基本信息
- 項目名稱:
- 連續(xù)本體法PMMA樹脂聚合工藝
- 小類:
- 能源化工
- 大類:
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介:
- 本項目通過連續(xù)本體法在自行設(shè)計的聚合裝置上實現(xiàn)了PMMA樹脂的連續(xù)穩(wěn)定聚合過程。通過大量實驗考察確定了PMMA樹脂的聚合配方和工藝條件。采用螺帶式攪拌解決了高粘流體的傳質(zhì)問題,采用相變式傳熱解決了高粘流體的傳熱問題,采用雙螺桿擠出機(jī)脫揮解決了高粘流體的低溫脫揮問題。合成出的PMMA樹脂綜合性能良好,透光率大于92,力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱性能、加工流動性等綜合性能達(dá)到進(jìn)口PMMA樹脂產(chǎn)品水平,且聚合過程重復(fù)性較好。產(chǎn)品經(jīng)過應(yīng)用評價,應(yīng)用效果好,聚合過程工藝先進(jìn),聚合過程平穩(wěn)。
- 詳細(xì)介紹:
- 本項目通過連續(xù)本體法在自行設(shè)計的聚合裝置上實現(xiàn)了PMMA樹脂的連續(xù)穩(wěn)定聚合過程。通過大量實驗考察了聚合配方和工藝條件對聚合過程及PMMA產(chǎn)品性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),引發(fā)劑用量對聚合轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品流動性影響較大,分子量調(diào)節(jié)劑可在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的流動性,共聚單體的用量對產(chǎn)品的流動性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、及耐熱性都有比較明顯的影響,加入抗氧劑可以提高PMMA樹脂的熱穩(wěn)定性。采用螺帶式攪拌解決了高粘流體的傳質(zhì)問題,采用相變式傳熱解決了高粘流體的傳熱問題,采用雙螺桿擠出機(jī)脫揮解決了高粘流體的低溫脫揮問題。經(jīng)過對聚合配方的調(diào)節(jié),確定了PMMA樹脂的聚合配方和工藝條件,合成出的PMMA樹脂綜合性能良好,透光率大于92,力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱性能、加工流動性等綜合性能達(dá)到進(jìn)口PMMA樹脂產(chǎn)品水平,且聚合過程重復(fù)性較好。產(chǎn)品經(jīng)過應(yīng)用評價,應(yīng)用效果好,聚合過程工藝先進(jìn),聚合過程平穩(wěn)。本技術(shù)完全自主開發(fā),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。采用該技術(shù)已完成吉林石化公司科技開發(fā)項目兩項,通過中國石油吉林石化公司驗收。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品的目:開發(fā)PMMA樹脂的連續(xù)本體聚合工藝,實現(xiàn)PMMA樹脂的連續(xù)本體聚合,得到性能合格的PMMA樹脂粒料。 基本思路:采用單釜連續(xù)聚合聚合體系中的組成始終保持恒定,雙螺桿擠出機(jī)脫揮脫除未反應(yīng)單體,經(jīng)純化重新返回體系進(jìn)行聚合。 創(chuàng)新點:采用螺帶式攪拌解決了高粘流體的傳質(zhì)問題,采用相變式傳熱解決了高粘流體的傳熱問題,采用雙螺桿擠出機(jī)脫揮解決了高粘流體的低溫脫揮問題。 技術(shù)關(guān)鍵:聚合體系聚合工藝的確定,控制參數(shù)的確定和聚合工藝與聚合設(shè)備的良好匹配。 主要技術(shù)指標(biāo):透光率大于92,力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱性能、加工流動性等綜合性能達(dá)到進(jìn)口PMMA樹脂產(chǎn)品水平。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前國內(nèi)的PMMA生產(chǎn)廠家有四家,其中三家為外商獨資或合資企業(yè),只有黑龍江龍新化工有限公司為國內(nèi)企業(yè),其技術(shù)為上世紀(jì)80年代引進(jìn)的美國聚合物公司1.2萬噸/年的溶液聚合技術(shù)。 目前制備聚甲基丙烯酸甲酯模塑料的方法主要有懸浮聚合法、溶液聚合法和本體聚合法?,F(xiàn)在的本體聚合法都使用少量溶劑,兼有溶液聚合和本體聚合的特點,也叫改良本體聚合。本項目開發(fā)的就是目前世界最先進(jìn)的改良本體聚合法。 本作品自行設(shè)計了PMMA樹脂的連續(xù)本體聚合技術(shù)。此方法與國內(nèi)現(xiàn)有的溶液聚合技術(shù)相比,所用溶劑量少,從溶液聚合的60%降至20%;停留時間短,從溶液聚合的6小時縮短到1.5小時;脫揮前產(chǎn)品固含量高,從溶液聚合的38%提高到65%,單位產(chǎn)量更加節(jié)能;采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行脫揮操作,使脫揮溫度從脫揮器脫揮的260℃降低到200℃,避免了脫揮器脫揮的高溫處理過程。