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世紀(jì)森朗為聚合實(shí)驗(yàn)體系開(kāi)發(fā)的全自動(dòng)聚合物反應(yīng)釜，適用于各個(gè)聚合物的實(shí)驗(yàn)體系,，其突出的高性能表現(xiàn),。
乳液聚合是在乳液聚合中，水不溶性單體預(yù)分散在水相中,。與珠粒聚合相反,，分散體不是通過(guò)湍流物理穩(wěn)定，而是使用乳化劑化學(xué)穩(wěn)定,。聚合不發(fā)生在直徑為10-1000μm的分散的單體液滴中,，而是在直徑為約0.3-0.8μm的小得多的膠乳顆粒中發(fā)生。它們含有聚合物和單體分子,，并被乳化劑分子包圍,，乳化劑分子使它們相對(duì)于水相穩(wěn)定。由于粒徑小,，反應(yīng)熱可以很容易地消散到水相中,。由于乳液的低粘度和水的高導(dǎo)熱性，容器壁和水相之間的傳熱非常好,。
溶劑聚合是在均相溶劑聚合中,，通過(guò)添加化學(xué)惰性溶劑降低粘度。 在整個(gè)過(guò)程中單體和聚合物都存在于溶液中,。 在許多情況下,，通過(guò)煮沸溶劑引起的同時(shí)蒸發(fā)冷卻來(lái)改善除熱。
懸浮聚合是,，有兩種不同類型的懸浮聚合：1,，成珠聚合：聚合物和單體都不溶于載液，因此聚合發(fā)生在單體液滴（直徑 10-1000 μm）內(nèi)。2,，沉淀聚合：?jiǎn)误w溶解在載液中,，而聚合物不溶，因此在聚合過(guò)程中沉淀,。
初級(jí)聚合物顆粒的直徑通常約為 1微米,。 這些顆粒聚集成直徑為 100-200 μm 的多孔二級(jí)顆粒。 固體顆粒在某些聚合階段有粘在一起（凝結(jié)）的趨勢(shì),，因此必須在流場(chǎng)中通過(guò)剪切力再次分離,。
聚苯乙烯聚合反應(yīng)釜，生產(chǎn)高抗沖聚苯乙烯（HIPS）的設(shè)備通常由三至五個(gè)反應(yīng)器的級(jí)聯(lián)組成,，分為預(yù)聚合和后聚合階段,。 在預(yù)聚合階段，目標(biāo)形態(tài)和粒度已基本預(yù)定義,。 反應(yīng)通常在100-150℃下進(jìn)行,，產(chǎn)率高達(dá)15-30％。 在后聚合期間,，繼續(xù)聚合反應(yīng)以獲得更高的產(chǎn)率和相應(yīng)更高的粘度,。 后聚合通常在140-190℃的溫度下進(jìn)行。在反應(yīng)器級(jí)聯(lián)中,，通過(guò)蒸發(fā)苯乙烯單體除去聚合熱,。 然后將氣態(tài)單體冷凝并送回反應(yīng)器。 這種類型的散熱需要高均勻性和良好的表面夾帶,。 出于這個(gè)原因,，這些反應(yīng)堆通常配備有夾套油加熱循環(huán)器 溫度均勻性是影響分子量分布的關(guān)鍵變量，因此影響可達(dá)到的產(chǎn)品質(zhì)量,。
聚丁二烯（丁基橡膠）,，聚丁二烯（丁基橡膠）用作合成橡膠，特別是用于汽車輪胎的胎面,。 它幾乎完全由使用齊格勒 – 納塔催化劑的溶液聚合制備,。甲苯是常用的溶劑。
反應(yīng)的混合要求是良好的均質(zhì)化和軸向流動(dòng),，以確保濃度和溫度梯度的快速均衡,。
異丁烯 - 異戊二烯橡膠（IIR）是異丁烯和異戊二烯的共聚物。 該材料用于高性能長(zhǎng)途汽車輪胎,。 為了獲得高分子量,，必須在低至-90°C至-100°C的極低溫度下小心控制強(qiáng)放熱反應(yīng)。 常用的合成IIR的方法是低溫陽(yáng)離子聚合,。 這種類型的聚合包括在氯甲烷中產(chǎn)生非常細(xì)的橡膠顆粒的懸浮液,。因?yàn)榉磻?yīng)是非常放熱的,，所以反應(yīng)器設(shè)計(jì)成具有非常高的軸向流速的引流管。反應(yīng)器的圓柱形腔室配備有管束式熱交換器,。此外,，極快的反應(yīng)需要快速均質(zhì)化進(jìn)料。葉輪從下方引入,，這需要相應(yīng)的浸沒(méi)式密封和沖洗裝置,。
聚酯和PET（聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯）
通過(guò)多官能羧酸與多官能醇的縮聚（或縮聚）合成PPolyesters。與其他經(jīng)典聚合反應(yīng)相比,，其中水總是產(chǎn)物的縮聚是吸熱的,。將可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡轉(zhuǎn)移到聚酯側(cè)需要從反應(yīng)混合物中連續(xù)除去由縮合反應(yīng)產(chǎn)生的水。在高粘度下,，水只能通過(guò)從反應(yīng)混合物表面蒸發(fā)除去,。這意味著必須使用具有小壁間隙的軸向泵送葉輪有效地循環(huán)反應(yīng)器的內(nèi)容物以實(shí)現(xiàn)高聚合度。盡管純徑向泵送攪拌器僅在靠近表面處產(chǎn)生高聚合度,，但如果還存在軸向交換,，則可在整個(gè)反應(yīng)容器中實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用引流管可以顯著改善軸向流動(dòng),。 熱塑性聚酯，特別是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,，是用于制造纖維和瓶子的經(jīng)濟(jì)上重要的材料,。一組縮聚物，即聚碳酸酯,，作為高性能塑料越來(lái)越重要,。
