聚合助劑

聚合助劑

聚合過程中加入的輔助物質,如引發劑催化劑乳化劑分散劑分子量調節劑終止劑等。其功能有引發聚合反應、改善聚合速度、調節體系粘度、控制支化反應和控制分子量、改進聚合物性能等多方面。單體貯存過程中為防止單體聚合而加入的阻聚劑也是聚合助劑。

基本介紹

  • 中文名:聚合助劑
  • 外文名:Polymerization promoter
  • 用途:聚合過程中加入的輔助物質
  • 功能:引發聚合反應、改善聚合速度等
  • 套用領域:薄膜、吹塑、擠出、單絲、纖維等
  • 分類引發劑催化劑乳化劑
套用領域,效能,工作原理,原料,引發劑,聚合催化劑,乳化劑,分散劑,分子量調節劑,阻聚劑,終止劑,混凝劑,聚丙烯醯胺,

套用領域

套用領域包括薄膜、吹塑、擠出、單絲、纖維、管材、木塑、板材以及電線電纜、裝修等領域。

效能

1、 減少表面缺陷,如常見的熔體破裂現象,提高產品表面光亮度和光滑度。
2、 使顏色分散更均勻,更光澤。
3、 減少加工過程中對模具的磨損,消除口模積料現象。
4、 減少擠出過程中產生的凝膠。
5、 降低加工溫度、延長連續加工時間。
6、 提高產品的成型率及尺寸穩定性,降低廢品率。

工作原理

當添加聚合物加工助劑的配方在擠出機塑化擠出過程中,在勢位差作用下,含氟聚合物向熔體外層移動並在金屬表面上附著的趨勢,在金屬壁與聚合物熔體間形成一層潤滑層(該潤滑層形成需要1-3小時,視機器大小決定)。在連續擠出過程中,這一塗覆層是處於動態平衡的,當動態平衡穩定後,擠出過程和產品質量才會達到穩定。

原料

引發劑

易分解成自由基、用於引發烯類或二烯類單體聚合的物質。主要有偶氮化合物和過氧化物,以及氧化-還原引發體系。選用引發劑時,除考慮安全、毒性、對聚合物著色等外,最主要的是活性問題。引發劑的活性常以半衰期表示。所謂半衰期是指在某一溫度下,引發劑分解至起始濃度一半所需的時間,以小時為單位。半衰期愈短,則活性愈高。要求選擇半衰期適當的引發劑,以保證一定的聚合速度。單體性質不同,聚合溫度也不同,常用的引發劑都只能在一定的溫度範圍使用。

聚合催化劑

有兩類:①離子聚合和配位聚合的催化劑,在反應後一般不能再生,按其作用在大多數情況下也應稱引發劑。陽離子聚合催化劑為親電試劑,屬於酸類,主要有路易斯酸、含氫和能產生陽離子的物質,如等。路易斯酸需有能析出質子的物質(如水),或能析出碳正離子的物質(如RX)作助催化劑。陰離子聚合催化劑是親核試劑,屬於鹼類,主要有鹼金屬及其有機化合物。不同的催化劑活性相差很大,對單體有強烈的選擇性。一般離子聚合活性較差的單體需選用活性高的催化劑。配位聚合催化劑主要有齊格勒-納塔催化劑、烷基鋰、π-烯丙基過渡金屬化合物等。齊格勒-納塔催化劑是一大類催化劑的總稱,主要用於α-烯烴的有規立構聚合,但也常用於二烯烴和環烯烴等的有規立構聚合。齊格勒-納塔催化劑主要由兩種組分組成,主催化劑是周期表中第Ⅳ~Ⅶ族過渡金屬化合物,如TiCl4、TiCl3、VOCl3等,助催化劑是第Ⅰ~Ⅲ族金屬有機化合物,如AlR2Cl、AlR3、RLi、R2Mg等。這兩種組分可有多種搭配,因而種類和數量極多。此外,尚有三組分、四組分和負載型催化劑等。
②許多縮聚反應需要催化劑,如聚酯化反套用的無機酸、酯以及鹽類,酚醛、脲醛縮聚中的酸或鹼,合成聚碳酸酯的胺等。

乳化劑

乳液聚合用的重要助劑,屬表面活性劑類,有陽離子型和非離子型和陰離子型乳化劑。乳化劑的作用是降低表面張力、形成膠束以增溶單體,使聚合物乳液穩定。親水親油平衡值(HLB值)、臨界膠束濃度(CMC值)、三相平衡點是選擇乳化劑的重要指標。

分散劑

懸浮聚合所用的助劑,起防止聚合物粒子相互粘結的作用。可分為無機粉末和水溶性有機高分子兩大類。無機分散劑有的碳酸鹽、磷酸鹽或氫氧化物,主要起機械隔離作用,比較容易用酸洗去,故常用於制聚苯乙烯類透明聚合物。有機分散劑包括明膠、海藻膠、蛋白等天然高分子,甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等纖維素衍生物,部分醇解的聚乙烯醇,馬來酸酐與苯乙烯或醋酸乙烯的共聚物的鈉鹽,聚丙烯酸鹽等合成聚合物或共聚物。它們吸附在液滴表面,形成保護膜,同時增加介質粘度,防止兩液滴粘結。分散劑的種類和用量對聚合物顆粒粒徑和形態有很大的影響。例如氯乙烯進行懸浮聚合時用聚乙烯醇或纖維素衍生物作分散劑可製得疏鬆型聚氯乙烯,用明膠為分散劑製得緊密型樹脂。

