Производство полимеров реакциями полимеризации

ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРОВ РЕАКЦИЯМИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ [c.223]

Реакции полимеризации, применяемые в промышленности, бывают двух типов — ступенчатые и цепные 1) ступенчатая полимеризация, когда соединение молекул сопровождается перемещением атомов водорода и образующиеся промежуточные продукты характеризуются значительной продолжительностью жизни 2) цепная полимеризация, когда сначала происходит активирование какой-либо одной молекулы, вызывающей полимеризацию большого числа других молекул, с которыми она сталкивается. В этом случае промежуточные продукты нестабильны. При ступенчатой полимеризации главными продуктами являются полимеры с низкой молекулярной массой. В отличие от ступенчатой полимеризации цепная полимеризация не задерживается на какой-либо промежуточной стадии и конечный продукт представляет собой высокомолекулярное соединение. Цепная полимеризация — один из важнейших методов производства синтетических смол — состоит из стадий возбуждение процесса, рост цепи и обрыв цепи (см. ч. I, гл, V). Общую реакцию можно представить следующим образом [c.191]

При полимеризации в р а с т в о р а х подбирают такой растворитель, в котором растворим мономер и образующийся полимер или растворим только мономер, и тогда полимер при его получении выпадает в осадок. В первом случае раствором служит готовый лак, и этот метод часто применяется в лакокрасочной промышленности. Во втором случае осадок полимера в виде мелкодисперсных частиц отделяется фильтрацией, промывается и высушивается. При полимеризации в растворителях как мономер, так и катализатор, инициатор и другие добавки растворяют в подобранной жидкости и нагревают раствор обычно в многосекционном реакторе с мешалкой при энергичном перемешивании. Отвод теплоты реакции и регулирование температуры осуществляются при помощи змеевика или водяной рубашки, что намного улучшает тепловой режим процесса по сравнению с блочным методом. При этом методе получаются более однородные полимеры, но обычно меньшей молекулярной массы, чем в других методах, так как цепи под действием молекул растворителя быстро обрываются. Метод используется, например, для производства полимеров винилацетилена в метиловом спирте. [c.196]

Для производства полимеров большое значение имеет чистота мономеров. Примеси в них могут ингибировать реакцию синтеза, оборвать рост макромолекул при полимеризации, нарушить соотношение исходных веществ при поликонденсации и привести к получению полимеров с малой молярной массой и низкими эксплуатационными свойствами. Поэтому к продуктам органического синтеза, используемым в качестве мономеров, предъявляются высокие требования по чистоте и содержанию примесей. [c.320]

Размер шариков дисперсной фазы в эмульсиях колеблется в широких пределах от таких, которые можно рассмотреть даже невооруженным глазом, до шариков коллоидной степени дисперсности. Размер шариков дисперсной фазы в эмульсиях в большей части составляет 0,1—10,0 мкм. Поэтому их можно наблюдать в поле обычного оптического микроскопа. Эмульсии весьма распространены в природе и технике. К ним относятся, например, молоко, яичный желток, нефть, в которой всегда содержатся в диспергированном виде вода, млечный сок растений — каучуконосов, охлаждающие эмульсии, которые используются при холодной обработке металлов. В производстве полимеров используется эмульсионный метод полимеризации. Если процесс полимеризации может происходить только при контакте мономера с катализатором, который растворяется в другой жидкости, то создают соответствующую эмульсию. При этом существенно увеличивается поверхность соприкосновения мономера с жидкостью, содержащей катализатор, и во столько же раз увеличивается скорость реакции полимеризации. [c.448]

Как видно из рис. 1.2, регулирование кинетических закономерностей реакции радикальной полимеризации можно осуществлять в основном двумя путями. Во-первых, изменять время до начала полимеризации, т. е. величину индукционного периода, длительность которого измеряется длиной участка ингибирования по оси абсцисс. Поскольку для начала процесса полимеризации необходимо создать некоторую критическую концентрацию свободных радикалов инициатора (на участке ингибирования, т. е. в индукционном периоде, она ниже) можно вводить вещества, реагирующие с начальными радикалами и приводящие к их гибели, и таким образом увеличивать длину индукционного периода. Это часто необходимо делать в технологии производства полимеров для предотвращения преждевременной полимеризации в неконтролируемых условиях. [c.28]

