互溶情況，可將其分為均相聚合和非均相聚合（沉淀聚合）兩類。工業(yè)上，溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的場合。如涂料、膠黏劑、合成纖維紡絲液、浸漬劑等的制備，典型的產(chǎn)品有聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯、順丁橡膠、異戊橡膠及乙丙橡膠等。

溶液聚合的主要特點(diǎn)是溶劑作為傳熱介質(zhì)的存在，使聚合反應(yīng)熱容易移出，聚合溫度容易控制，體系中聚合物濃度較低，不易進(jìn)行活性鏈向大分子鏈的轉(zhuǎn)移而生成支化產(chǎn)物或交聯(lián)產(chǎn)物；反應(yīng)后的產(chǎn)物可以直接使用。但由于單體被溶劑稀釋而濃度小，聚合速率慢，轉(zhuǎn)化率低，易發(fā)生向溶劑轉(zhuǎn)移而使聚合產(chǎn)物相對分子質(zhì)量不高，此外，溶劑回收使回收工藝煩瑣。

溶液聚合所用的溶劑主要是水和有機(jī)溶劑。工業(yè)上，根據(jù)單體的溶解情況及生產(chǎn)高聚物溶液的用途來選擇合適的溶劑，還要考慮溶劑極性、鏈轉(zhuǎn)移大小及對引發(fā)劑分解速率等方面的影響。2