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合成樹脂應用領域和制備方法

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合成樹脂應用領域和制備方法

發布日期:2017-09-12 作者: 點擊:

合成樹脂最重要的應用是制造塑料。為便于加工和改善性能,常添加助劑,有時也直接用于加工成形,故常是塑料的同義語。合成樹脂在塑料中的含量一般在40~100%由于含量大,而且樹脂的性質常常決定了塑料的性質,所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹脂是一種未加工的原始聚合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%樹脂外,絕大多數的塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質。

合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎原料,廣泛使用的樹脂混凝土也以合成樹脂為膠凝材料。由于合成樹脂和其他競爭材料相比具有明顯的性能和成本優勢,其應用滲透到國民經濟各個方面。包裝是合成樹脂最大市場,其次是建筑用品。電子、電氣和汽車也是合成樹脂很重要的應用領域。其他市場還有家具、玩具、娛樂用品、家用器具和醫療用品等。

合成樹脂為高分子化合物,是由低分子原料――單體(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通過聚合反應結合成大分子而生產的。工業上常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、淤漿聚合、氣相聚合等。生產合成樹脂的原料來源豐富,早期以煤焦油產品和電石碳化鈣為主,現多以石油和天然氣的產品為主,如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。

合成樹脂

本體聚合

本體聚合是單體在引發劑或熱、光、輻射的作用下,不加其他介質進行的聚合過程。特點是產品純潔,不需復雜的分離、提純,操作較簡單,生產設備利用率高。可以直接生產管材、板材等質品,故又稱塊狀聚合。缺點是物料粘度隨著聚和反應的進行而不斷增加,混合和傳熱困難,反應器溫度不易控制。本體聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃)、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等樹酯的生產。

懸浮聚合

懸浮聚合是指單體在機械攪拌或振蕩和分散劑的作用下,單體分散成液滴,通常懸浮于水中進行的聚合過程,故又稱珠狀聚合。特點是:反應器內有大量水,物料粘度低,容易傳熱和控制;聚合后只需經過簡單的分離、洗滌、干燥等工序,即得樹脂產品,可直接用于成型加工;產品較純凈、均勻。缺點是反應器生產能力和產品純度不及本體聚合法,而且,不能采用連續法進行生產。懸浮聚合在工業上應用很廣。

乳液聚合

乳液聚合是指借助乳化劑的作用,在機械攪拌或振蕩下,單體在水中形成乳液而進行的聚合。乳液聚合反應產物為膠乳,可直接應用,也可以把膠乳破壞,經洗滌、干燥等后處理工序,得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應速度下,獲得較高分子量的聚合物,物料的粘度低,易于傳熱和混合,生產容易控制,殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物,耗用經過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應器的生產能力比本體聚合法低。

溶液聚合

溶液聚合在溶劑存在下進行聚合,所選用的溶劑既要溶解單體又要能溶解聚合物。聚合過程中體系呈均勻的粘稠溶液,聚合體系始終呈均相,連續運轉周期長,易于操作。但體系黏度較大。其優點是均相反應較易控制,分子量及其分布也可適當控制,但溶液聚合體系粘稠,造成傳熱傳質困難和不均一。

淤漿聚合

淤漿聚合時采用一種溶劑或用單體本身作為分散介質,生成之聚合物不溶于分散介質中,而以顆粒狀分散其中,呈淤漿狀。早先有些文獻曾將它歸屬于非均相的溶液聚合。這種聚合特點是體系黏度小,便于攪拌,散熱容易,可用較高的單體濃度,提高單位設備生產率。目前此法可用于高密度聚乙烯、聚丙烯等生產。

氣相聚合

氣相聚合時將氣相單體與催化劑按規定量引入反應器中一步合成,得到干燥的聚合物。氣相聚合的前提是催化劑選擇性及收率必須足夠高,得到的產品不需脫除殘存催化劑,這樣可大大縮短流程。隨著高活性載體齊格勒催化劑的出現,在制造聚乙烯或聚丙烯方面,氣相聚合迄今已占主流。此外,也可廣泛用于以自由基機理進行的聚合。


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