丙烯酸单体的自由聚合

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第364页（1246字）

采用适当的方法除去聚合反应中放出的热量(可高过600kJ／kg)，就可能在较短的时间内获得较高的产量。反应通式如下：

引发剂的浓度在0．1%～1．0%之间。偶尔也加入硫醇类的链转移剂来控制相对分子质量。

有人认为，在挤出机中完成反应所需要的时间是引发剂类型和浓度的函数。为此，流变量热计可同时测量聚合反应液体所放出的热量和液体的粘度－时间关系，并能为准确地模拟和控制反应性挤出工艺提供有用的信息。例如，在指定的低转化率下，反应物在预反应器中要过到某一粘度所需要的停留时间能够根据图18－5和图18－6所示的数据进行估算。图18－5表明了生热与时间的关系，图18－6则显示了反应温度为85℃时，混有引发剂的共聚单体体系粘度相应增加。

图18－5 在流变量热计中，深有引发剂的丙烯酸共聚单体混合物聚合时的生成热－时间曲线

图18－6 在流变量热计中，有引发剂的丙烯酸共聚单体混合物聚合时的粘度随时间增加的函数

在挤出机中进行的本体自由基聚合的工艺条件可总结如下：

①用惰性气体，以防止氧的阻聚作用。

②需要的附加设备只用于：将单体与引发剂预混合；必要时，使反应提前；在压力下，供给液态混合物料。

③能够调节反应的放热量和从进口到出口的物料粘度的差异，以及能控制物料停留时间和停留时间分布机械、螺杆几何构型及控温装置。

④要求具有添加后续共聚单体的能力，以便混合物含有更多的反应性单体，同时也具有加入其它添加剂(包括链转移剂)的能力。

⑤能够除去未反应的单体。

⑥在合理的物料停留时间和挤出速率下，保持高的转化率，生产出具有足够高的相对分子质量、足够窄相对分子质量分布和低凝胶含量的产物。

综上所述，反应装置的结构如图18－7所示。在此装置中聚合物由主进入口进入反应挤出机，再经过分配式机头加入添加剂，随后在夹套式静态混合器中进一步反应后，混合物从出口被挤出。

图18－7 反应装置的结构

1－聚合物主进入口 2－添加剂加入点 3－夹套式静态混合器 4－已混合物料出口 5－分配式机头 6－制品料流主孔 7－添加剂入口