郑安呐:反应挤出聚合的优势及其对分子结构的

2017-10-27 04:11:20 6
重庆君正转发:  2015年9月1日,由“同时具备上游聚合、下游改性技术平台”的佳易容®主办的2015聚合物相容化技术国际高峰论坛在上海虹桥元一希尔顿酒店顺利闭幕。

  举办此次会议的主要宗旨是促进相容剂领域的技术交流,增强下游改性行业对这一领域的了解和认识,从而推动整个产业链的技术创新。

  会上,华东理工大学博士生导师郑安呐教授以 “反馈挤出聚合的劣势及其对分子构造的控制”为主题发表了演讲。

  以下内容依据会议现场速记整理,未经本人审阅,仅供参考。

水袋气囊

  华东理工大学博士生导师郑安呐教授

  反馈挤出聚合的劣势及其对分子构造的控制报告共四部分。

  反馈挤出聚合。聚合就是化学反馈,化学反馈是什么?比如烧瓶,大的工业装置。聚合物的化学反馈,悬浮聚合、乳液聚合,聚合物的过程是不是都是通过反馈发作的呢?实际上并不是。

  由于聚合速度非常快,放热量极大。单体的黏度近于水,而聚合物的熔体却极高,所以反馈没有完全完成。比如国家SBS年产量约20万吨。但按照如今的产量每年需要溶剂80万吨,20万产品,80万溶剂,相当于370多万立方米天然气或者3730万度电所产生的能量,能耗和污染宏大。假如通过本体聚合,就能抑制这一重要缺陷,也是较顺应节能环保的开展趋势。

重庆橡胶厂重庆橡胶,充气橡胶制品厂,重庆橡胶制品有限公司

  阴离子控制汇报,高性能氟硅聚合无反馈挤出开环聚合。

  优先,需要具有较高的聚合速度,这是能否采纳反馈挤出聚合技术较重要的前提之一。

  第二,满足热传导条件,由于聚合反馈仅在数分钟内完成,对热传导的要求变得非常苛刻。

  第三,聚合转化率不能过低。依据这样的反馈条件,反馈挤出较合适的方法是用较难聚合的方法阴离子聚合。

  聚合装置看上去非常简略,做起来比较难。相当于一个黑匣子,内部怎么运行,没有方法晓得。单体进去之后得到聚合物的剖析,在独特的地位看到聚合物转化率的变迁,是翻开黑匣子的优先步。是苯乙烯很短工夫内转化率能抵达100%,发热量非常大。但丁二烯转化很慢。假如在同样的情况下,这就意味着,优先段聚合的是丁二烯,等丁二烯完全耗完后再完成苯乙烯。

重庆君正新型复合材料有限公司原为重庆君正橡胶制品有限公司。是重庆比较著名的橡胶制品厂。

  这样一个嵌段形态是什么呢?这是波士顿做出来,从挤出纵向来看,就像女士的长发波浪,以前得到都是球形的,把样品加热回缩,加热以后所有长发波浪都蜷缩为球。这样一个球,分子量是多大呢?从这个经历公式得到,半径为1纳米的球状微区所对应的丁二烯嵌段分子量仅为760左右,该光聚物的分子量为1.7×10的五次方,这是许多嵌段构成的。首先想到的都是短片嵌段,但是这个长嵌段花了一年工夫钻研,为什么得到这样的构造呢?在钻研上就需要有一个想象,这个想象是什么呢?是一个根本实践开端,优先个行为是挥发,所以优先个行为不是聚合,而是挥发到螺杆空隙里面,所以苯乙烯在聚合,苯乙烯聚合以后就会产生黏度,丁二烯的气泡从新起来造成一个一个嵌段。这个是螺杆的优先段,这个时候已经有大量的气泡,接下去已经再也看不到气泡了,什么意思呢?就是优先个挥发的过程已经完成,这个只是实验现象,怎样证明他是这样的构造呢?把这样的分子链分生长短不同的,可以通过GPC剖析他的散布,但这样的实践必须要经过验证。首先在没有降解以前,集中区域很洁净,酸碱的确是降解了。降解之后呈现了很强的羧基,这个反馈完全合乎预期。但是苯乙烯会不会降解呢?用商业化的苯乙烯作为反馈,剖析之后一点都没有变,也就是说苯乙烯在这个过程中绝对不会扭转。降解以后,分成两个部分,一个分子量比较大的部分和一个分子量比较小的部分。这两个在料想中间就是这样一个长嵌段,后面是短嵌段,这样把阴离子聚合在螺杆过程中间造成的机理,就得到了这样一个结果。

