Технология полимеров
Полимеризация в газообразной фазе
жүктеу/скачать 7 Mb. Pdf көрінісі
|
| Полимеризация в газообразной фазе.
Это способ проведения полимеризации, при котором мономер находится в газовой фазе, а продукт реакции образует твердую дисперсную или жидкую фазу. Скорость газофазной полимеризации зависит от скорости диф- фузии мономера из газовой фазы в зону реакции и к активным цен- трам роста цепи в конденсированной фазе; от растворимости и сорб- ции мономера полимерной фазой; от удельной поверхности частиц катализатора, нанесенных на твердый сорбент при гетерогенной поли- меризации. В зависимости от способа инициирования рост цепей мо- жет происходить в газовой фазе с последующей агрегацией образо- вавшихся макромолекул или в частицах полимера. Для множества систем найдено отрицательное значение эффек- тивной энергии активации полимеризации, что обусловлено уменьше- нием концентрации мономера, адсорбированного полимерными час- тицами или растворенного в них, с повышением температуры. Отсут- ствие приводит к снижению роли передачи цепи и росту средней мо- лекулярной массы полимера. Теплообмен в газофазной полимериза- ции определяется теплопередачей от твердых частиц полимера к газу и зависит от отношения поверхности частиц к их объему. Ранее из-за сложности регулирования теплоотвода распростра- нение в мировой практике получила только газофазная полимеризация этилена при высоком давлении (100-300 МПа), протекающая по сво- боднорадикальному механизму (инициаторы –О–О–). В этом процессе плотность газообразного мономера в критиче- ской точке приближается к плотности жидкой фазы (0,5 г/см 3 ), и реак- ционная масса представляет собой раствор полимера в мономере. Впо- следствии быстрое развитие получила газофазная полимеризация в псевдосжиженном слое на высокоэффективном металлоорганическом 30 катализаторе, нанесенном на твердый тонкодисперсный носитель (на- пример, силикагель). В реактор непрерывно или периодически вводят катализатор и газообразный мономер под давлением 1–3 МПа, соз- дающий псевдосжиженный слой частиц катализатора. В результате полимеризации мономера частицы катализатора укрупняются, оседают и периодически удаляются из реактора. Моно- мер циркулирует в системе реактор-выносной холодильник- компрессор, обеспечивая тем самым отвод тепла реакции. Степень превращения мономера за один проход 1–3 %, поэтому объем реактора велик и при производительности 70–100 тыс. т/год составляет до 600 м 3 . В некоторых реакторах применяют дополнительные переме- шивающие устройства. Преимущества способа : отсутствие растворителей и разбавите- лей, что упрощает конечную обработку продуктов полимеризации; крупные частицы полимера размером около 0,3–0,5 мм можно непо- средственно использовать для переработки в изделия, минуя грануля- цию; исключаются промывка, фильтрация, сушка продукта, регенера- ция растворителя, в результате чего резко снижаются затраты энергии. По этому способу производят полиэтилен высокой плотности, сопо- лимер этилена с высшими олефинами, который по свойствам близок полиэтилену низкой плотности, полипропилен. Газофазную привитую сополимеризацию используют для по- верхностной модификации волокон и пленок, поверхности которых для создания активных центров полимеризации предварительно облу- чают УФ-светом или излучением высокой энергии, окисляют. жүктеу/скачать 7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|