Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕолимеризаци€ в массе (общее дл€ гомо и гетерофазной п-м)




“ипичные процессы синтеза полимеров.

 

ѕроцессы синтеза полимеров в реальных услови€х по-разному реализуютс€ в конкретных тех≠нологических процессах.

“ехнологически используют следующие варианты процессов син≠теза полимеров:

Ј √омофазна€ полимеризаци€ в массе (полимер раство≠рим в своем мономере)

Ј ѕоликонденсаци€ в блоке и расплаве

Ј √етерофазна€ полимеризаци€ в массе (полимер нерастворим в своем мономере)

Ј ѕолимеризаци€ в растворител€х

Ј —успензионна€ полимеризаци€

Ј Ёмульсионна€ полимеризаци€

Ј ѕоликноденсаци€ в дисперсных средах

 

ѕолимеризаци€ в массе (общее дл€ гомо и гетерофазной п-м)

ѕолимеризаци€ в массе, называема€ также иногда блочной, €вл€етс€ процессом синтеза полимеров из жидких мономеров, в которые ввод€тс€ инициаторы и, иногда, небольшие количества растворителей. Ётот способ синтеза полимеров замечателен тем, что сего помощью производ€тс€ самые чистые полимеры, не содержащие никаких примесей, кроме самого мономера. ¬ час≠тности, именно таким образом получаютс€ некоторые оптичес≠ки прозрачные полимеры. ¬месте с тем способу присущи зна≠чительные технологические сложности, св€занные, в первую очередь, с большим ростом в€зкости в ходе реакции, составл€ющим до шести дес€тичных пор€дков. Ёто обус≠ловлено естественным стремлением достижени€ высокой степе≠ни превращени€ мономера, обеспечивающей хорошие эконо≠мические показатели процесса. ќтделение мономера от распла≠ва полимера представл€ет значительные технологические сложности, и часто отделЄнный мономер требует дополнитель≠ной очистки до возвращени€ его в рецикл. ѕоэтому обычно счи≠таетс€, что проведение процесса полимеризации со степенью превращени€ мономера менее 60% делает процесс экономичес≠ки невыгодным. ¬ысока€ в€зкость концентрированных растворов полимеров в своих мономерах и св€занное с ней изменение уровн€ смешени€ привод€т к по€влению в реак≠торе динамически сегрегированных зон с самосто€тельными сложными концентрационными и температурными пол€ми. ≈стественным результатом €вл€ютс€ затруднени€ массо- и, особенно, теплообмена между этими зонами реакционной смеси. Ќарушение баланса тепловыделение-теплоотвод в от≠дельных част€х реакционной системы приводит к терми≠ческой их неустойчивости и возникновению режима некон≠тролируемого повышени€ температуры (режим теплового взрыва). ƒополнительные осложнени€ вызы≠ваютс€ также особенност€ми кинетики полимеризации при высоких степен€х превращени€ мономера (например, гель-эффект) и эффект по€влени€ твердой фазы. ¬се это, естественно, часто сопро≠вождаетс€ нежелательными изменени€ми ћћ– получаемо≠го продукта.

ќпределенные сложности возникают и при получении то≠варной формы полимера из его расплава. ѕоскольку обычно на этой стадии одновременно должно происходить и удаление не≠прореагировавшего мономера с помощью совместного воздей≠cтви€ повышенных температур и вакуума (например, в вакуум≠экструдерах), то возникают дополнительные изменени€ ћћ– продукта.

¬ св€зи с этим цепна€ полимеризаци€ в массе получила ши≠рокое распространение в технологической практике, в основ≠ном, дл€ синтеза многотоннажных полимеров общего назначе≠ни€ с не слишком жесткими требовани€ми к параметрам ћћ–, таких, как полиэтилен низкой плотности, полистирол, поливи≠нилхлорид и т.п. –еже она примен€етс€ дл€ получени€ конст≠рукционных и других полимеров. ѕримерами последних про≠цессов €вл€ютс€ получение и полиметил≠метакрилата и его сополимеров (органического стекла).