  那么怎么控制分子构造?通过机器调整,用较简略的调理,假如嵌段优先段苯乙烯比较长,第二段是比较短的嵌段,假如单键交互一定是把嵌段缩短,可以看到优先段的嵌段是在不时地减低,也就是说优先段不必那么长就到了第二段,这个是很重要的方法,可以从GPC线段上看到,加了优先嵌段不时减少,第二段不时增加。聚合物的分子量是11万,这两项需要得到的聚合是什么,不加的时候有一个很重要的缺幅,随着幅度的增加,缺幅越来越低,就变成一个比较韧性的材料,这里就可以看到优先个条件。

  第二个螺杆的转速,螺杆的转速快是两种单体交互时机多,这样第二个嵌段会变得更短,优先个分子量水多,螺杆转速增加不时降低,互相交替的部分会不时进步,就可以得到有效的控制聚合物,这个聚合物可以分明看到,随着螺杆转速的增加,相容的程度越来越大,不同分子量都体现这样的情况。

  下一个就是转速扭转,还有温度控制,这个是进料量,进料量大的时候会使优先段产生的嵌段比较差,后面的嵌段会比较短,结果后面的嵌段所显示的性能比较低,由于第二嵌段会减少,所以他更向高分子偏移,所以会互相地凑近。从力学性能可能看到,随着进料量不同,断链延伸越来越大。较后一个是温度控制,温度取了低中高三个,由于温度的进步,所以两项互相的非常的频繁,温度高的比较细腻,球比较小,可以看到中间的差别。刚刚看到是一个长嵌段和一个短嵌段,两个硬的中间有软的,再加一个硬的,力学性能上面有扭转。这个往反馈挤出来讲非常方便。优先个是引进去,第二段再加一段优先个单体,这样就可以造成想象的三个嵌段。力学性能来看,两个分子一模一样,丁二烯的含量一模一样,但是这两个力学性能有非常大的区别。

  从力学性能可以看到三个嵌段比两个嵌段:优先缺失强度更高,随着硬度的增加,硬力不时进步,也就是说它是强韧的塑料,由脆的塑料变成强硬的强韧的塑料。

  下面对整体的聚合物给出宏观的判断,这个图是丁二烯含量的增加,但是这个是叫做有缺口冲击角度,随着丁二烯的简略橡胶不时增加,增加丁二烯的含量除了橡胶本身增加以外,还有球的增加,所以球的增加会不会对他的冲击性有明显的影响,停止剖析后,10个纳米集中更凶猛,到5个纳米简直是白热化。优先个橡胶一定要吸收外界的冲击能量,而后可以吸收能量,过小以后界面的等硬力非常集中,很容易不能承受构造,招致冲击构造下降。假如球太大以后,可以看到在橡胶球的中间还是比较密集,这个是嵌段球对整体冲击强度是有所帮忙。

  第二橡胶球的大小,一个聚合的分子量数据的分子量是6.4万-15万,分子量在增加,6.4万的时候有6.8万,到15万就到75.4万,这个翻了12倍。关于橡胶球一下进步了12倍,分子量在不时扭转的时候,就发现优先嵌段的分子量在明显增加的。质态有什么扭转?看这幅图6万多的球大小不一,而且非常凌乱。而后分子量到11万的时候,他已经非常平均了,到15万的时候球不只非常平均,而且是非常的大。这个质量态是不可能分子量在决定质态,只要质态造成较大分子量,这个跟相态有很大的关系,所以优先个分子量越大包裹的球越大,就可以得到非常好的相态图。