Для проведения реакции полимеризации эти мономеры не выделяют из бутан-бутиленовой фракции и не очищают. Вспомним, что в производстве полиэтилена или полиизобутилена на основе нефтяных газов требуется выделять чистые индивидуальные продукты, что значительно удорожает стоимость полимеров. [c.112]

Полимерные материалы получают главным образом в результате реакций полимеризации, сополимеризации и поликонденсации. Ассортимент высокомолекулярных соединений, а также варианты технологического оформления их получения и каталитические системы, используемые при этом, чрезвычайно разнообразны. Один из наиболее распространенных полимеров — полиэтилен, производство которого непрерывно возрастает и совершенствуется. Повышенный интерес к полиэтилену вызван такими его качествами, как высокая химическая и радиационная стойкость, хорошие диэлектрические свойства, низкая газо- и влагопроницаемость, легкость и безвредность. Из трех известных (основных) промышленных методов получения полиэтилена — полимеризацией этилена при высоком, среднем и низком давлении — в СССР получили распространение первый и последний способы. [c.138]

Винильная полимеризация. Среди радикальных реакций винильная полимеризация привлекает наибольшее внимание благодаря ее промышленному использованию при производстве полимеров. Она протекает в три стадии [c.293]

Научные основы протекания весьма быстрой реакции полимеризации, изложенные в гл. 3, явились базой создания принципиально новой технологии производства полимеров изобутилена в потоке. Основополагающим является реализация или максимально возможное приближение к основному требованию время реакции должно быть выше времени смешения [c.303]

Полимеризация этилена осуществляется в реакторе емкостного типа при давлении 0,2-0,5 МПа и температуре 60-80 °С. Концентрация катализатора в бензине примерно 1 кг/м , степень конверсии этилена достигает 98%, а содержание полимера в суспензии на выходе из реактора около 100 кг/м . Отвод выделяющегося тепла реакции полимеризации (3600 кДж/кг) затруднен по сравнению с производством полипропилена, а поэтому осуществляется за счет частичного испарения растворителя, который после конденсации и охлаждения вновь возвращается в реактор. Реакторы изготавливаются из нержавеющей стали или углеродистой стали с защитным (лаковым) покрытием. Схема реакторного узла с теплосъемом показана на рис. 5.18. [c.411]

Реакции цепней полимеризации характерны для ненасыщенных или циклических веществ. К числу ненасыщенных соединений, особенно широко применяемых в производстве полимеров, относятся этилен и ряд винильных соединений, а также производные акриловой кислоты и бутадиена [c.395]

Синтез таких полимеров осуществляют с помощью реакций полимеризации или поликонденсации. Выбор типа реакции зависит от строения и свойств исходных низкомолекулярных веществ — мономеров. Методом полимеризации получают главным образом полимеры, используемые в производстве карбо-цепных волокон, в основной цепи которых содержатся только атомы углерода. Реакции поликонденсации и полимеризации циклов широко применяют при синтезе полимеров для гетеро-цепных волокон. Макромолекулы этих полимеров содержат в основной цепи помимо атомов углерода и другие элементы, например атомы кислорода и азота. [c.26]

Один из наиболее важных классов реакций полимеризации— это свободно-радикальная полимеризация виниловых соединений под виниловыми соединениями в данном случае понимают низкомолекулярные соединения, содержащие этиленовую связь, В этой книге делается попытка дать теоретические и экспериментальные основы, на которых базируются наши знания о кинетике и механизме таких реакций. Этот аспект химии полимеров, хотя на первый взгляд и кажется несколько ограниченным, в действительности имеет общее значение как для теории, так и для практики. Так, кинетика свободно-радикальной полимеризации виниловых соединений изучена более подробно, чем кинетика любой другой реакции, и в то же время можно с уверенностью сказать, что эта реакция будет использоваться в промышленности пластических масс и синтетического каучука в непрерывно возрастающих масштабах. Многотоннажное производство синтетических волокон из виниловых полимеров, полученных по свободно-радикальному механизму, начало развиваться сравнительно недавно, однако можно ожидать, что [c.7]

