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世紀(jì)森朗為聚合實驗體系開發(fā)的全自動聚合物反應(yīng)釜，適用于各個聚合物的實驗體系,，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，通過添加化學(xué)惰性溶劑降低粘度,。 在整個過程中單體和聚合物都存在于溶液中,。 在許多情況下，通過煮沸溶劑引起的同時蒸發(fā)冷卻來改善除熱,。
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：單體溶解在載液中,，而聚合物不溶,，因此在聚合過程中沉淀。
初級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 的多孔二級顆粒,。 固體顆粒在某些聚合階段有粘在一起（凝結(jié)）的趨勢，因此必須在流場中通過剪切力再次分離。
聚苯乙烯聚合反應(yīng)釜,，生產(chǎn)高抗沖聚苯乙烯（HIPS）的設(shè)備通常由三至五個反應(yīng)器的級聯(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)器級聯(lián)中,，通過蒸發(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,，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。因為反應(yīng)是非常放熱的,，所以反應(yīng)器設(shè)計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)的浸沒式密封和沖洗裝置,。
聚酯和PET（聚乙烯對苯二甲酸酯）
通過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，則可在整個反應(yīng)容器中實現(xiàn),。通過使用引流管可以顯著改善軸向流動,。 熱塑性聚酯，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯,，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。通過調(diào)節(jié)催化劑和共聚單體的類型和濃度以及氫的量來控制產(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，在流化床中用熱氮氣干燥,，過篩,。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)是實現(xiàn)非常短的混合時間,。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),。由彼此堆疊的多個引起的流動力學(xué)充當(dāng)虛擬引流管（VDT）,，其加速向下的軸向流動。即使在非常薄且高的容器中,，這也允許非常短的混合時間,。該混合系統(tǒng)的特殊設(shè)計可快速平衡任何濃度或溫度梯度，從而實現(xiàn)高產(chǎn)品質(zhì)量,?？拷诘牧鲃幽Ｊ斤@示出相應(yīng)高的向上流動速度，以防止結(jié)殼和沉積物,。
常見的聚合物,，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始時以不溶形式存在。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。 一般來說,，粒度分布較窄的材料對市場更具吸引力,。 這個目標(biāo)意味著對混合系統(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單的,、通常是單級徑向輸送葉輪進(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是快速的并且沿軸向向下指向,。這通過葉輪的優(yōu)化形狀和將混合系統(tǒng)（包括擋板）定制到反應(yīng)容器來實現(xiàn),。靠近反應(yīng)器壁的是相應(yīng)的向上流動輪廓,，其提供高壁速,，這減少了在壁處形成的沉積物。軸向輸送,，多級設(shè)置的另一個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,。在攪拌器的剪切場中加載膠乳顆粒隨著粒度的增加而增加,。如果兩個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,，特別是作為多級反應(yīng)器。同時,，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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