  而后是橡胶的总体含量,可以看到一般低于15%以下的橡胶球,橡胶的憧憬含量进步并不明显,一旦超越15%以后,强度就会进步得很大,延伸性也会下降,不同的橡胶材料看,15%的时候是非常润滑的,假如是17%的时候断面已经造成了比较粗糙的情况,再增加到20%的时候,冲击层面有很多拉断的丝。

  再下面给大家看一下不常见的剪切带,弯了一圈之后,不像塑料外表发白,再反过来的时候,外表上面呈现了剪切带,密度不会变低,所以它可以左弯右弯。总体分子量有11万,在2%拉伸以前体积没有扭转,增加到3%的时候还不会产生纹,假如到25%之后简直不会产生纹,无论怎么弯都不会断。

  但是反馈挤出也有前提,并不是说所有的聚合都可以通过反馈挤出,有几个前提:

  跟工程塑料有点相对,但是橡胶也是非常重要的一部分。氟硅橡胶从硅橡胶开端,由于键能比较大,韧性比较好,旋转比较方便。而且分子运动很规范,因此压缩变形也比较低,加工非常方便,但是有一个很重要的缺陷,就是不耐油。所以氟硅橡胶就是把一部分的甲基换成三负丙基,就变得非常耐用,把所有橡胶归纳成这样一张图。纵向方向是使用温度,横向方向是耐油性,可以简略把高温150度和低温负150度化一个线,从温度思考两种,一种是硅橡胶,一种是氟硅橡胶,氟硅橡胶把温度一调只要硅橡胶和橡胶是在这个范围内。因为硅橡胶不耐油,所以氟硅橡胶非常耐油,早期用在军用飞机、导弹,民用比较多是汽车的涡轮增压。一个汽车使用的氟硅橡胶0.25KG,1800万辆则需用4500吨,毛利达20万人民币。还有大量油田上面的使用橡胶耐油密封圈,可以看到氟硅橡胶是非常重要的。1944年实行的O1规范,从2015年要实行O6的规范,O6规范只是O1规范排放的10%,要想抵达这个规范就是涡轮增压,就是用小排量动员机发出大的功率。简略的涡轮增压,废气从这里直接排进来废气要带动一个涡轮,涡轮的驱动把冷冻芯片压进来,而且过去一部分废气,通过热替换把温度降低进去,功率进步40%,可以看到这个涡轮增压要耐热、耐寒、耐油,从这个可以看到涡轮增压是将来非常重要的区域,这个是全世界对涡轮增压管过去数据的累计和简略的预测。黄颜色是柴油机,有一台就要用一台的涡轮增压,但是汽油机是非常明显的。以2014年来看,他的涡轮增压要2800万根,按照这样的材料计算,他的毛利到56亿的数量。

  除此之外,还有大飞机,420个联轴器,840个密封圈,在航空煤油中700万次弯曲加300万次压力脉冲,无任何毁坏和泄露,所以氟硅橡胶是非常重要的角色。还有军用导弹较高工作温度为250度,又在负45度具有良好的低温密封性,所以这些都是用氟硅橡胶。