Реакцию полимеризации можно иллюстрировать каталитическим процессом Ипатьева с применением так называемой твердой фосфорной кислоты. Этот процесс широко используется для производства высокооктанового полимер бензина и изооктана. [c.687]

Процессы полимеризации приобрели чрезвычайно широкий размах. Для производства углеводородных полимеров в качестве исходных мономеров выбираются, как правило, олефины Сг—С5. В случае простой реакции полимеризации [c.322]

Семеновым ° была предложена гипотеза, согласно которой при полимеризации в твердой фазе молекулы мономера расположены в благоприятной для реакции полимеризации относительной ориентации. В кристалле имеется как бы заготовка для производства макромолекул, чего нет в гомогенной жидкости и что обеспечивает протекание быстрой полимеризации твердого мономера под действием облучения. При этом предполагается механизм, основанный на коллективном взаимодействии, происходящем в кристаллах с аккумуляцией энергии, выделенной на каждом этапе роста. В результате такого коллективного взаимодействия происходит одновременный акт перехода некоторого количества молекул кристаллического мономера в полимер. [c.88]

Синтез полимеров на основе низкомолекулярных соединений осуществляется посредством реакций полимеризации и поликонденсации. Широко применяется также метод производства полимеров посредством полимераналогичных превращений синтетических или природных высокомолекулярных соединений. [c.25]

При полимеризации в растворителях как мономер, так и катализатор, инициатор и другие добавки растворяют в подобранной жидкости и нагревают раствор в реакторе с мешалкой при энергичном перемешивании. Отвод тепла реакции и регулирование температуры осуш,ествляется при помош,и змеевика или водяной рубашки, что намного улучшает тепловой режим процесса по сравнению с блочным методом. В этом случае получаются более однородные полимеры, но обычно меньшего молекулярного веса, чем в других методах, так как цепи под действием молекул растворителя быстро обрываются. Метод используется, например, для производства полимеров винилацетилена в метиловом спирте. [c.542]

Процесс полимеризации идет в две стадии в верхней части реактора происходит смешение компонентов — ВХ с эмульсионной водой и инициатором — и начинается реакция полимеризации в нижней части реактора процесс протекает до более глубоких степеней превращения (без перемешивания). Непрерывный процесс полимеризации длится от 10 сут до 1 мес, после чего реактор очищают от корок полимера. В существующих производствах, отечественных и зарубежных, реакторы-полимеризаторы выполнены из сталей типа 18-10. [c.58]

Как известно, подобные реакции соединения одинаковых молекул в одну более сложную называют реакциями полимеризации, а их продукты — полимерами. Полистирол представляет собою смолообразное вещество, используемое в производстве пластмасс. [c.259]

Очень большое распространение в современном производстве нашла реакция полимеризации, которая в настоящее время является основной в химической технологии олефннов. Сущность ее состоит в том, что при присоединении одинаковых простых молекул (мономеров) получается новое сложное вещество — полимер. Присоединение молекул происходит по месту разрыва двойных связей в молекуле мономера. Так, например, при нагревании в присутствии катализатора в молекуле этилена разрывается двойная связь, образуется одинарная связь и свободные валентности, к которым присоединяются такие же частицы других молекул [c.91]

Цель и задачи опыта. Знакомство с методом получения полупродукта в производстве кремнийорганических каучуков типа СКТ. Синтез и выделение октаметилциклотетрасилоксана, пригодного для дальнейшего получения полимера реакцией полимеризации. [c.279]

Важность проблемы для производства синтетических каучуков обуславливается тем, что в результате реакции полимеризации выделяется большое количество ташоты, и кроме того при использовании аппаратов с рубашкой теплоотвод из реакционного объема затрудняется низким коэффициентом теплоотдачи от реакционной смеси к стенке, высокой вязкостью раствора, налипанием полимера на стенки оборудования. В силу этих же [c.82]

Свободнр-р.адикальный мет.ащ1зм Реализуется во многих реакциях полимеризации, которые осуществляются в химической промышленности при производстве полимеров. В качестве примера рассмотрим получение полимера-полистирола, которое происходит по свободно-радикальному механизму. [c.233]

