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年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(8)

时间:2016-12-18 09:44来源:毕业论文
(2)生产过程采用 自动化 控制, 机械 化操作; (3)对于易燃易爆的地方,采用了可靠的控制,并设置了报警消防设施; (4)采用技术成熟聚合方法,达到了环


(2)生产过程采用自动化控制,机械化操作;
(3)对于易燃易爆的地方,采用了可靠的控制,并设置了报警消防设施;
(4)采用技术成熟聚合方法,达到了环保要求,对生产过程中的排放物要经过处理,对噪声等减少到最小;
(5)厂房、车间、设备布置严格按照土建标准,以保证生产正常的运行和操作方便以及操作人员的安全为主。  
第二章 工艺论证
2.1聚合机理
在烃类物质中,苯乙烯的单体活性较大。而对自由基而言,苯乙烯在烃类之中自由基活性较小,也就是说苯乙烯自由基不活泼。这是因为苯乙烯单体的双键与苯环产生共扼反应,双键上的电子云易流动极化,兀键易均裂,所以苯乙烯单体活泼。而当苯乙烯形成苯乙烯自由基时,自由基的独立电子也可与苯环共扼而稳定,故苯乙烯的自由基就不活泼。聚苯乙烯热引发连续本体聚合时,其聚合机理是基于典型的自由基聚合过程,它总是由链引发、链增长和链终止三个基本单元组成。
   
2.1.1链引发
 苯乙烯单体的分子式中的双键虽然与苯环产生共扼,相对稳定,但在受热激发后,仍可产生自由活性种,最初的热引发过程是进行双烯加成反应,产生两个初级游离基,反应可能如:
      
图2.1 链引发
    在游离基的影响下,单体的烯烃双链会产生图2.2所示的自由基活性种:
图2.2活性种的形成
2.1.2链增长
    活性种在运动过程中,将彼此相遇而结合成多分子的聚合物。而且这些分子仍带有活性(多余的一个电子呈负极性)苯乙烯的两个活性种结合就有图2.3所示的三种结合方式:
 
图2.3链增长的方式

    但实验证明,其主要是头尾相接。因为头尾相接结构稳定共扼,其能级较低。头头相接或尾尾相接,能级较高,其结构相对不稳定。
    如此的链增长是相当迅速的。因链增长的活化能低,苯乙烯的活化能为32.7 kJ/mol,其在0.01秒~几秒之内可能聚合成千上万、而链增长中,聚苯乙烯的聚合热为69.9 kJ/mol,处理好聚合热是聚苯乙烯聚合反应的关键。[7]

2.1.3链终止
    链终止可以有双键藕合终止和单基终止。苯乙烯在较低聚合温度的情况下,几乎百分之百是偶合型终止。在高转化率和高粘度的情况下,活性链与反应器金属表面碰撞发生金属自由电子结合,“粘壁”终止,或被高粘度聚合物包裹而终止。
2.1.4链转移
    链转移是指高分子活性链相互作用,结果使电子或氢原子的转移,使活性链失去活性而成为稳定高分子。聚苯乙烯的稳定链也是通过链转移得到的。链转移的另一种形式是高分子活性链与单体作用,使高分子的活性点转移到单体,单体成为活性种,这种链转移不影响聚合速率。
2.2聚合方法
通用级聚苯乙烯的生产方法有悬浮聚合法、本体聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法等。但目前工业化的生产方法主要是悬浮聚合法和本体聚合法。
聚苯乙烯有两个主要的制造工艺.分别为溶渡法(亦称总体或本体法)和悬浮法,两种主要类型的树脂为:固相聚苯乙烯和发泡聚苯乙烯(EPS)。固相聚苯乙烯连一步划分为通用型和耐冲击型。一般用途的聚苯乙烯是一种均聚物。耐冲击聚苯乙烯是一种共聚物。溶液法工艺用来生产固相聚苯乙烯,是一种占统治地位的工艺路线。而发泡的聚苯乙烯树脂则是典型的水相悬浮工艺的产物。[8]
2.2.1苯乙烯的本体聚合
1.单体:纯度≥99.5%  年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(8):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_1168.html
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