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EVA装置聚合反应机理
乙烯在高温高压下通过自由基均聚生产LDPE 产品,乙烯和醋酸乙烯在高温高压下通过自由基共聚生产EVA 产品。 聚合单体(乙烯、醋酸乙烯)在超高压(260~280MPa),高温度(210~305℃)条件下,在过氧化物引发剂的作用下,发生自由基聚合反应,反应的引发温度为140~160℃,整个反应过程要经历如下 4 个过程:
整个均聚反应是:n(CH2=CH2)→(-CH2-CH2-)n
整个共聚反应是:n(CH2=CH2)+m (VA)→(-CH2-CH2-)n-(VA)m
链引发:
引发剂分解,形成初级自由基,是吸热反应,
ROOR→RO•+•OR (初级自由基) 初级自由基与单体加成,形成单体自由基,是放热反应,
RO•+ CH2=CH2 → RO-CH2-CH2 • (单体自由基)
链增长:
链增长反应是放热的,合成聚乙烯的反应热约为 3260 kJ/kg,VA 的聚合热约为1034 kJ/kg。
R•+CH2=CH2→R-CH2-CH2•
R-CH2-CH2•+ CH2=CH2→R-CH2-CH2-CH2-CH2•(均聚)
由于乙烯和醋酸乙烯在高温高压下的竞聚率大约相等,因此反应器进料气体中的成分与聚合物中的成分大致相同。
链终止:
当两个聚合物自由基反应形成一个或两个聚合物分子时,则聚合物自由基的活性终止。
偶合终止:两个自由基形成一个大分子。
R1-CH2-CH2•+•CH2-CH2-R2→R1-CH2-CH2-CH2-CH2-R2(偶合)
歧化终止:两个自由基形成两个聚合物分子,一个为饱和,另一个为乙烯基不饱和。
R1-CH2-CH2•+•CH2-CH2-R2→R1-CH=CH2+CH3-CH2-R2(歧化)
自由基脱落(β断裂):自由基分解形成聚合物分子和低分子量的自由基,聚合物中含有不饱和结构。
Mm* →Mn*+Mm-n
杂质(或氧)钝化自由基:杂质(或氧)与链状自由基反应形成非自由基产物,可以使自由基失活。 R1-CH2-CH2•+I(阻聚剂) → R1-CH2-CH2I(惰性物质)
注意:与杂质的反应也是链转移反应,其中自由基从聚合物链转移到杂质分子上,终止聚合物在链上的增长。
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