 

“ипичными примерами гомофаз≠ных процессов €вл€ютс€ промышленные процессы синтеза полистирола и полиметилметакрилата.

Ѕолее широкое распространение, по сравнению с цепными, получили ступенчатые процессы синтеза полимеров в массе и, в частности, поликонденсаци€ в массе (в блоке, в расплаве). »менно таким образом в промышленности получают основную массу полимеров этого типа: полиэфиров, полиамидов и др. ћакро≠кинетическа€ характеристика этих процессов сильно зависит от фазового состо€ни€ системы, включающей мономеры и образу≠ющийс€ полимер.

Ќаиболее известные промышленные процессы синтеза по≠ликонденсационных полимеров провод€тс€ при температурах, превышающих температуру плавлени€ образующегос€ полиме≠ра не менее, чем на 10-20∞—, дл€ чего обычно требуютс€ темпе≠ратуры пор€дка 200-300∞—. ¬ этих услови€х, как правило, ре≠акционна€ система €вл€етс€ гомофазной. ’имические реакции этерификации, амидировани€ и т.п., лежащие в основе этих процессов, €вл€ютс€ медленными даже при таких температурах, и именно они определ€ют скорость процесса в целом до достижени€ значительных степеней превращени€ мономера. Ёто €вл€етс€ следствием особого характера изменени€ в€зкости в поликонденсационных процессах. ќднако в завершаю≠щих стади€х, в которых имеет место значительное повышение в€зкости системы в целом (например, в€зкость расплава ѕЁ“‘ при 280∞— достигает 105 ѕа с), роль диффузионных факторов увеличиваетс€. —корость химической реакции сильно уменьша≠етс€ не только вследствие замедлени€ диффузии концевых ре≠акционных центров друг к другу, но также, и особенно, отвода низкомолекул€рного побочного продукта (Ќћѕ) из расплава полимера к его поверхности. ќпредел€ющей общую скорость процесса на этих стади€х часто оказы≠ваетс€ скорость отвода Ќћѕ. ѕоэтому в периодических про≠цессах такого типа часто используетс€ сложный температурно≠временной режим, а в непрерывных примен€ютс€ реакторы спе≠циальной конструкции, разделенные на зоны, в каждой из которых поддерживаютс€ определенные услови€. «аключитель≠ные стадии синтеза провод€тс€ обычно в специальных услови€х (глубокий вакуум, повышенные температуры) и, иногда, в от≠дельных аппаратах.

ќсобый тип получени€ полимеров в массе представл€ет реакционное формование (реакционное литье под давлением, т.е. получение изделий в формах непосредствен≠но из мономеров). Ётот процесс позвол€ет уменьшить затраты энер≠гии как на создание давлени€, так и на нагревание формы (за счет использовани€ теплового эффекта реакции). ќчевидно, что он применим только дл€ достаточно быстрых экзотермических реакций ступенчатой полимеризации с медленным нарастанием в€зкости вплоть до высоких степеней превращени€, что обусловлено как необходимостью сокращени€ времени фор≠мировани€ издели€ в форме, так и исключени€ теплового взрыва до момента полного заполнени€ формы. ѕримером €вл€етс€ по≠лучение изделий из полиуретанов, осуществл€емое в два этапа: заполнение формы без заметной химической реакции и собственно реакци€ в замкнутом объеме формы без перемешивани€.

“аким образом, наиболее существенным дл€ управлени€ го≠мофазными процессами синтеза полимеров в массе €вл€етс€ температурно-временной режим. ¬ цепной полимеризации можно подобрать такой режим повы≠шени€ температуры (оптимальный температурный режим), ко≠торый обеспечит как высокую скорость процесса, так и прием≠лемые показатели качества (параметры ћћ–) получаемого по≠лимера.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1042 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

∆изнь - это то, что с тобой происходит, пока ты строишь планы. © ƒжон Ћеннон
==> читать все изречени€...

2051 - | 1857 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.