科普：合成树脂的制备方法

合成树脂

合成树脂，是一种人工合成的一类高分子量聚合物，是兼备或超过天然树脂固有特性的一种树脂。合成树脂最重要的应用是制造塑料。

制备方法

合成树脂为高分子化合物，是由低分子原料——单体（如乙烯、丙烯、氯乙烯等）通过聚合反应结合成大分子而生产的。工业上常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、淤浆聚合、气相聚合等。生产合成树脂的原料来源丰富，早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主，现多以石油和天然气的产品为主。

工业上常用的聚合方法

本体聚合

定义：本体聚合是单体在引发剂或热、光、辐射的作用下，不加其他介质进行的聚合过程。

特点：产品纯洁，不需复杂的分离、提纯，操作较简单，生产设备利用率高。可以直接生产管材、板材等质品，故又称块状聚合。

缺点：物料粘度随着聚和反应的进行而不断增加，混合和传热困难，反应器温度不易控制。

适用场景：聚加基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等树酯的生产。

悬浮聚合

定义：悬浮聚合是指单体在机械搅拌或振荡和分散剂的作用下，单体分散成液滴，通常悬浮于水中进行的聚合过程，故又称珠状聚合。

特点：反应器内有大量水，物料粘度低，容易传热和控制；聚合后只需经过简单的分离、洗涤、干燥等工序，即得树脂产品，可直接用于成型加工；产品较纯净、均匀。

缺点：反应器生产能力和产品纯度不及本体聚合法，而且，不能采用连续法进行生产。

适用场景：悬浮聚合在工业上应用很广。

乳液聚合

定义：乳液聚合是指借助乳化剂的作用，在机械搅拌或振荡下，单体在水中形成乳液而进行的聚合。乳液聚合反应产物为胶乳，可直接应用，也可以把胶乳破坏，经洗涤、干燥等后处理工序，得粉状或针状聚合物。

特点：乳液聚合可以在较高的反应速度下，获得较高分子量的聚合物，物料的粘度低，易于传热和混合，生产容易控制，残留单体容易除去。

缺点：聚合过程中加入的乳化剂等影响制品性能。为得到固体聚合物，耗用经过凝聚、分离、洗涤等工艺过程。反应器的生产能力比本体聚合法低。

溶液聚合

定义：溶液聚合在溶剂存在下进行聚合，所选用的溶剂既要溶解单体又要能溶解聚合物。聚合过程中体系呈均匀的粘稠溶液，聚合体系始终呈均相，连续运转周期长，易于操作。

特点：均相反应较易控制，分子量及其分布也可适当控制。

缺点：溶液聚合体系粘稠，造成传热传质困难和不均一。

淤浆聚合

定义：淤浆聚合时采用一种溶剂或用单体本身作为分散介质，生成之聚合物不溶于分散介质中，而以颗粒状分散其中，呈淤浆状。早先有些文献曾将它归属于非均相的溶液聚合。

特点：体系黏度小，便于搅拌，散热容易，可用较高的单体浓度，提高单位设备生产率。

适用场景：此法可用于高密度聚乙烯、聚丙烯等生产。

气相聚合

定义：气相聚合时将气相单体与催化剂按规定量引入反应器中一步合成，得到干燥的聚合物。气相聚合的前提是催化剂选择性及收率必须足够高，得到的产品不需脱除残存催化剂，这样可大大缩短流程。随着高活性载体齐格勒催化剂的出现，在制造聚乙烯或聚丙烯方面，气相聚合迄今已占主流。此外，也可广泛用于以自由基机理进行的聚合。

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