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聚醚多元醇的合成需要注意哪些事項呢?
2020-03-20 ? 閱讀 1705

1.原料的預備處理
在開環(huán)聚合反應中,為確保聚醚多元醇生成的反應時間、分子量控制及其物質(zhì)的顏色不飽和度等,除規(guī)定聚合物單體要具有高純外,還應防止催化劑、起止劑向反應系統(tǒng)中帶到水、醛、氧、多羥基糖原等微量分析殘渣,所以,在反應之前,要對原材料完成預備處理。
環(huán)氧丙烷是低沸點沒有顏色液體,沸點僅為34℃,蒸發(fā)汽體具備醚味道,容易揮發(fā)、易燃性,有害,實際操作時要留意安全防護。因為環(huán)氧丙烷分子結(jié)構(gòu)的不對稱性,酸堿性催化反應結(jié)果會使開環(huán)后造成異構(gòu)化化學反應。環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷對比,更為易燃、容易揮發(fā),并具備易燃易爆,應用時,一定要嚴苛推行安全性、安全防護對策。
原材料的很多雜質(zhì)都會對聚合反應造成很多不必要的發(fā)應,干擾反應順利開展和產(chǎn)品品質(zhì),比如醛類化學物質(zhì)的存在,將會像氧自由基一樣,在聚合反應中具有阻聚劑的功效,所以,對原料中醛的含量一定要嚴格限制。海外各大企業(yè)對環(huán)氧丙烷原料醛的含量,一般都要求要小于50mg/L,日本三洋化成公司而且規(guī)定醛含量一定要低于10mg/L,但現(xiàn)階段在我國工業(yè)級環(huán)氧丙烷中醛的含量大多數(shù)約為400mg/L,與海外限制指標值差距很大。類似自由基在聚合反應中起阻聚劑的雜質(zhì)也有氯化物,它能使常規(guī)的聚合鏈增長停止。
原料中的水份也是一種主要的雜質(zhì),它在開環(huán)聚合中,將會造成2個不好的功效。一是微量水可做為一種起止劑,與環(huán)氧化物單體化學反應,使要求配方中起始劑總數(shù)提升,造成合成
聚多元醇設計分子量降低。
另一方面,水是一種鏈終止劑,也會干擾開環(huán)聚合反應的常規(guī)開展。
所以,對環(huán)氧化物大宗商品原材料的含水量規(guī)定限制在0.05%下列。
除此之外,在原材料預備處理流程中,一般步驟是先將起始劑和催化劑完成預混和,轉(zhuǎn)化成金屬烴氧化物,經(jīng)真空脫干后再加進聚合反應釜中。
2.開環(huán)聚合反應
以環(huán)氧化物為原材料完成開環(huán)聚合反應屬化學反應,每公斤環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷在聚合時各自釋放2100kJ和1500kJ熱量,所以一定要立即挪走反應熱。
此外,氧會對聚合反應造成空氣氧化和阻聚作用,故化學反應前一定要往聚合反應設備中通人干躁N2,完成換置,以確保化學反應在無氧運動存有的狀況下完成,另外,在化學反應的流程中,還要不斷進入干躁氮氣,便于能生產(chǎn)加工出高品質(zhì)的聚醚多元醇。
3.后處理工藝工藝流程
開展聚合反應轉(zhuǎn)化成的聚醚多元醇粗品,一定要通過后處理工藝。后處理工藝工作中包括中和、吸咐、脫干、過濾、精餾等模塊。聚醚多元醇通過一系列的后處理工藝,不但要將在其中殘余的催化劑殘渣中合、過慮掉,另外都是應用吸咐、脫干、水蒸氣蒸餾等工藝流程,將別的干擾的殘渣除去,以得到水分含量低,顏色淺,無臭味,特性優(yōu)良,均一的聚醚商品。針對聚醚的制作,世界各國生產(chǎn)商都十分重視,做過很多有利的探尋。
主要制作步驟大概會有下列幾類。在具體生產(chǎn)加工中,依據(jù)詳細情況,常選用多種多樣組成制作步驟完成。
(1)運用無機酸或有機酸中和
在生產(chǎn)加工聚醚多元醇的聚合反應中,對應用堿土金屬氫氧化物為催化劑(如氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鍶等)系統(tǒng),中和時極少應用無機酸作中和劑,由于他們轉(zhuǎn)化成的鹽不易根據(jù)過慮去祛除,工業(yè)生產(chǎn)中常會應用檸檬酸為中和劑,如己二酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸等。針對應用堿土金屬氫氧化物為金屬催化劑管理體系,則強烈推薦應用強氧化劑為中和劑,如硫酸、硫酸銨、稀硫酸等,由于由他們中合轉(zhuǎn)化成的鹽可靠性好,顆粒物很大,非常容易完成分離出來實際操作,工業(yè)生產(chǎn)中最常見的強氧化劑為酸堿性相對性較差、對機器設備腐蝕較低的硫酸銨。
(2)吸附
