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悬浮聚合选择什么方法分离

发布时间:2022-09-06 11:38:14

㈠ 高分子化学中常用的聚合方法有哪些,每种聚合方法有何优势

本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法
常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行;离子型或配位聚合,一般采用溶液聚合,例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合,由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂,常称淤浆聚合;缩聚反应一般在本体或溶液中进行,分别称为本体(熔融)缩聚和溶液缩聚,在两相界面上的缩聚称为界面缩聚.
在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合,分别称为气相聚合和固相聚合.气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴.四种聚合方法的不同特点是:
①本体聚合 组分简单,通常只含单体和少量引发剂,所以操作简便,产物纯净;缺点是聚合热不易排除.工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯.
②溶液聚合 优点是体系粘度低,传热、混合容易,温度易于控制;缺点是聚合度较低,产物常含少量溶剂,使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本.溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合,如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合,丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液,丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等.
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行,散热容易,产物是0.05~2mm左右的小颗粒,容易洗涤、分离,产物纯度较高;缺点是产物容易粘壁,影响聚合釜传热和生产周期.悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产.
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体-聚合物乳胶粒中进行.其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热;缺点是乳化剂等不易除净,影响产物性能,特别是电性能较差,在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产,如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产.
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应,但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来;悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应.均相体系往往属非牛顿流体(见粘性流体流动),可直接使用,若要制得固体聚合物,则需进行沉淀分离;非均相体系固体物含量可高达30%~50%(最高达约60%),除胶乳可直接使用外,其他均需经分离、提纯等后处理.
从原理上分 可分为逐步聚合和链式聚合,绝大部分自由基聚合和离子聚合都属于链式聚合

㈡ 乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合、溶液聚合,哪种聚合方法的纯度最高

乳液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:产品中留有部分乳化剂和其他助剂,纯度不高
溶液聚合 优点:散热容易,可连续化 缺点:不宜制成干燥粉状或粒状树脂
悬浮聚合 优点:散热容易,间歇生产,产物比较纯净 缺点:需要加分离、洗涤、干燥等程序,较为复杂
本体聚合 优点:聚合物纯净,宜生产透明浅色制品;设备相对简单 缺点:不易散热,聚合时易发生爆聚
本体聚合:
本体聚合(bulk polymerization;mass polymerization )是单体(或原料低分子物)
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。有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。:概念;单体(或原料低分子物)
在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚
合反应。英文名称bulk polymerization;mass polymerization ,是制造聚合物的主要方法之一。
特点:
产品纯净,电性能好,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。

优点:生产工艺简单,流程短,使用生产设备少,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;
在自由基聚合情况下,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。
应用

应用于制造透明性好的材料,以及介
电性好的电器;

由于混合和传热困难,工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛,离子
聚合由于多数催化剂易被水破坏,故常采用本体聚合和溶液聚合。

溶液聚合:
将单体和引发剂溶于适当溶剂中
,
在溶液状态下进行的聚合反应
,
溶液聚合
(solution
polymerization)
是高分子合成过程中一种重要的合成方法。
定义

溶液聚合为单体、引发剂(催化剂)
溶于适当溶剂中进行聚合的过程。溶剂一般为有机溶剂
,
也可以是水
,
视单体、引发剂(或催化剂)和生成
聚合物的性质而定。如果形成的聚合物溶于溶剂,则聚合反应为均相反应,这是典型的溶液聚合;如果形
成的聚合物不溶于溶剂,则聚合反应为非均相反应,称为沉淀聚合,或称为淤浆聚合。
特点

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。
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

悬浮聚合:定义;通过强力搅拌并在分散剂的作用下,把单体分散成无数的小液珠悬浮于水,由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应,悬浮聚合体系

悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水,分散剂四个基本
组分组成。悬浮聚合体系是热力学不稳定体系,需借搅拌和分散剂维持稳定。在搅拌剪切作用下,溶有引发剂的单体分散成小液滴,悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下,被粉碎分散成小液滴,它是不稳定的,随着反应的进行,分散的液滴又可能凝结成块,为防止粘结,体系中必须加入分散剂。悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在
0.05~0.2mm。其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
本段特点
优点:
(1)
聚合热易扩散,聚合反应温度易控制,聚合产物分子量分布窄;
(2)聚合产物为固体珠状颗粒,易分离干燥
缺点
(1)存在自动加速作用;
(2)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);
(3)
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

. 乳液聚合:
乳液聚合
(emulsion
polymerization)
是高分子合成过程中常用的一种合成方法,因为它以水作
溶剂,对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,
由引发剂引发而进行的聚合反应。
特点
优点
(1)
聚合反应速度快,分子量高;
2
聚合热易扩散,聚合反应温度易控制;
(3)
聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物;
(4)
用水作介质,生产安全及减少环境污染;
(5)
可直接以乳液形式使用可同时实现高聚合速率和高
分子量。在自由基本体聚合过程中,提高聚合速率的因素往往会导致产物分子量下降。此外,乳液体系的
粘度低,易于传热和混合,生产容易控制,所得胶乳可直接使用,残余单体容易除去。缺点是聚合物含有
乳化剂等杂质影响制品性能;为得到固体聚合物,还要经过凝聚、分离、洗涤等工序;反应器的生产能力也比本体聚合时低。
缺点:
如果干燥需破乳,工艺较难控制

㈢ 悬浮聚合的简介

单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。 悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。单体中溶有引发剂,一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子,中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段,为了防止粒子相互粘结在一起,体系中须加有分散剂,以便在粒子表面形成保护膜。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同,也有均相聚合和沉淀聚合之分。悬浮聚合物的粒径约0.05~2mm(或0.01~5mm),主要受搅拌和分散控制。
悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同,也有均相聚合和沉淀聚合(非均相)之分。若是均相聚合的话,在分散剂的作用下,单体在单体液滴里聚合,最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子;若是非均相聚合,引发剂在单体液滴引发得链自由基相互缠结在一起沉淀,形成最初的相分离物——原始微粒,原始微粒凝聚的初级粒子核。初级粒子核一经形成就开始成长为早期的初级粒子,呈现相分离,体系变浑浊。因为形成的聚合物不溶于单体,所以在聚合主要是在聚合物的溶胀体进行不在形成初核,初级粒子数不在增加而是均匀地长大(初级粒子核吸附获捕捉单体相得自由基而增长、终止)。在这过程中,聚合热来不及散出获引发剂分布不均,导致颗粒内部局部温度过高,初级粒子熔结,形成凝聚体,即“玻璃珠”。

㈣ 聚合反应的聚合方法

在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合,分别称为气相聚合和固相聚合。气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴。四种聚合方法的不同特点是:
①本体聚合 组分简单,通常只含单体和少量引发剂,所以操作简便,产物纯净;缺点是聚合热不易排除。工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯。
②溶液聚合 优点是体系粘度低,传热、混合容易,温度易于控制;缺点是聚合度较低,产物常含少量溶剂,使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本。溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合,如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合,丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液,丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等。
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行,散热容易,产物是0.05~2mm左右的小颗粒,容易洗涤、分离,产物纯度较高;缺点是产物容易粘壁,影响聚合釜传热和生产周期。悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产。
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体-聚合物乳胶粒中进行。其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热;缺点是乳化剂等不易除净,影响产物性能,特别是电性能较差,在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产,如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产。
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应,但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来;悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应。均相体系往往属非牛顿流体(见粘性流体流动),可直接使用,若要制得固体聚合物,则需进行沉淀分离;非均相体系固体物含量可高达30%~50%(最高达约60%),除胶乳可直接使用外,其他均需经分离、提纯等后处理。 由非共轭双烯类化合物形成具有环状结构重复单元的线型聚合物的聚合反应。其产物具有较高的耐热性,因此环化聚合是制备耐热高分子的一种手段。
简史以前一直认为具有两个双键的化合物在聚合时必定形成交联的不溶、不熔的高聚物。但在1951年,G.B.布特勒等人用自由基引发二烯丙基季铵盐类进行溶液聚合,却得到了可溶性的线型聚合体。布特勒通过对二烯丙基季铵盐类聚合的研究,提出单体可以通过交替的“分子内-分子间”链增长反应,导致线型高聚物的形成。1953年W.辛普森等人在研究邻苯二甲酸二烯丙酯的聚合反应时,指出了双烯类单体在聚合时有环化现象。1958年J.F.琼斯将这类聚合反应称为环化聚合。 在工程上,聚合流程可以是间歇式的,但在工业上大规模生产多采用连续式,常用的设备有间歇和连续搅拌反应器,以及管式、环管式、流化床和塔式反应器等,也可多种形式串联使用(见聚合反应工程)。