В формировании природных полимеров принимают участие соответствуюш,ие ферменты и катализаторы, которые обеспечивают направленное протекание реакций. В начальный период развития химии синтетических полимеров, когда еще не были най-дены совершенные катализаторы синтеза, получали полимеры с нерегулярной структурой, малой молекулярной массой и вследствие этого с низкими физико-механическими показателями. По мере развития этой отрасли химической науки и производства были разработаны способы получения пространственно и химически регулярных полимеров (стереоспецифическая полимеризация) из промышленнодоступных мономеров (этилен, пропилен, стирол и др.), что привело к громадному росту производства различных полимеров. Большинство этих полимеров в природе не существует, [c.13]

Применение для инициирования реакций свободнорадикальной полимеризации окислительно-восстановительных систем широко распространено в промышленности производства полимеров. Прежде всего это связано с существенным снижением энергии активации распада инициаторов на свободные радикалы и уменьшением таким образом энергетических затрат в производственных условиях. Так, в присутствии окислительно-восстановительных систем энергия активации стадии инициирования полимеризации снижается от 146 до 50—84 кДж/моль. [c.22]

Широкое применение в качестве инициатора полимеризации в промышленном производстве полимеров получил каталитический комплекс трихлорида титана с триэтилалюминнем, на примере которого мы и рассмотрим механизм реакций полимеризации виниловых и диеновых мономеров. В среде инертных углеводородов в качестве растворителей мономера и в отсутствие кислорода указанные соединения образуют четырехчленный комплекс следующего строения [c.48]

В процессе полимеризации, как уже говорилось, образуются макромолекулы разной молекулярной массы. Широкий разброс значений молекулярной массы обычно приводит к ухудшению механических свойств полимеров Поэтому при получении полимеров стремятся регулировать их молекулярную массу. Для этого используют, в частности, реакцию передачи цепи, которая заключается в том, что вводимое в систему вещество — регулятор — обрывает растущую цепь, но при этом само становится свободным радикалом и начинает новую кинетическую цепь реакции полимеризации. Таким образом, реакция передачи цепи приводит к продолжению кинетической цепи и прекращению (ограничеиню) роста материальной цеги (макромолекулы). Передача цепи может проис.ходить не только с помои1ью регуляторов, но и через молекулы растворителя, примеси и т. д. В качестве регуляторов применяют хлорированные углеводороды, меркаптаны и др Особенно широко регуляторы используются в производстве синтетических каучуков. [c.117]

При Производстве полимеров путем соответствующих реакций (см. ниже) лишь в исключительных случаях получают индивидуальные вещества, в которых макромолекулы имеют один и тот же суммарный состав, одинаковую относительную молекулярную массу и ту же самую частоту повторения структурных единиц. Если макромолекулы различаются только степенью полимеризации, то образуются полимергомоло-гичные ряды. Основополагающие работы, давшие сведения о полимерах, как смесях полимергомологов, были выполнены Штаудингером (1920 г.). Полимеры поэтому характеризуют средней относительной молекулярной массой Мотн(п), средней степенью полимеризации Я, а также распределением по молекулярным массам. [c.711]

Сложные эфиры ненасыщенных кислот и спиртов, например метилметакрилат, алкилакрилаты, используют как мономеры в реакциях полимеризации с образованием ценных полимеров. Поли-этилентерефталат, применяемый в производстве синтетического волокна (терилен (Англия), лавсан (Россия), дакрон (США), астер (Франция)), получают исходя из диметилового эфира терефталевой кислоты. [c.471]

Как уже отмечалось ранее, в настоящей главе затрагиваются вопросы, касающиеся полимеризации этилена, пропилена, бутилена и в некоторой мере амилена в углеводороды Сз — С а- Полимеризация газообразных олефииовых углеводородов в полимеры высокого молекулярного веса приобрела в настоящее время огромную важность особенно в производстве каучука и пластических масс. Однако эти вопросы выходят за пределы настоящего обзора, в котором критически рассматривается термодинамическая сторона процесса полимеризации, обсуждаются различные взгляды на механизм реакции и пути промышленного производства полимеров низкого молекулярного веса. В последующих [c.324]