  这是氟硅橡胶整体的链,优先个氟硅的单体,全世界的氟硅单体全副不都中国消费的,但是氟硅橡胶都是用的进口,主要是国外的道康宁、迈图、信越,他把中国的氟硅单体聚合拿给去变成生胶,而后变成氟硅混炼胶。国内也有新元、环新、冠恒,但是国内有一个很大的问题,做不出高质量可以代替的材料。为什么氟硅橡胶不行呢?实际上一旦聚合成为聚合物的话,立刻会倒过来,马上分子链断开,造成低的环状分子链,就是一个小的分子链,这样一个聚合物聚合过程存在这样的问题。这个是聚合的工夫,这个是分子量,这个是转化率,聚合的转化率和分子量都在进步,但是到一定工夫之后就马高下降,包括分子量,转换率都会下降。国内主要采纳的是反馈釜,单体黏度一样,但是抵达一定黏度之后,这个对反馈挤出劣势在哪里?这个是化学均衡,这个是单体变成聚合物,也就是说让这个反馈不时往这边走,较好的方法是不时增加单体的浓度,那么这个反馈就会往这边偏移,这个反馈起来就非常容易,这个单体有一点聚合马上加单体,到较后把没有聚合的单体脱出来得到这样的聚合物,进去是水一样的单体,出来以后就变成橡胶棒。分子量到120万,这个在一般很少看到,这个实物非常晶莹剔透。接下来做高抗撕氟硅橡胶,一拉就会从短中央断掉,一时就会失去抗撕的强度,所以有的中央密集,有的中央疏通,那怎么做呢?用单体进去,较后补加一段单体,果然就做出来了。

  实际上氟硅橡胶非常的高,所以整体涡轮增压不会都用氟硅橡胶,只要里面圈,所以氟硅橡胶耐高、低问,高强度,耐弯曲疲劳性,耐油性,与硅胶粘接,他们是本自同根生,但是老死不相往来。这个对反馈挤出非常有利,比如说做氟硅橡,在较后一端让他长一段硅橡胶,他会渗入到硅橡胶里面去,对较后一段长一段硅橡胶,这个中央就非常的有利。这个是检测报告我们可以到3.3,道康宁是0.7,信越是1.5。

  所以飞机需要耐寒,怎么处置耐寒的问题呢?飞机要零下60度以下,从这个上面可以看到氟硅橡胶有一个转变,所以耐零下60度以上,低于零下60度不行,假如让他无规共聚,两个一对一可以到零下96度,很可以产生无规共聚,可以很轻松抵达零下75度。

  较后简略进步一下自由基反馈挤出聚合,聚合都是用的自由基,自由基聚合太简略了,但是用反馈挤出不容易。反馈挤出优先个前提就是速度比较快,比如说有机玻璃用的量比较大,比如说飞机、眼镜、LED,有机玻璃目前只要应用这些挤出。这个用量可以看到我们国家每年进口的量都比较大,工业化的消费假如也用大学生做有机玻璃实验方法来消费,那是不行的,但是工业化这样来做就是大量单体残留,所以性能非常差。自由基聚合是较容易的,反馈挤出是较难的,因为自由基反馈挤收工夫非常长,假如进步速率当然也可以,但是进步速率必然招致分子量下降。那从自由基可以看到有一个自动加速效应,这个中间转化可以看到自动加速,在有机突变的时候转速越快,自动加速工夫越晚,强制地进步速度,相当于聚合的黏度变低了,进入自动加速效应区,t将大大下降,自由基浓度会大大进步,分子量也会大大进步,所以这个就提供了一条很好的思路,这里做了很简略的实验,这个是单体直接渐渐地聚合,聚合中间可以看转化率的变迁,单体溶解15%的聚合物,这个都是转化率在15%,也就是说过了15%,根本上是后面这一段两个都是相平的,也就是说自动加速效应区可以按照这样一个规律上去。

重庆君正新型复合材料有限公司为您提供管道封堵气囊气囊内模芯模气囊式千斤顶储存气体气囊船用下水气囊支架式水池背负式水袋森林消防水池软体储运水袋软体储运油囊试压吊重水袋集装箱液袋,沙石转运储存袋 ,金属转运储存袋,粉尘转运储存袋,复合材料系列,橡胶复合材料,PVC复合材料,TPU复合材料,EVA复合材料,PE膜复合材料等产品
02360776666 18696608888

工作时间: 周一9:00~周五18:00

在线留言
电话咨询
产品展示
联系方式
QQ客服