所得產(chǎn)品透光率高。產(chǎn)品的綜合性能達(dá)到國外進(jìn)口產(chǎn)品水平。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、本作品中開發(fā)的PMMA連續(xù)本體聚合技術(shù)完全自主開發(fā),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。采用該技術(shù)已完成吉林石化公司科技開發(fā)項目兩項。通過中國石油吉林石化公司驗收; 2、榮獲2009“挑戰(zhàn)杯”吉林省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎; 3、榮獲學(xué)校第三屆“挑戰(zhàn)杯”競賽一等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本項目解決了本體聚合裝置中脫揮處理過程的工程難題,無論聚合量大小都可以實現(xiàn)順利脫揮,得到顆粒狀產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的光學(xué)性能和力學(xué)性能優(yōu)異。主要的適用范圍為可用于聚合開發(fā)各種采用本體聚合法生產(chǎn)的塑料品種,進(jìn)行小批量特種用途的專用高附加值塑料的開發(fā)??芍苯犹娲M(jìn)口同類產(chǎn)品。經(jīng)濟(jì)效益視其投資規(guī)模而不同,規(guī)模越大,經(jīng)濟(jì)效益越高。也可經(jīng)過進(jìn)一步完善后推廣應(yīng)用至更大規(guī)模(最大可至萬噸級)的生產(chǎn)裝置上。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)的PMMA生產(chǎn)廠家有四家,分別是黑龍江龍新化工有限公司、上海涇奇高分子材料有限公司、南通麗陽化學(xué)公司、鎮(zhèn)江奇美有限公司。其中有三家為外商獨資或合資企業(yè),只有黑龍江龍新化工有限公司為國內(nèi)企業(yè),其技術(shù)為上世紀(jì)80年代引進(jìn)的美國聚合物公司的1.2萬噸/年的溶液聚合技術(shù)。 目前世界各國制備聚甲基丙烯酸甲酯模塑料的方法主要有懸浮聚合法、溶液聚合法和本體聚合法。懸浮聚合法的缺點是聚合物容易粘壁,產(chǎn)品分子量分布寬,由于使用懸浮劑等助劑,產(chǎn)品不夠純凈,并且有污水排放。現(xiàn)在除了ICI公司外,其他公司都采用本體聚合法,懸浮聚合法已被逐漸淘汰。 美國聚合物技術(shù)公司于1980年開發(fā)成功了連續(xù)溶液聚合工藝,1988年在捷克建成了6000噸/年生產(chǎn)工廠,1990年在我國安達(dá)龍新化工廠建成一套12000噸/年的聚合裝置,后來又在撫順有機(jī)玻璃廠(現(xiàn)在改名為吉特公司)建設(shè)了一套同樣裝置。但由于各種原因并未實現(xiàn)正常生產(chǎn)。連續(xù)溶液聚合法的缺點是溶劑使用量大(占60%),脫揮過程能量消耗大,另外大量溶劑的引入和大量溶劑在高溫下脫除的過程會影響產(chǎn)品的透光性。 本體聚合法的優(yōu)點是產(chǎn)品純凈、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)連續(xù)化。缺點是反應(yīng)釜內(nèi)物料黏度大,傳質(zhì)、傳熱困難,容易發(fā)生局部過熱現(xiàn)象,安全系數(shù)低,對工藝和設(shè)備的要求十分苛刻,操作難度大,該技術(shù)僅有德國德固賽、美國杜邦公司、羅姆哈斯公司和日本三菱麗陽等幾家外國公司掌握,而且對中國進(jìn)行技術(shù)封鎖。 現(xiàn)在的本體聚合法都使用少量溶劑,兼有溶液聚合和本體聚合的特點,也叫改良本體聚合。本項目開發(fā)的就是目前世界先進(jìn)的改良本體聚合法。 綜上所述,改良本體法是目前世界上較先進(jìn)的PMMA樹脂聚合方法。 目前,由于長期以來國內(nèi)企業(yè)對自主開發(fā)技術(shù)和裝備的熱情不高,比較傾向于引進(jìn)技術(shù)。所以很長一段時間以來國內(nèi)研究者對開發(fā)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)熱情也不高,沒有長期積累,造成即使工業(yè)急需的技術(shù)也沒有自主技術(shù)??梢哉f目前國內(nèi)的PMMA聚合產(chǎn)業(yè)化技術(shù)基本處于空白狀態(tài)。 國外倒是有比較成熟的工業(yè)聚合技術(shù),但主要掌握在幾家比較大的公司手中,并且對中國進(jìn)行技術(shù)封鎖。國內(nèi)僅有的聚合技術(shù)又相對比較落后,因此必須自行開發(fā)先進(jìn)的PMMA工業(yè)聚合技術(shù)。本作品自行設(shè)計了PMMA樹脂的連續(xù)本體聚合技術(shù)。采用的連續(xù)本體聚合方法和脫揮方法為目前世界上較先進(jìn)的方法,產(chǎn)品性能與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)。