HDPE的沉淀聚合在高壓釜中在低壓下進(jìn)行。單峰HDPE在并聯(lián)反應(yīng)器中生產(chǎn),，而雙峰HDPE在串聯(lián)反應(yīng)器中生產(chǎn),。目前的反應(yīng)堆容積高達(dá)300立方米，容量高達(dá)500千噸/年,。催化劑在容器中分批制備,，在另一容器中稀釋，然后加入反應(yīng)器中,。連續(xù)操作的反應(yīng)器也加入單體,，氫和己烷。放熱反應(yīng)在5-10巴的壓力和75-85℃的溫度下進(jìn)行,。用外部熱交換器除去熱量,。通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑和共聚單體的類型和濃度以及氫的量來(lái)控制產(chǎn)物的分子量，分子量分布和密度,。加工鏈以后反應(yīng)器結(jié)束,，其中單體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99％,。將得到的懸浮液加入接收器中，然后離心,，在流化床中用熱氮?dú)飧稍?，過(guò)篩。在擠出之前將穩(wěn)定劑和添加劑混合,。由于這些聚合反應(yīng)器的高形狀,，主要的混合任務(wù)是實(shí)現(xiàn)非常短的混合時(shí)間。此外,，高壁速度必須防止容器壁上的結(jié)垢,。以有效地執(zhí)行這些任務(wù)。由彼此堆疊的多個(gè)引起的流動(dòng)力學(xué)充當(dāng)虛擬引流管（VDT）,，其加速向下的軸向流動(dòng),。即使在非常薄且高的容器中，這也允許非常短的混合時(shí)間,。該混合系統(tǒng)的特殊設(shè)計(jì)可快速平衡任何濃度或溫度梯度,，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)品質(zhì)量?？拷诘牧鲃?dòng)模式顯示出相應(yīng)高的向上流動(dòng)速度,，以防止結(jié)殼和沉積物。
常見(jiàn)的聚合物,，如聚氯乙烯,，膨脹聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，是用珍珠聚合法合成的,。珍珠聚合的特征在于單體在聚合開(kāi)始時(shí)以不溶形式存在,。單體液滴分散在水相中并起“小水冷反應(yīng)器”的作用。
成珠聚合過(guò)程中控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)是粒度分布,，通常還有產(chǎn)品的孔隙率,。 一般來(lái)說(shuō)，粒度分布較窄的材料對(duì)市場(chǎng)更具吸引力,。 這個(gè)目標(biāo)意味著對(duì)混合系統(tǒng)的苛刻要求：
單體在水中的窄液滴尺寸分布,，小的溫度和濃度梯度。避免表面上單獨(dú)的單體相（匯集）
聚合物珠粒的均勻懸浮,，良好的傳熱,。成珠聚合通常使用簡(jiǎn)單的、通常是單級(jí)徑向輸送葉輪進(jìn)行,。然而,，特別是在高容器中，它們的混合效率在上部區(qū)域受到限制,。流速的CFD模擬清楚地表明,，攪拌軸附近和葉輪附近的流動(dòng)是快速的并且沿軸向向下指向,。這通過(guò)葉輪的優(yōu)化形狀和將混合系統(tǒng)（包括擋板）定制到反應(yīng)容器來(lái)實(shí)現(xiàn)?？拷磻?yīng)器壁的是相應(yīng)的向上流動(dòng)輪廓,，其提供高壁速，這減少了在壁處形成的沉積物,。軸向輸送,，多級(jí)設(shè)置的另一個(gè)好處是更窄的粒度分布。
ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）
ABS的合成通常分兩步進(jìn)行,。在第一步中,，丁二烯單體經(jīng)歷乳液聚合以制備聚丁二烯分散體。然后在第二步中將其與乳液中的苯乙烯 - 丙烯腈（SAN）共聚物反應(yīng)以達(dá)到目標(biāo)橡膠濃度,。在繼續(xù)用苯乙烯 - 丙烯腈處理之前,，重要的是將PBL分散體的粒度調(diào)節(jié)至所需值。較大的顆粒在產(chǎn)品中產(chǎn)生較大的沖擊韌性,，但表面光澤度較低,。PBL顆粒的尺寸范圍是約 0.3-0.5μm。在攪拌器的剪切場(chǎng)中加載膠乳顆粒隨著粒度的增加而增加,。如果兩個(gè)相鄰顆粒的乳化劑包膜被不適合的攪拌器系統(tǒng)引入的高局部剪切破壞,，它們將凝結(jié)成甚至更大的膠乳顆粒。這導(dǎo)致產(chǎn)品的機(jī)械性能的顯著變化,。它還導(dǎo)致形成較厚的壁沉積物,，其抑制反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的消散。因此,，必須接受頻繁的清潔循環(huán)，同時(shí)顯著降低生產(chǎn)率,。是PBL反應(yīng)器的理想選擇,，特別是作為多級(jí)反應(yīng)器。同時(shí),，使用擋板作為額外的熱交換器提供非常有效的冷卻,。
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