Уже этого краткого рассмотрения основных характеристик полимеров достаточно для того, чтобы понять, что генезис, т. е. способ получения макромолекул из низкомолекулярных молекул мономеров, влияет практически на все основные свойства полимера. В природе полимеры (за исключением некоторых смол) образуются, как правило, с высокой степенью химической и пространственной регулярности, с правильным чередованием звеньев в структуре полимера. Это, например, молекулы целлюлозы, натурального каучука ( цыс-1,4-полиизопрен), белков и нуклеиновых кислот. В формировании природных полимеров принимают участие соответствующие ферменты и катализаторы, которые обеспечивают направленное протекание реакций. В начальный период развития химии синтетических полимеров, когда еще не были найдены совершенные катализаторы синтеза, получались полимеры с нерегулярной структурой, малой молекулярной массой и вследствие -этого с низкими физико-механическими показателями. По мере развития этой отрасли химической науки и производства (особенно с 50-х гг.) были разработаны способы получения пространственно и химически регулярных полимеров (стереоспецифическая полимеризация) из промышленнодоступных мономеров (этилен, пропилен, стирол и др.), что привело к громадному росту производства различных полимеров. Большинство из этих полимеров в природе не создаются. Получение полимеров осуществляется в результате реакций полимеризации или поликонденсации. [c.11]

Каталитическая полимеризация алкенов протекает при 160— 250 °С и 25—80 ат. Катализатором служит серная или фосфорная кислота, нанесенная на кизельгур или какой-либо другой адсорбент. Реакция полимеризации экзотермична. При ступенчатой полимеризации получают полимеры, которые после гидрирования используют в качестве высокооктанового компонента бензина. Алкилированием бензола тетрамером пропилена получают додецилбензол—сырье для производства моющего средства—сульфо-нола (натровая соль сульфододецилбензола). Полимеризацией изобутилена получают полиизобутилен, применяемый в качестве вяз- [c.14]

Производство синтетического каучука — одна из крупнейших проблем химии, которую удалось решить с помощью катализаторов. Осо бенно острой эта проблема была для молодой Советской республики. В апреле 1926 г. Научно-технический сошет ВСНХ объявил конкурс на лучший способ получения синтетического каучука, по низкой стоимости и свойствам не уступающего естественному. Еще в 1909 г. выдающийся химик С. В. Лебедев продемонстрировал на заседании Русского физико-химического общества образцы каучуконодобного нолибутадиена и других полимеров. Исследуя реакции полимеризации углеводородов, он пришел к выводу, что углеводороды, содержащие сопряженную систему двойных связей, способны образовывать каучукоподобные продукты. К таким углеводородам относятся, например, бутадиен СНг == СН — СН = СНг и изонрен СН = С (СНз) — СН = СНг. Закономерности процесса полимеризации, открытые Лебедевым, послужили основой для разработки промышленного синтеза каучука. При освоении синтеза большое значение имел выбор мономера, который мог бы быть получен из доступного и дешевого сырья. И. И. Остромысленский установил, что этиловый спирт в присутствии катализатора разлагается на уксусный альдегид и водород [c.109]

В послевоенное время исследования в области химии и технологии полимеров значительно расширились, в результате чего были синтезированы многочисленные новые типы высокомолекулярных соединений и разработаны новые методы полимеризации. Наиболее выдающимися по свому значению из работ этого периода, вероятно, являются работы Циглера, открывшего специальные катализаторы для полимеризации этилена При низком давлении, и Натта, разработавшего каталитические системы для стереоспецифической полимеризации а-олефинов.. К настоящему времени химики стали глубже понимать механизмы реакций полимеризации, а знание взаимосвязи между структурой и свойствами полимеров позволяет им получать материалы с заранее заданными свойствами. Грандиозные успехи, достигнутые в производстве полимеров, иллюстрируются данными табл. 8.1. [c.231]