㈤ 悬浮聚合实验 要想成功应该注意哪些

1) 分散剂的选择要恰当。直接关系到单体分散悬浮的程度是否合适。对不同单体、不同反应,应有针对性的选择悬浮剂。

2)搅拌速度。单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成小液滴,液滴大小主要和搅拌速率有关。

还应注意水相阻聚剂,常用的有亚甲基蓝、硫代硫酸钠等;加入些磷酸钙粉末可使悬浮体系更稳定。

悬浮聚合中,条件的选择和控制是十分重要的。

㈥ 比较乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合和本体聚合的特点及其优缺点。

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。

(6)悬浮聚合选择什么方法分离扩展阅读:

乳液聚合最早由德国开发。第二次世界大战期间,美国用此技术生产丁苯橡胶,以后又相继生产了丁腈橡胶和氯丁橡胶、聚丙烯酸酯乳漆、聚醋酸乙烯酯胶乳(俗称白胶)和聚氯乙烯等。

与悬浮聚合不同,乳液体系比较稳定,工业上有间歇式、半间歇式和连续式生产,用管道输送或贮存时不搅拌也不会分层。生产中还可用“种子聚合”(即含活性链的胶乳)、补加单体或调节剂的方法控制聚合速度、分子量和胶粒的粒径。也可直接生产高浓度的胶乳。

悬浮聚合目前大都为自由基聚合,但在工业上应用很广。如聚氯乙烯的生产75%采用悬浮聚合过程,聚合釜也渐趋大型化;聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产;其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。

聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行,间歇操作。大型釜除依靠夹套传热外,还配有内冷管或(和)釜顶冷凝器,并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高,搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。

㈦ 什么是悬浮聚合其主要组成是什么

单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。
悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。单体中溶有引发剂,一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子,中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段,为了防止粒子相互粘结在一起,体系中须加有分散剂,以便在粒子表面形成保护膜。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同,也有均相聚合和沉淀聚合之分。
主要组成:单体+(油溶性)引发剂+双亲性分散剂+去离子水,油溶性引发剂主要有油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂,偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等,过氧化物主要是过氧化二苯甲酰这一类物质。分散剂是以有机和无机之分,有机有聚乙烯醇类、无机有碳酸钙、碳酸镁,硫酸钡等。具体用哪种可根据产品的性能要求来决定。

㈧ 苯乙烯悬浮聚合中分散剂作用原理是什么其用量大小对产物粒子有何影响

晚上好,苯乙烯用悬浮聚合方式来生成PS的主要原理是先利用能与苯乙烯相似相溶的一些非活性溶剂使其分子化,然后再用自由基引发交联并最终形成目标高聚物。分散剂一般优选对聚合有催化倾向的芳香烃比较多例如甲苯和乙苯,用量大时形成的PS小,用量小时由于苯乙烯固含量升高类似本体聚合严重情况下甚至会产生爆聚。另外引发剂也对整体粒子大小有明显影响,像是AIBN这样只有60度以上才会温和释放一组自由基参与反应就平缓的多,BPO和MEKP等有机过氧化物就比较难控制均聚效果一些。目前产率最高方法还是以本体聚合为主,悬浮聚合次之,水分散法最差极易产生空泡效应。

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