分子量調節劑

控制聚合物分子量的物質,實質上是鏈轉移劑。鏈轉移常數和分子量調節劑用量是控制分子量的重要因素,最好選用常數近於 1的分子量調節劑。自由基聚合中常用的分子量調節劑為硫醇,如十二硫醇乙硫醇等,配位聚合常用氫氣。

阻聚劑

阻止單體聚合的物質。單體貯運時常加有阻聚劑,聚合前需先行脫除,以免產生過長的誘導期。阻聚劑種類有多元酚、醌類、亞硝基硝基化合物胺、有機硫化物和元素硫等,穩定自由基也可作阻聚劑,氧也起阻聚作用。各類阻聚劑對不同單體的阻聚效果不一,除參考阻聚常數外,通常對帶有給電子取代基的單體如苯乙烯、醋酸乙烯,優先選用醌類、芳族硝基化物、變價金屬鹽等親電阻聚劑,對帶有吸電子取代基的單體如丙烯腈、丙烯酸及其酯類,優先選用酚類、胺類等阻聚劑。

終止劑

聚合結束前加入的使聚合終止的物質,以防聚合物質量變異。實質上是高效阻聚劑,如生產丁苯橡膠時用的二甲基二硫代氨基甲酸鈉,生產聚氯乙烯時用的雙酚A等。離子聚合常以水、醇或酸作終止劑。

混凝劑

聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑,由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。
引起聚氯化鋁形態多變的基本成分是OH離子,衡量聚合氯化鋁中OH離子的指標叫鹽基度(Basicity,縮寫為B),通常將鹽基度定義為聚氯化鋁分子中OH與Al的當量百分比(〔OH〕/〔Al〕×100(%))。
聚合氯化鋁的鹽基度是聚鋁中相對重要的指標,特別是針對飲用水級別的聚鋁產品,這項標準是樂邦聚鋁產線控制生產的重要指標之一。目前樂邦的鹽基度控制在40%-120%之間。鹽基度越低,其價格越高,各採購商可以根據廠子的實際情況來操作。另外不同原材料,不同工藝生產處理的聚合氯化鋁產品的鹽基度也是不同,這就需要廠家來進行調整。提高聚氯化鋁產品的鹽基度,可大幅提高生產和使用的經濟效益。鹽基度從65%提高到92%,生產原料成本可降低20%,使用成本可降低40%。
聚合氯化鋁混凝過程
⒈凝聚階段:是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時間內形成微細礬花的過程,此時水體變得更加渾濁,它要求水流能產生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速(250-300轉/分)攪拌10-30S,一般不超過2min。
⒉絮凝階段:是礬花成長變粗的過程,要求適當的湍流程度和足夠的停留時間(10-15min),至後期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉,形成表面清晰層。燒杯實驗先以150轉/分攪拌約6分鐘,再以60轉/分攪拌約4分鐘至呈懸浮態。
⒊沉降階段:它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程,要求水流緩慢,為提高效率一般採用斜管(板式)沉降池(最好採用氣浮法分離絮凝物),大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積於池底,上層水為澄清水,剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降,一邊繼續相互碰撞結大,至後期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鐘,再靜沉10分鐘,測余濁。
⒋強化過濾,主要是合理選用濾層結構和助濾劑,以提高濾池的去除率,它是提高水質的重要措施。
⒌本產品套用於環保、工業廢水的處理,使用方法與制水廠大體相同,對高色度、高COD、BOD的原水處理,輔以助劑作用效果甚佳。
⒍採用化學混凝法的企業,原用的設備無需作大的改造,只需增設溶礬池即可使用本產品。
⒎本產品須保存在乾燥、防潮、避熱的地方(<80oC,切勿損壞包裝,產品可長期儲存)。
⒏本產品必須溶解才能使用,溶解設備和加藥設施應採用耐腐蝕材料。

聚丙烯醯胺

聚丙烯醯胺分類聚丙烯醯胺產品簡介:聚丙烯醯胺(PAM)為水溶性高分子聚合物,不溶於大多數有機溶劑,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
產品使用特性
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質通過電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過機械的、物理的、化學的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時,增稠將更明顯。
作用原理
1)絮凝作用原理:PAM用於絮凝時,與被絮凝物種類表面性質,特別是動電位,粘度、濁度及懸浮液的PH值有關,顆粒表面的動電位,是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM,能使動電位降低而凝聚。
2)吸附架橋:PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上,各顆粒之間形成聚合物的橋,使顆粒形成聚集體而沉降。
3)表面吸附:PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。
4)增強作用:PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學等作用,將分散相牽連在一起,形成網狀。
聚丙烯醯胺使用原則
聚丙烯醯胺的使用要遵循如下原則:
1、顆粒狀聚丙烯醯胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解於水,用其水溶液去處理污水。
2、溶解顆粒狀聚合物的水應該是乾淨(如自來水),不能是污水。常溫的水即可,一般不需要加溫。水溫低於5℃時溶解很慢。水溫提高溶解速度加快,但40℃以上會使聚合物加快降解,影響使用效果。一般自來水都適合於配製聚合物溶液。強酸、強鹼、高含鹽的水不適於用來配製。
3、聚合物溶液濃度的選擇,建議為0.1%—0.3%,即1升水中加0.1g—0.3g聚合物粉劑。

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