
- •Раздел 12 хтп Производство полимерных материалов
- •Тема 1 Классификация и физико-химические свойства полимеров Лекция 1 Методы синтеза полимеров
- •2 Общие сведения о полимерах, способы, классификация. Значение полимеров для народного хозяйства.
- •Тема 2 Производства полимеров
- •1 Полиэтилен: способы получения. Технологическая схема получения полиэтилена при высоком давлении, условия. Типы реакторов.
- •2 Технологическая схема получения полиэтилена при низком давлении, условия. Типы реакторов. Свойства и применение полиэтилена.
- •3 Полистирол: способы получения. Технологическая схема получения блочного полистирола, условия.
- •4 Технологическая схема получения эмульсионного полистирола, условия. Применение полистирола.
- •5 Полипропилен: свойства, способы получения, условия, применение.
- •6 Фенолальдегидные полимера: свойства, способы получения, условия, применение.
- •Тема 3 Производство синтетических каучуков и волокон
- •1 Каучуки: определение, классификация. Скс(скмс): свойства, получение.
- •2 Каучуки специального назначения: полиизобутиленовый и полихлоропреновый, их свойства, способы получения, условия. Производство синтетических волокон.
- •3 Получение синтетических волокон
- •Раздел 13 Электрохимические процессы в промышленности оос
- •1 Классификация процессов электросинтеза органических веществ
- •2 Методы получения себациновой и других кислот, адипонитрила и других органических веществ.
- •Раздел 14 Методы и принципы системных исследований при разработке хтп
- •Тема 1 Методы и принципы системных исследований
- •1 Хтс: определение, основные понятия, классификация систем.
- •2 Сущность системного подхода. Типовые задачи анализа, синтеза и управления хтс
- •Тема 2 Анализ хтс
- •1 Способы представления структуры хтс, понятие о расчете разомкнутых и замкнутых хтс.
- •2 Алгоритмы структурного анализа хтс, примеры расчета хтс модульным методом.
- •3 Обзор методов синтеза хтс, метод характеристик, синтез систем реакторов, комбинаторные методы с оценочными функциями.
- •Тема 3 Направления совершенствования и оптимизации производства органических веществ
- •Раздел 15 Моделирование хтп
- •1 Моделирование как основной метод решения задач оптимизации и проектирования хтп
- •2 Идентификация параметров установки и установление адекватности моделей
- •3. Оптимизация плазмохимического процесса получения ацетилена из метана
- •Раздел 16 Алгоритмы оценки управления хтп
- •1. Схемы реализации оптимального управления.
- •2. Оценка эффективности систем управления
4 Технологическая схема получения эмульсионного полистирола, условия. Применение полистирола.
Эмульсионный метод полимеризации стирола используется в промышленности ограниченно (в основном для производства пенополистирола). При эмульсионной полимеризации очень трудоемки стадии сушки полистирола; кроме того, образуются сточные воды, загрязненные токсичными стиролом и другими веществами.
В промышленности эмульсионный полистирол получается в основном по периодической схеме.
Технологический процесс состоит из следующих стадий: очистки стирола; приготовления растворов инициатора, эмульгатора, регулятор а и электролита для коагуляции; полимеризации стирола; коагуляции полистирола; промывки и центрифугирования полимера; сушки, просева и гранулирования полистирола; упаковки.
Перед полимеризацией из стирола удаляют ингибитор (гидрохинон). Инициаторами полимеризации являются водорасворимые пероксиды (пероксид водорода, персульфат калия или аммония). Концентрация инициатора составляет 0,25—0,5 % от массы исходного стирола. В качестве эмульгаторов применяют соли жирных кислот, сульфированные соли карбоновых ароматических кислот в количестве 1—3% от массы мономера. Чтобы поддержать необходимое поверхностное натяжение на границе раздела фаз, добавляют регуляторы — алифатические спирты в количество 0,5% от массы мономера.
В качестве дисперсионной среды используют деминерализованную умягченную воду, так как присутствие солей жесткости снижает стабильность эмульсии и загрязняет полимер, ухудшая её диэлектрические свойства. Состав исходной смеси в масс. ч. для эмульсионной полимеризации стирола следующий: стирол -100; вода 200 —300, эмульгатор — 1—3; гидроксид натрия — 0.2., инициатор -0,2.- 0,50.
Скорость эмульсионной полимеризации зависит от рН среды, поэтому для поддержания определенного рН в реакцию вводят буферные растворы.
5 Полипропилен: свойства, способы получения, условия, применение.
Полипропилен получают полимеризацией пропилена в растворе при 70—90°С и 1—3 МПа в присутствии металлорганических катализаторов:
Свойства полипропилена находятся в прямой зависимости от структуры его цепей. Наиболее ценными свойствами обладает полимер с высоким содержанием изотактического изомера. Поэтому условия полимеризации и соотношение компонентов катализаторного комплекса подбирают таким образом, чтобы в основном получился изотактический полимер (80— 95%).
По технологическому оформлению процесс производства полипропилена аналогичен процессу производства полиэтилена при низком давлении.
Полипропилен выпускают в виде порошка белого цвета. Решающее значение для свойств полимера имеет содержание изотактического изомер а, отличающегося большей степенью кристалличности, высокой прочностью, твердостью и теплостойкостью. Основные физико-химические свойства полипропилена низкого давления приведены ниже:
Полипропилен обладает хорошими диэлектрическими свойствами в широком диапазоне температур; высокой стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей, к минеральным и растительным маслам. В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре не растворяется, при повышенных температурах набухает и растворяется в бензоле, тетрахлориде углерода, эфире.
Основная область применения полипропилена — производство технических и текстильных волокон. Его используют для изготовления пленки, посуды, деталей холодильников, автомобилей, труб, электроизоляционных материалов.
Полипропилен перерабатывают прессованием, литьем под давлением, экструзией, формованием.