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1、.,1,工程塑料课程报告,聚苯醚的合成工艺,汇报人：李双庆 张虎 袁靖喆 姜思宇 木力得尓,.,2,目录,CONTENTS,.,3,.,4,聚苯醚 世界五大通用工程塑料 较高的热稳定性、耐化学腐蚀性 优异的电性能 广泛用于汽车工业、电子电气、办公机械、精密器械、纺织器材等许多领域。 世界树脂的总产量达到23.6万吨,.,5,聚苯醚的主链中含有大量的酚基芳香环,并且由于二个甲基封闭了两个邻位的活性点,造成分子链本身具有较高的刚性和分子间有高的凝聚力。,氧原子与苯环处于p-共扼状态,使氧原子提供的柔顺性受到二个甲基的苯环影响而大大降低,因此聚苯醚有较高的热稳定性和耐化学腐蚀性。,.,6,由于链的刚
2、性大,分子链间作用力强,使聚苯醚再受力时的形变减小,尺寸稳定,并阻碍了大分子的结晶和取向。而当受外力强迫取向后,又不易松弛,制品中残余的内应力难以自行消除,易产生应力开裂。,聚苯醚的分子结构中无任何可水解的基因。使其具有十分突出的耐水性,即使将它放入沸水中后其拉伸强度,伸长率和冲击强度都没有明显下降。此处由于分子链无显著极性,因而电绝缘性也很好。,.,7,表2.1聚苯醚有关物理性质,.,8,表2.1聚苯醚有关物理性质,.,9,性能,熔点,脆化温度,性能,热变形温度,马丁耐热,.,10,工艺发展,1986,今天,工艺发展,1967,1969,.,11,.,12,图3.1聚苯醚结构式及化学反应式,
3、.,13,对位聚合物 在聚苯醚诸多异构体中，具有 实际意义且研究最广的是对位 结构的聚合物 (I) Hay提出的DMP与金属络合物催化剂发生单电了转移形成苯氧自由基，苯氧自由行 C-)偶合为DPP,.,14,图3.2氧化耦合机理,.,15,(II)Viersen等认为与金属络合物催化剂络合的苯氧自由基发生C-)偶合生成DPP (III)ChenBeasjou认为苯酚的氧化偶合过程是通过一步双电了转移进行的。,.,16,即先形成的苯氧阴离了与金属络合物催化剂的两个铜离了络合 通过双电了转移生成苯氧鎓离了与苯酚偶合为DPP,DPP再进行链增长反应得到聚合物。,.,17,.,18,工艺条件,催化剂配
4、置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系,图3.3 催化剂合成温度与聚苯醚产率的关系,.,19,工艺条件,催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系,图3.4催化剂合成温度与产物中DPQ含量的关系,.,20,工艺条件,催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催化剂体系,图3.5 催化剂合成温度与特性粘数的关系,.,21,工艺条件,表3.1催化剂合成温度与产物和副产物的影响,催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23摄氏度。,催化剂配置温度 本次设计采用的是铜-胺催
5、化剂体系,.,22,工艺条件,催化剂配置温度：结论,通过研究我们组同学发现催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20时有一最低点。含量的测定采用的是紫外分光光度剂,仪器的精确程度可以保证,但在处理聚苯醚样品时,要经过洗涤,沉淀,过滤,会对样品中的含量造成一定的影响。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制温度定在23。,.,23,工艺条件,表3.2催化剂配制时间与产物和副产物的影响,通过上表可知我们将最佳的催化剂配制时间定为20分钟,催化剂配制时间的确定,.,24,工艺条件,图3.6供氧压力与PPO产率的关系,图3.7供氧压力与产物中