НИЮ белого твердого вещества, которое оказалось полиэтиленом. Этот продукт представлял собой то, что сейчас называют полиэтиленом низкой плотности (высокого давления). Неболь-щие значения плотности и температуры плавления полиэтилена низкой плотности по сравнению с полиметиленом объясняются разветвленностью его цепи. Во время второй мировой войны объем производства полиэтилена высокого давления увеличился и к 1945 г. достиг 15 тыс. т/год. Усовершенствование технологии получения и переработки полиэтилена в послевоенные годы привело к очень быстрому росту производства полимера низкой плотности. Однако наиболее важным достижением этого периода явилось открытие Циглером в 1953 г. полиэтилена высокой плотности. Циглер установил, что соединение, образующееся при взаимодействии четыреххлористого титана с алюминийалкилами, способно вызывать полимеризацию этилена при умеренных температурах и атмосферном давлении. Благодаря своей более линейной структуре полученный полимер имел более высокую степень кристалличности, чем полиэтилен низкой плотности, что обусловливало его повышенные температуру плавления и механическую прочность. Приблизительно в одно время с открытием Циглера фирма Phillips Petroleum Со. разработала процесс получения полиэтилена высокой плотности при среднем давлении [4 МН/м (40 атм)] катализатором реакции служил СгОз па алюмосиликатном носителе, Полученный этим методом продукт обычно даже более линеен, чем полиэтилен, синтезированный по методу Циглера. [c.251]

Реакция полимеризации обратима, что вполне понятно, если учесть полуацетальный характер концевых групп. Для получения полимера с приемлемыми механическими свойствами необходимо, чтобы он имел молекулярный вес выше 30 000. Однако вследствие своей термической нестабильности полиоксиметилен деполимеризуется при температуре плавления, что делает не возможным его формование из расплава. Селективная этерифи-кация концевых гидроксильных групп с образованием простых или сложных эфиров позволяет повысить термостойкость полимера. Эти реакции блокирования концевых групп играют важную роль в технологии производства полиацеталей. Можно также подвергать формальдегид сополимеризации, например, со стиролом или бутадиеном. В результате этого нарушается правильное чередование атомов углерода и кислорода в полимерной цепи и повышается термостойкость, поскольку возникает препятствие ступенчатому отщеплению формальдегидных звеньев. Сополимеры формальдегида пока еще не приобрели промышленного значения, однако триоксановые сополимеры, в которых используется тот же принцип блокирования концевых групп, уже выпускаются в промышленном масштабе. [c.263]

Количественное изучение многих процессов виниловой полимеризации и накопленный опыт по промышленному производству полимеров привели также к выяснению роли процессов, прекращающих рост отдельной полимерной цепи, т. е. реакций передачи и обрыва цепи. Обнаружено, что некоторые вещества, реагирующие со свободными радикалами или ионами, способны прекращать рост данной макромолекулы, либо давая начало росту другой цепи на самих этих веществах, либо совсем уничтожая возможность дальнейшей реакции роста. Добавление таких веществ в ноли-мери,эационную систему позволило осуществлять определенный контроль за средней длиной цепей, а следовательно, и за молекулярным весом и концевыми группами в полимере. [c.11]

Поскольку полиэфиры получают в присутствии основного катализатора, в них всегда остается некоторое количество щелочи. Это обстоятельство стало помехой, когда полиэфиры начали использовать в производстве полиуретанов . Дело в том, что щелочи, в частности гидроокись натрия, являются сильными катализаторами реакций полимеризации изоцианатов и образования аллофанатов и биуретов. Эти реакции ускоряются даже такими основными солями, как вторичный фосфат натрия . При производстве простых полиэфиров уретанового сорта удаления следов щелочного катализатора достигают путем нейтрализации полимера до очень слабокислой реакции. Кислота в таких количествах не оказывает существенного влияния на реакции изоцианатов. [c.52]

Советская промышленность пластмасс освоила производство полимеров, получаемых принципиально новым методом полимеризацией путем бифункциональной рекомбинации при умеренных температурах, исключая, таким образом, протекание побочных реакций. По этому способу были сополимеризованы изопропилферроцен и дифенилдиизопропилсиликат образующиеся продукты имеют высокую температуру плавления и могут быть использованы для литья, формования и вытягивания нитей [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология