本体聚合--中文百科全书

概念

单体(或原料低分子物)在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。英文名称bulk polymerization;mass polymerization ，是製造聚合物的主要方法之一。

聚合方法

分均相聚合与非均相聚合两类。如生成的聚合物能溶于各自的单体中，为均相聚合，因製得的是块状聚合物，又称块状聚合，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等;如生成的聚合物不溶于它们的单体，在聚合过程中不断析出，为非均相聚合，又叫沉淀聚合，如乙烯、氯乙烯等。本体聚合的引发剂为油溶性引发剂，油溶性引发剂主要有偶氮引发剂和过氧类引发剂，偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等。相对于过氧类引发剂，偶氮引发剂反应更加稳定。

特点

特点:产品纯凈，电性能好，可直接进行浇铸成型;生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。

优点:生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少;反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本低.

缺点:热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难;在自由基聚合情况下，有时还会出现聚合速率自动加速现象，如果控製不当，将引起爆聚;产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，製品机械性能变差等。

解决缺点的方法:

1.为了改进产品性能或成型加工的需要而加入有特定功能的增加剂，像增塑剂，抗氧剂，内润滑剂，紫外线吸收剂及颜料等;

2.为了调节反应速率，适当降低反映温度而加入一定量的专用引发剂;为了降低体系黏度改善流动性，加入少量内润滑剂或溶剂;

3.採用较低的反应温度，较低的引发剂浓度进行聚合，使放热缓和;

4.在反应进行到一定转化率而此时反应黏度还不算太高时，就分离出聚合物;

5.分段聚合，将聚合过程分为几个阶段，控製转化率，自动加速效应，使反应热分成几个阶段放出;

6.改进反应器内的流体输送方法，完善搅拌器和传热系统，以利于聚合设备的传热，研究开发专用特型设备等;

7.採用气相本体聚合方法，研製出专用高效催化剂，大大减低了操作压力，并且解决了相关的工程设备问题，使得这一技术得到广泛使用;

8.採用冷凝法进料及超冷凝法进料，利用液化了的原料在较低温度下进入反应器，直接同反应器内的热物料换热.

套用

套用于製造透明性好的材料，以及介电性好的电器; 由于混合和传热困难，工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合套用广泛，离子聚合由于多数催化剂易被水破坏，故常採用本体聚合和溶液聚合。

工艺

⑴ 本体聚合工艺

本体聚合流程针对本体聚合法聚合热难以散发的问题，工业生产上多採用两段聚合工艺。第一阶段为预聚合，可在较低温度下进行，转化率控製在10%~30%,一般在自加速以前，这时体系

本体聚合流程

粘度较低，散热容易，聚合可以在较大的釜内进行。第二阶段继续进行聚合，在薄层或板状反应器中进行，或者採用分段聚合，逐步升温，提高转化率。由于本体聚合过程反应温度难以控製恆定，所以产品的分子量分布比较宽。

本体聚合的后处理主要是排除残存在聚合物中的单体。常採用的方法是将熔融的聚合物在真空中脱除单体和易挥发物, 所用设备为螺桿或真空脱气机。也有用泡沫脱气法，将聚合物在压力下加热使之熔融，然后突然减压使聚合物呈泡沫状，有利于单体的逸出。

本体聚合流程方块图见图

⑵ 本体聚合反应器

工业上为解决聚合反应热的难题，在设计反应器的形状、大小时要考虑传热面积等。

在自由基聚合本体聚合所用的反应器有以下几种。

① 模型式反应器主要适宜于本体浇铸聚合以製备板材、管、棒材等。模型的形状与尺寸大小根据製品的要求而定，同时要考虑到聚合时的传热问题。

② 釜式反应器带有搅拌装置的聚合釜，由于后期物料是高粘度流体多採用螺带式(如单螺带或双螺带)搅拌釜，操作方式可以是间歇也可是连续操作。也有根据聚合过程中粘度的变化採用数个聚合釜串联，分段聚合的连续操作方式。

③ 本体连续聚合釜连续聚合反应器有管式和塔式反应器两种。一般的管式反应器为空管，物料在管式反应器中呈层流状态流动。有的管式反应器在管内装有固定式混合器。

塔式反应器相当于放大的管式反应器, 无搅拌装置，物料在塔中呈柱塞状流动

工业品种

LDPE气相本体 50%PE产量薄膜,製品,电缆,被覆料。

PVC沉淀本体 10%PVC产量管材,板材。

GPS熔融本体(热引发)家用电器裏外装饰,电器,支架,仪表。

PMMA本体浇铸航空透明材料,表盘,标牌。

常用产品

聚合氯化铝

PAC聚合氯化铝的水不溶物:使用板框压滤技术，使固体的水不溶物的质量分数在0.3%以下，液体的水不溶物质量分数在0.1%以下，能够保证使用者的通路畅通，同时提高葯物使用率，而自然沉降法是达不到的。聚氯化铝PAC-01(淡黄色粉状，喷雾干燥):用于饮用水处理和废水处理。聚氯化铝-是水处理葯剂系列中的明星产品之一，聚合氯化铝集普通聚氯化铝，喷雾型聚合氯化铝，造纸专用高效聚合氯化铝等众多优点于一体的复合型高效产品。所有水处理葯剂产品以最新国标为检验标準，水处理葯剂以GB15892-2009为检测标準。水处理葯剂-高效聚合氯化铝是我国目前无机高分子最佳水处理剂，处理各种浓度的水效果相当好，且用量少，其用量比相同浓度的硫酸少50%，比相同浓度的聚合氯化铝少用10%。高效果，低能量主要是PAFC的聚合度高，因为一般铁盐、铝盐水处理剂在水解过程中只能生成AL(OH)2+、AL(OH)+2、Fe(OH)2+、 Fe(OH)+2等简单的水解羟基离子，而PAEC本身就是AL3+、Fe3+预水介产物，它在水解过程中除生成上述羟基离子，它主要能生成大量的离聚合度，正电荷离的:AL4(OH)4+8、Fe4(OH)4+8……等聚羟基阳离子，来中和水中胶体微粒电荷和压缩双电层，同时发生羟基架桥，交联、表面吸附等系列反应，在相应碰撞下，凝聚成大的矾花，迅速沉淀。