醋酸乙烯酯溶液聚合的研究开题报告

1. 研究目的与意义

目的：以丙烯酸为调聚单体、偶氮二异丁腈为引发剂、甲醇为溶剂进行乙酸乙烯酯溶液聚合。通过聚合转化率和凝胶渗透色谱的测定,研究聚合过程和所制备聚合物的分子量及其分布,以及丙烯酸对聚合物分子量分布的影响;进一步探讨了反应装置的安装及结构对聚合反应的影响。意义：目前,关于自由基聚合产物窄分布的研究主要集中于/活性0自由基聚合,包括原子转移自由基聚合、氮氧调控聚合及可逆加成断裂链转移聚合等,但这些方法很少成功用于乙酸乙烯酯,寻求新的方法制备出分子量分布较窄的聚乙酸乙烯酯十分必要。另一方面,乙酸乙烯酯单体沸点很低(73e),极易挥发,装置的密封性对反应结果影响较大,一般实验室聚合常用的搅拌杆和搅拌套头之间仅以橡胶圈来起到一定的密封作用,当反应在聚合单体的沸腾状态下进行时,无法确保高的密封性能,反应器内单体易发生泄漏,导致反应器内各物料配比失去平衡,从而使反应结果出现偏差。为了有效地弥补这个缺陷,在研究工作的基础上,考虑将搅拌和冷凝器加以结合,期望在达到良好的冷凝效果的同时,避免出现反应过程中单体在搅拌部位的泄漏,这对于实验室条件下制备窄分子量分布的乙酸乙烯酯聚合物具有十分重要的实际意义。

2. 国内外研究现状分析

国内： 随着醋酸乙烯的大规模工业化生产,大大推动了醋酸乙烯聚合工业的发展,因此,人们对醋酸乙烯聚合反应的研究和探索也越来越多，醋酸乙烯聚合方法主要有溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合几种。单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合称作溶液聚合。溶液聚合是高分子工业中常用的一种聚合方法。醋酸乙烯的溶液聚合主要用来生产聚乙烯醇及其衍生物。

聚乙烯醇通过聚醋酸乙烯醇解制得,醋酸乙烯的溶液聚合是非常关键的,为了得到理想分子质量的聚醋酸乙烯,国内学者进行了大量研究,在低聚合度研究方面,通过对引发剂用量、溶剂甲醇的用量、反应温度、反应时间及分子调节剂等醋酸乙烯溶液聚合因素的优化,制备出聚合度在300~600的聚醋酸乙烯。在高聚合度研究方面,谢龙等人采用偶氮二异庚腈为引发剂,制得了相对分子质量为9.0@105的聚醋酸乙烯酯 ;刘新文等人提出了两步法加溶剂甲醇的生产工艺,解决了生产高聚合度聚醋酸乙烯问题。为了更好的了解聚合反应过程及开拓创新,国内外许多科研工作者对醋酸乙烯溶液聚合反应做了大量的研究工作，许东颖,廖正福等人以甲醇为溶剂,偶氮二异丁睛为引发剂,采用自由基聚合方法合成了低聚合度聚醋酸乙-烯醋,并对其结构进行了表征。他们还讨论了聚合时间,引发剂用量,物料配比,聚合温度等因素对聚合率的影响,获得了相对较佳的工艺参数"于忠英通过调节引发剂和溶剂用量,进而调节pavc数均聚合度的实验,达到了预期的目的。蔡允培用简易gpc柱对pva"和pva的分子量分布进行了研究,探讨了pva的分子量分布对可纺性的影响程度。周鉴殷通过生产实践经验,分析了由乙炔法合成的vac中的杂质,对pvac聚合率、数均聚合度,以及对pva着色度的影响,并提出了在生产工艺上的改进措施。谷亚新、刘运学以过硫酸馁为氧化剂,十二烷基苯磺酸为掺杂剂,将苯胺在聚醋酸乙烯酯（pvac）基质中进行原位氧化聚合,制备了导电聚苯胺pan/pvac复合材料,并采用溶液浇铸法制成可溶性导电复合膜。他们还考察了反应条件对复合膜电导率的影响,并进行了环境稳定性测试,用红外光谱进行了复合膜的结构表征,用扫描电镜对复合膜的表面形态进行了观察。

国外：1921 年德国 consortium flektochemische tndustrie 公司开发了乙炔、醋酸气相合成醋酸乙烯的方法，乙炔法是乙炔与醋酸蒸气通过以活性炭为载体的醋酸锌催化剂，在常压、170~230 ℃条件下在流化床反应器中进行反应。反应产物混合气经冷凝分离、精制得醋酸乙烯。现主要以电石乙炔为原料的 wacker 技术和以天然气乙炔为原料的 borden 技术。电石乙炔气相法以脱硫、脱磷的乙炔气与醋酸为原料，催化剂采用醋酸锌-活性炭(15︰85)。1928 年 wacker chemie 建立了第一套工业装置，采用的是固定床列管式反应器。hoechst 公司选用箱式外置式反应器建成了 1200 t/a 的醋酸乙烯生产装置。1965 年日本可乐丽公司首先使用流化床反应器，随后，美国的杜邦公司、日本合成化学公司也相继采用。上世纪 60 年代后，固定床工艺大多转换成流化床工艺。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

1，在窄分子量分布的乙酸乙烯酯聚合物的制备中，丙烯酸（aa）的引入

对聚合分子量分布的影响。

4. 研究创新点

目前,关于自由基聚合产物窄分布的研究主要集中于活性自由基聚合,包括原子转移自由基聚合，氮氧调控聚合及可逆加成断裂链转移聚合等,但这些方法很少成功用于乙酸乙烯酯。因此,本文着重从两方面探讨窄分子量分布乙酸乙烯酯聚合物的制备:1引入少量丙烯酸,改变活性自由基结构,制备窄分子量分布聚合物，2改善反应装置的密封冷凝效果,确保反应正常进行,控制聚合物分子量分布。