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  • 合成树脂的制备工艺

    合成树脂是一类在涂料、黏合剂、复合材料等领域广泛应用的重要高分子化合物。它由低分子单体(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通过聚合反应生成的高分子大分子化合物。工业上常用的合成方法包括本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、淤浆聚合和气相聚合等。

    本体聚合

    本体聚合是单体在引发剂或热、光、辐射的作用下,不加其他介质进行的聚合过程。该方法的优点是产品纯净、无需复杂的分离提纯、操作简单、生产设备利用率高,可以直接生产各种形状的制品。

    缺点是随着反应进行,体系粘度逐渐增大,反应器温度不易控制。常用于聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等多种合成树脂的制备。

    悬浮聚合

    悬浮聚合是在分散剂的作用下,将单体形成液滴悬浮于水相中进行的聚合过程。该方法具有反应体系粘度低、传热和搅拌容易控制、产品较纯净均匀的特点。经过简单处理后,产品可直接成型。

    悬浮聚合方法被广泛应用,可用于丙烯酸酯、苯乙烯、氯丁橡胶等多种单体的聚合。然而,与本体聚合相比,悬浮聚合的反应器产能较低,不能采用连续法进行生产。

    乳液聚合

    乳液聚合利用乳化剂的作用,在机械搅拌条件下,使单体在水中形成乳液状态进行聚合。该方法能够以较高的反应速度获得高分子量的聚合物,体系粘度低,易于混合和传热,生产过程易于控制。

    乳液聚合需要使用乳化剂,并且反应器的产能相对于本体聚合较低。产物为乳液胶,可直接应用或通过处理制备固体树脂。该方法适用于丙烯酸酯、丁二烯、氯丁橡胶等多种单体的聚合。

    溶液聚合

    溶液聚合是在溶剂存在下进行的聚合反应,所选的溶剂既能溶解单体又能溶解聚合物。该方法使反应体系呈现均匀粘稠的溶液形态,保持均相状态,便于进行连续化操作。

    溶液聚合的体系黏度较大,不利于传热和传质。溶液聚合的主要优点是反应易于控制,可以调节产物的分子量和分布。该方法适用于丙烯酸酯、丙烯腈、丁二烯等多种单体的聚合。

    淤浆聚合

    淤浆聚合是在溶剂或单体本身作为分散介质时进行的聚合反应,生成的聚合物不溶于介质,以颗粒状分散呈淤浆状。

    该方法的体系粘度较小,易于搅拌和传热,可以使用较高的单体浓度,从而提高产能。淤浆聚合适用于聚乙烯、聚丙烯等树脂的制备。但产物需要经过过滤等进一步处理。

    气相聚合

    气相聚合是在气相状态进行聚合反应,将气态单体和催化剂引入反应器内完成聚合。该方法可以直接得到固体产物,不需要溶剂,从而缩短了工艺流程。

    但需要选择性好、活性高的催化剂。气相聚合主要用于聚乙烯、聚丙烯等大量消费树脂的工业化生产。该方法具有反应快速、易于控制、环保等优点。

    加工方法

    合成树脂的主要加工方法包括挤出、压缩、注射、吹塑等成型法,通过将熔融或粉末状态的合成树脂在模具内进行成型;也可以利用聚合反应进行固化成型;

    此外,还可以通过使树脂发生发泡来生成泡沫材料。这些方法既适用于热塑性树脂,也适用于热固性树脂。

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