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聚合物多元醇

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1聚合物多元醇簡介

聚合物多元醇又稱白聚醚聚合物多元醇是聚合物——聚醚分散體屬有機填充聚醚多元醇,用於製備高承載或高模量軟質和半硬質聚氨酯泡沫塑料製品。部分採用或全部採用這種有機填充聚醚代替通用聚醚多元醇,可生產密度低而承載性能高的泡沫塑料,既達到硬度要求,又節省原料,所以很受廠家歡迎。
乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇俗稱「聚合物多元醇」(Polyether Polyol) 簡稱聚醚(POP)聚合物多元醇是以通用聚醚多元醇為基礎聚醚(一般以通用軟泡聚醚三醇、高活性聚醚),加丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯等乙烯基單體及引發劑,在100度左右和氮氣保護下進行自由基接枝聚合而成。目前它是模塑及塊狀軟質及半硬質聚氨酯泡沫塑料用多元醇的一類重要品種。
聚合物多元醇外觀一般為白色或淺乳黃色。聚合物多元醇是一種含有有機填料的多元醇,可取代無機填料,不僅能使聚氨酯泡沫具有較高的承載能力和良好的回彈性能,還使泡沫的泡孔結構、物理機械性能得到改進。

2原料體系

工業上常用的引發劑是偶氮二異丁腈(AIBN)和過氧化苯甲醯(BPO)。以BPO為引發劑的體系單體轉化率低,且BPO分解產物使接枝聚醚產品酸值增加、發泡時間延長和泡沫強度降低等缺點,影響了它的使用範圍。AIBN儘管存在有毒、在普通有機溶劑中溶解度降低、分解速度較慢、分解溫度高等缺點,但它具有以下優點:
1、在接枝聚合的100-125度範圍內有較為合適的半衰期;
2、引發率高,對苯乙烯和丙烯腈分別是80%和100%;
3、分解后只生成一種自由基;
4、分解過程中不產生酸,對產品的酸值無影響,分解物無難聞氣味,可得到低黏度聚合物多元醇產品;
5、單體轉化率高,收率達98%以上;6、來源廣,價格低。
在POP合成體系中,通常在基礎聚醚中加入一定量的含烯鍵的多官能度聚醚,它與乙烯基單體通過原位聚合形成接枝聚合物。這種聚醚接枝聚合物起分散劑作用,是製備穩定的POP的關鍵組分。它是一個典型的具有界面保護作用的兩親聚合物,其中憎液的乙烯基聚合物鏈段對分散的聚合物有一些特殊親和力,它可吸附及/或鍵合在POP體系中懸浮固體粒子的表面;而親液的聚醚鏈段則溶在基礎聚醚里,圍繞聚醚連續相,形成一個避免聚合物粒子之間黏附、聚集、沉降的保護屏障,起到位阻穩定作用。另外,它在一定範圍內又能控制分散劑微粒的大小,影響聚合物多元醇的黏度。在POP的合成中,一般要用適量的鏈轉移劑,其作用就是在聚合物多元醇分散體系形成期間,使高分子活性鏈發生鏈轉移,控制乙烯基聚合物的分子量,避免交聯現象的發生,提高乙烯基聚合物在基礎聚醚中的溶解性,從而可顯著的改善POP體系的分散穩定性。
常用鏈轉移劑包括:異丙醇、異丁醇等烷基醇,十二烷基硫醇,鹵代烴等。鏈轉移劑的品種及用量依據單體種類及單體混合物中單體的摩爾比而定。鏈轉移劑的用量還決定乙烯基聚合物的玻璃化溫度。
聚合物多元醇是一種混合物,含有三類聚合物:未參加反應的聚醚(基礎聚醚),乙烯基共聚物接枝改性的聚醚,呈微粒分散的乙烯基聚合物。

3生產工藝類型及流程

POP合成主要有間歇和連續兩種工藝。在間歇工藝中,一般將部分基礎聚醚與乙烯基單體、引發劑、鏈轉移劑等混合物料緩慢加到有分散劑和部分基礎聚醚混合物的開著攪拌的反應器內。
連續工藝
連續工藝是將所有的原料混勻后連續加入反應器內。由於連續工藝中存在粒子的增大和新粒子的形成及粒子在反應器內連續出料、反混,一般生產出粒徑分佈寬的穩定分散體系。連續法一般採用雙釜流程,是指在POP製造工藝中裝2台串聯的反應釜,其工藝流程為:(基礎聚醚 大分子分散劑 鏈轉移劑 AN SM AIBN )→ 配料釜→供料釜→第一反應釜→第二反應釜→閃蒸器→薄膜蒸發器→成品接收槽→包裝儲運。
1、配料工序配料工序有兩種方式:一種是單流配料,即全部物料在10℃左右混合均勻,通入反應系統;另一種是分雙流物料配製,第一股物料是AN/SM/AIBN在10℃左右混合,第二股物料是基礎聚醚多元醇、大分子分散劑、鏈轉移劑在60℃左右混合均勻。雙流物料的雙股組分同時按比例進入靜態混合器后,再進入聚合工序。   
2、反應工序第一反應釜內設攪拌、測溫、測壓、換熱裝置,溫度控制在120 ℃左右,壓力控制在0.1-0.5MP a,當換熱面積不夠時,設外循環換熱器。惰性氣體從反應釜的頂部排出,通入氣體廢氣吸收塔。物料在此停留時間為0.5-2.0h。物料自第一反應釜滴出後進入第二反應釜底部,第二反應釜的結構與第一反應釜相同,工藝條件也相同。
3、單體回收工序有閃蒸器單元和薄膜蒸發器單元。經過2個反應釜后,單體自由基聚合的轉化率一般在98%,還有2%遊離單體必須回收。閃蒸器在常壓下操作,頂部蒸發出的未反應的單體經冷凝器回收。粗POP自閃蒸器底部流出後進入薄膜蒸發器,進一步將殘存的單體蒸出。蒸發器溫度在100℃左右,真空度在-0.098MPa。蒸出的單體經冷凝器回收。2個回收裝置中未被冷凝下來的單體去廢氣洗滌塔。精製POP產品中的單體從薄膜蒸發器的底部流入產品接受罐。精製POP產品的單體含量可達0.01%以下。
4、POP出料工序POP產品接收工序設一組接受罐,因接受成品是在真空下操作的,故需交替使用。接受罐中的POP產品用泵打到儲罐。可用泵將儲罐里的POP產品裝入槽車或用自動裝桶機裝桶。                        
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