Технические методы проведения реакции поликонденсации (ПК)

ПК: 1 – в расплаве; 2 – в растворе; 3 – в эмульсии; 4 – в суспензии; 5 – межфазная.

Методы 2 – 4 уже рассмотрены при изучении реакции полимеризации. Поэтому остановимся на 2-х оставшихся.

ПК в расплаве.Если исходные вещества и полимер устойчивы при температуре плавления, то реакцию проводят в расплаве в среде инертного газа при пониженном давлении, а заканчивают в вакууме (для отвода побочных продуктов).

Межфазная ПК. Эта реакция проводится между 2-мя несмешивающимися растворами мономеров или (реже) мономерами в состоянии жидкости и газа. Полимер при этом образуется на границе раздела сред (откуда непрерывно удаляется), а побочные продукты – растворяются в одной из фаз. Поэтому межфазная ПК – необратима (а отвод побочных продуктов – не требуется) и позволяет получать линейные полимеры с высокой ММ (до 500000).

9. Часто реакцию ПК проводят в присутствии катализаторов, ускоряющих процесс и уравновешивающих реакцию.

Лекция № 14 - Производство полимерного диэлектрического материала

(на примере полиэтилена)

Рассмотрим упрощенную схему технологического цикла производства полиэтилена высокого давления (ПЭВД).

сырье инициатор ______________________

↓ ↓ ↓ ↑

→→→→→→→→→

1 2 3 4 2 5 6 7 8 9

↓

↑_________________ 

13 10

↓

полиэтилен ← ←← ← добавки

14 12 11

1 – цех этилена. Установка для производства газообразного этилена располагается вблизи с реактором для синтеза ПЭ путем реакции полимеризации в среде газообразного мономера. Этот технический метод полимеризации обеспечивает получение химически чистого полимера, пригодного для производства диэлектриков. Реакция проводится при повышенном давлении с целью увеличения выхода полимера.

Газообразный этилен, через коллектор – 2, поступает в смеситель низкого давления – 3, где смешивается с инициатором при низком давлении. (Реакция полимеризации этилена высокого давления инициируется кислородом или перекисями).

Затем, компрессор 1-го каскада – 4, сжимает смесь, после чего она через смеситель – 5 и компрессор 2-го каскада – 6поступает в реактор – 8, который отделен от компрессорных каскадов огнепреградителем – 7.

Реакция протекает при температуре (200 – 300)˚С и давлении (1,5 – 3) тысячи атмосфер. Время пребывания реакционной смеси в реакторе не более 30 сек. При этом достигается 15 %-ая степень превращения этилена. непрореагировавший этилен отделяется от полимера в отделителях высокого – 9и низкого – 10 давления, после чего, через узлы очистки возвратного этилена – 13 и коллекторы – 2 подается, соответственно, в смесители высокого – 5и низкого - 3 давления. Полученный в реакторе ПЭ смешивается с добавкамии гранулируетсяв 11, а затем, через пылеулавливатель – 12 идет на упаковку – 14. Операции 11 – 14носят название конфекционирование.

Производство ПЭВД опасно по ряду причин: наличие оборудования высокого давления, возможность взрыва и воспламенения этилена при нарушении герметичности технологической линии; наркотического и токсического действия на человека этилена и инициаторов. предельно допустимая концентрация этилена в воздухе – 50 мг/м³.