6、DPQ含量的关系,反应时氧气压力的确定,.,25,工艺条件,图3.8供氧压力与产物中特性粘度关系的关系,本次设计此时考虑到实验的成本,故采用最小的氧气压力为0.05兆帕。,催化剂配制时间的确定,表3.3 供氧压力与产物和副产物的影响,.,26,工艺条件,图3.9反应温度与产物中DPQ含量的关系,反应温度的确定,.,27,工艺条件,图3.10反应温度与PPO产率的关系,反应温度的确定,.,28,工艺条件,图3.11反应温度与特性粘数的关系,催化剂合成温度对产物中含量的影响并不大,在0-50度的范围内,含量没有太大的变化。从图上可见含量在20时有一最低点。考虑到以上因素,本次设计将最佳的催化剂配制
7、温度定在23摄氏度。,反应温度的确定,.,29,工艺条件,表3.4 反应温度对产物和副产物的影响,通过研究反应温度对产物和副产物的影响,我们组的这次设计将反应温度设定为18摄氏度。 考虑以上一些因素又结合实际情况我们将单体浓度设为 0.0472克每升。,反应温度的确定,.,30,.,31,共混合金改性,表3.5 PPO全世界消耗与分布,.,32,PPO / HIPS合金的研究PPO / I-SIPS具有优异的吸湿率低、容易加工和良好尺寸稳定性能 PPO / PS合金研究，该合金是改性聚苯醚的代表性产品，主要使用分子量较低的聚苯醚接枝上苯乙烯单体，或者以2, 6一二甲基苯酚与2, 3, 6一三甲
8、基苯酚的共聚物为主成份与聚苯乙烯共混而制成,共混合金改性,.,33,共混合金改性,表3.6 A- PPE树脂及覆铜板性能表,.,34,PPO / PA合金，这种合金是结晶和非结晶的非相容性合金，由于PA是连续相、PPO是分散相，其在加工成型后性能获得很大改善，兼具两者优点 PPO / PBT合金，为了解决PPO / PA合金吸水性较大的问题而开发出PPO / PBT合金，该产品的物理机械性能及制品尺寸在潮湿环境中仍保持稳定，其耐热性和抗冲击性与GTX / PPO / PA合金相似,.,35,PPO / PPS合金，由于PPS树脂结构为苯环与硫的交替连接，分子链的刚性及规整性大，具有良好机械性能
9、和耐热性,.,36,端基改性 将PPO的端轻基进行酸化反应，最初目的是防止端经基被氧化，以提高PPO的氧化和热稳定性能，目前工业上广泛使用的封端方法是在乙酸化反应前进行醒偶反应，减少生成低分子的醒型产物。随着PPO合金的研究开发，发现可以通过在PPO端基引人带有反应活性的小分子化合物，如含有活泼卤原子或酸卤基团等，封端后的PPO为PPO合金的相容剂。,化学改性,.,37,主链改性 PPO既可以进行亲电取代又可以进行自由基反应，通常主链改性有多种，如进行澳代反应、磷酸醋化反应、乙烯化反应、胺交联反应、狡基化与磺化反应、硝基与氨基取代、硅取代、引人烯丙基基团等。可以在一定程度上增加PPO柔韧性、阻
10、燃性、耐老化性、耐腐蚀性、改善其溶解性、提高机械性能等。,.,38,.,39,聚苯醚 M PPO应用的主要品种有:PPO/PS, PPO/H IPS, PPO/ ABS, PPO/ PA, PPO/ PBT。M PPO。 据报导我国需年进M PPO 3 kt左右,.,40,聚苯醚主要产品 介电、绝缘与阻燃覆铜板 具有优异抗湿性和可再利用性阻燃树脂组成物 透明阻燃聚芳醚模塑材料 高阻燃性、高抗冲击性和高流动性聚苯醚组成物,.,41,聚苯醚主要产品 1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。 2、可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件，可代替不锈钢使用。 3、可制作螺丝、紧固件及连接件。 电子电器 电视机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套，高频印刷电路板 电视机、电脑、传真机，复读机外壳等。 汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。 机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。 化工领域:用于制作管道、阀门、滤片等耐腐蚀零部件。,.,42,报告 总结,.,43,谢谢欣赏！ Thank you！,