将若干个分子结合为一个较大的组成相同而分子量较高的化合物的反应过程为聚合。
如氯乙烯聚合生产聚氯乙烯塑料、丁二烯聚合生产顺丁橡胶和丁苯橡胶等。
聚合按照反应类型可分为加成聚合和缩合聚合两大类;按照聚合方式又可分为本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合、缩合聚合五种。
(1)本体聚合
本体聚合是在没有其他介质的情况下(如乙烯的高压聚合、甲醛的聚合等),用浸在冷却剂中的管式聚合釜(或在聚合釜中设盘管、列管冷却)进行的一种聚合方法。这种聚合方法往往由于聚合热不易传导散出而导致危险。例如在高压聚乙烯生产中,每聚合1公斤乙烯会放出3.8MJ的热量,倘若这些热量未能及时移去,则每聚合1%的乙烯,即可使釜内温度升高12~13℃,待升高到一定温度时,就会使乙烯分解,强烈放热,有发生暴聚的危险。一旦发生暴聚,则设备堵塞,压力骤增,极易发生爆炸。
(2)溶液聚合
溶液聚合是选择一种溶剂,使单体溶成均相体系,加入催化剂或引发剂后,生成聚合物的一种聚合方法。这种聚合方法在聚合和分离过程中,易燃溶剂容易挥发和产生静电火花。
(3)悬浮聚合
悬浮聚合是用水作分散介质的聚合方法。它是利用有机分散剂或无机分散剂,把不溶于水的液态单体,连同溶在单体中的引发剂经过强烈搅拌,打碎成小珠状,分散在水中成为悬浮液,在极细的单位小珠液滴(直径为0.1um)中进行聚合,因此又叫珠状聚合。这种聚合方法在整个聚合过程中,如果没有严格控制工艺条件,致使设备运转不正常,则易出现溢料,如若溢料,则水分蒸发后未聚合的单体和引发剂遇火源极易引发着火或爆炸事故。
(4)乳液聚合
乳液聚合是在机械强烈搅拌或超声波振动下,利用乳化剂使液态单体分散在水中(珠滴直径0.001~0.01um),引发剂则溶在水里而进行聚合的一种方法。这种聚合方法常用无机过氧化物(如过氧化氢)作引发剂,如若过氧化物在介质(水)中配比不当,温度太高,反应速度过快,会发生冲料,同时在聚合过程中还会产生可燃气体。
(5)缩合聚合
缩合聚合也称缩聚反应,是具有两个或两个以上功能团的单体相互缩合,并析出小分子副产物而形成聚合物的聚合反应。缩合聚合是吸热反应,但由于温度过高,也会导致系统的压力增加,甚至引起爆裂,泄漏出易燃易爆的单体。
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