 吸附實際操作是為了更好地除去聚醚多元醇中殘余催化劑等離子和有色化學物質(zhì),常見的催化劑載體有硅酸鎂、硅酸鋁纖維氈、輕質(zhì)碳酸鈣、活性碳、碳分子篩、凹凸棒土、中性化木碳等。一般講,該系統(tǒng)的吸附力限制在一段時間內(nèi)就能實現(xiàn)均衡,觸碰時間太長,反倒會使聚醚顏色加重,因此吸咐實際操作時間多見30~40min。吸咐時,溫度過高,會造成空氣氧化;溫度過低,則系統(tǒng)粘度提升,導致吸附很困難,所以,吸附工作溫度一般在100℃上下。
(3)離子交換法
在工業(yè)化生產(chǎn)中,多選用中合吸附法,但規(guī)定甚高的特殊聚醚還可以選用離子交換法完成解決,該法不但能合理地除去聚醚多元醇中的金屬離子,另外還能去除聚醚中的有色、有害化學物質(zhì)。它與傳統(tǒng)式的中和吸附法相互配合應用,能生產(chǎn)加工出質(zhì)量很高的聚醚多元醇。但離子交換法加工工藝非常復雜,成本費較高,現(xiàn)階段,適用于試驗室和藥業(yè)、食品類、護膚品等規(guī)定甚高的小眾特殊聚醚多元醇的生產(chǎn)加工。
(4)過濾
過濾的目地是去除催化劑被中和后轉(zhuǎn)化成的鹽,傳統(tǒng)式機器設備是板框過濾機,高效率低、勞動效率大,現(xiàn)多應用優(yōu)秀的圓網(wǎng)式過慮武器裝備。在過慮流程中,應依據(jù)生產(chǎn)加工聚醚的含量尺寸、聚合度是多少,適度加上適合的助濾劑,以減少系統(tǒng)軟件原材料粘度,提升過慮高效率,降低濾餅中商品的含量。海外有專業(yè)的助濾劑產(chǎn)品?;蛟S,要是在物料系統(tǒng)中添加適量的甲醇、乙醇、異丙醇等有機溶劑,減少粘度,也會對過慮實際操作的順利開展具有一定功效
(5)精餾和調(diào)整
為得到殘渣含水量低、顏色淺、含量遍布相對性窄小的聚醚商品,還需通過精餾和調(diào)節(jié)工藝流程。聚醚的精餾是在100℃上下的緩解壓力下完成,脫除聚醚中的微量分析水份和別的殘渣。因為聚醚商品中的醚鍵易產(chǎn)生空氣氧化破裂,故現(xiàn)階段多應用降膜式空調(diào)蒸發(fā)器,原材料不斷運輸至空調(diào)蒸發(fā)器上端的髙速抽濾分散化盤里,原材料被抽濾拋至釜壁,并產(chǎn)生液膜降低,在一定溫度和緩解壓力狀況下,限制降膜高寬比,就能限制脫除商品中的殘渣。為防止聚醚商品空氣氧化,還應添加0.05%~0.5%二叔丁基對甲酚這類的抗氧化劑,及其丁基化羥基二甲苯和丙烯胺抗氧化劑(如吩噻嗪等)等配合物。為融入聚氨酯材料生成化學反應的需用,聚醚多元醇商品絕不允許呈堿性,一般對聚醚產(chǎn)品要做酸堿度測量,必需時要加入適度的弱酸有機酸完成調(diào)節(jié),使其成為均一的偏酸性產(chǎn)品。一般,聚醚多元醇的pH值應限制在6~7中間為宜。在很多運用中不容許聚醚多元醇中存有可溶金屬鹽,鉀鈉電離含水量在100mg/kg下列,只有考慮硬泡應用要求。對特殊軟泡,而且要小于5mg/kg。
現(xiàn)階段,聚醚多元醇的工業(yè)生產(chǎn),一般選用預備處理-聚合物-中和吸附-過濾-脫干水蒸氣蒸餾等工藝流程,其生產(chǎn)方法可分成持續(xù)法和間歇性法。前面一種自動化技術水平高,產(chǎn)品品質(zhì)平穩(wěn),生產(chǎn)加工高效率,低成本,適合通用型聚醚多元醇大量生產(chǎn)。后面一種一般選用釜式化學反應武器裝備,項目投資少,建成投產(chǎn)快,生產(chǎn)加工使用方便,但產(chǎn)品品質(zhì)沒有持續(xù)法生產(chǎn)加工的商品平穩(wěn),成本費稍高。即便如此,海外生產(chǎn)加工聚醚多元醇的專業(yè)性企業(yè),主要選用持續(xù)法生產(chǎn)工藝流程,但另外也都配置了間歇性法生產(chǎn)加工武器裝備,以融入聚氨酯材料工業(yè)生產(chǎn)對不一樣種類、規(guī)格型號聚醚的需用。針對總產(chǎn)量在20kt下列的生產(chǎn)加工加工廠均選用間歇性法生產(chǎn)裝備。
聚醚多元醇生產(chǎn)加工中也有三廢產(chǎn)生,優(yōu)秀的生產(chǎn)工藝流程,每生產(chǎn)加工1t商品將會造成大概30kg左右的廢水,量盡管并不大,但也一定要先解決后排污。過濾造成的固態(tài)廢棄物,在其中仍帶有許多聚醚,應選用有機溶劑清理、收購,使固態(tài)廢棄物中有機化合物含水量小于1%后排污,有機溶劑回收利用循環(huán)系統(tǒng)應用。有機廢氣可鍵入脫硫塔,消化吸收未化學反應的原材料汽體,循環(huán)系統(tǒng)應用后進到合乎環(huán)境保護規(guī)定的有機廢氣處理設備解決后排污。
聚醚多元醇的工業(yè)生產(chǎn)主要選用間歇性法和持續(xù)法。
持續(xù)法是在間歌法基本上發(fā)展趨勢起來的較優(yōu)秀的生產(chǎn)工藝流程,適合大批,單一種類生產(chǎn)加工。

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