Рассчитать и спроектировать стадию полимеризации в производстве суспензионного полистирола производительностью 7000 тонн в год

Рассчитать и спроектировать стадию полимеризации в производстве суспензионного полистирола производительностью 7000 тонн в год

ФГБОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА»

НОВОМОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Кафедра ХТООНХС

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА НА ТЕМУ:

Рассчитать и спроектировать стадию полимеризации в производстве суспензионного полистирола производительностью 7000 тонн в год

Студент: Балакина Т.Г.

Группа: О-09-1

Руководитель: Родионова Р.В.

Новомосковск, 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИСТИРОЛА

.1 Практические методы осуществления процесса полимеризации

.2 Выбор инициатора

.3 Выбор стабилизатора

.4 Новшества в производстве суспензионного полистирола

. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, ПОЛУПРОДУКТОВ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

.1 Характеристика исходного сырья

.2 Характеристика производимой продукции

.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

. НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА

.МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

. ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ

.1 Тепловой баланс стадии нагрева

.2 Тепловой баланс реакции

.3 Тепловой баланс стадии охлаждения

.4 Расчет поверхности теплообмена реактора

. МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

.1 Расчет мешалки

.2 Расчет штуцеров

.3 Расчет толщины обечайки

.4 Расчет толщины днищ реактора

.5 Подбор вспомогательной емкости

. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

. КОНТРОЛЬНО - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ

.1 Выбросы в атмосферу

.2 Сточные воды

.3.Твердые и жидкие отходы

.4 Опасные факторы и вредности, проявляющиеся при эксплуатации оборудования

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

полистирол сырье теплообмен реактор

ВВЕДЕНИЕ

Полистирол - бесцветное, твердое стеклоподобное вещество, пропускающее до 90% лучей видимого спектра.

Вследствие высокой текучести полистирола при повышенных температурах удобнее всего перерабатывать его методом литья под давлением, хотя пригодны также прессование, экструзия и выдувание.

Известное применение нашла механическая обработка блоков и пластин из полистирола в производстве линз и электротехнических деталей. Пленки, полученные путем выдувания, непрочны, но если этот процесс сопровождается продольной вытяжкой (ориентация), прочность и гибкость их резко возрастают. Полистирольные волокна, уступая полиолефиновым, например, по эластичности, обладают другими ценными свойствами (упругость, прозрачность), что позволило применять их в волоконной оптике (передача света и изображения по пучкам волокон. Волоконная оптика основана на явлении полного внутреннего отражения света и широко используется в телевидение, в медицинских приборах, для регистрации треков ядерных частиц и в некоторых других областях), электротехнике и производстве армированных пластиков [1].

Латексные полимеры очень удобны для приготовления резиновых смесей, так как они легко смешиваются с наполнителями и другими ингредиентами.

Синтетические латексы широко применяются для производства водных красок (с добавлением красителя); они могут быть непосредственно использованы для химической модификации полимеров (например, путем хлорирования), формования волокна, пропитки, в качестве клеев и т.д. [2].

Ударопрочный модифицированный полистирол предназначен для изготовления методом литья под давлением: деталей внутренней облицовки холодильников; изделий, предназначенных для контакта с водой и с сухими сыпучими пищевыми продуктами при комнатной температуре; деталей бытовой техники, не соприкасающихся непосредственно с жидкими пищевыми продуктами; игрушек, изделий технического назначения; деталей автомобильной и приборостроительной промышленности.

1.ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА МЕТОДА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИСТИРОЛА

.1 Практические методы осуществления процесса полимеризации

В зависимости от требований, предъявляемых к полимеру, и условий его дальнейшей переработки и использования применяют различные способы полимеризации: полимеризация в блоке или массе, полимеризация в растворе, эмульсионная полимеризация, суспензионная или гранульная полимеризация.

По технологии проведения различают:

) Полимеризация в блоке или массе: для проведения полимеризации в блоке при строго определенной температуре выдерживают в форме раствор инициатора в мономере; при надобности в реакционную массу добавляют еще регуляторы и пластификаторы. Готовый мономер может иметь форму блока, стержня, трубки. Этим путем получают наиболее прозрачные материалы, широко используемые в качестве органического стекла. Метод отличается простотой и дает полимеры, практически не содержащие загрязнений.

Ввиду большой вязкости и плохой теплопроводности реакционной массы, а также проявления гель-эффекта теплота реакции отводится недостаточно быстро, вследствие чего возникают местные перегревы, усиливающие роль передачи цепи на полимер и приводящие к снижению степени полимеризации. В связи с этим полимеризация у различных слоев мономера происходит при неодинаковой температуре, нарушается линейное строение макромолекулы и увеличивается полидисперсность по молекулярной массе [3].

Кроме того, давление паров мономера в глубине блока, вызванное перегревом, создает внутреннее напряжение в полимере, в лучшем случае такие напряжения приводят к неоднородности блока по физико-механическим свойствам, а в худшем случае к вздутиям и трещинам.

В известной мере эти недостатки могут быть устранены применением слабых ингибиторов, ведением полимеризации с небольшой скоростью при температурах, превышающих температуру плавления полимера.

Метод полимеризации в блоке используется в технике главным образом для получения полиметакрилатов, полистирола, пол винилацетата и полиэтилена, а также когда полимер нерастворим в мономере (полимеризация винилхлорида или акрилонитрила).

За последние годы получили распространение непрерывные методы полимеризации в массе. Процесс проводится в обогреваемых башнях, куда подаётся «форполимер»; расплавленный готовый полимер по мере образования выдавливается в виде ленты или стержня. К преимуществам непрерывного метода относятся большая стандартность полимера, высокая производительность и упрощение регулирования молекулярной массы.

) Полимеризация в газовой фазе: этот вид полимеризации еще не нашел широкого применения на практике. Примером ее может служить полимеризация этилена под давлением в присутствии кислорода, имеющая промышленное значение Полимеризация в газообразном состоянии является разновидностью гетерофазной полимеризации, так как высокомолекулярные соединения, возникающие с самого начала процесса, практически нелетучие и реакция, начавшись в газовой фазе, может продолжаться на поверхности или в объеме образовавшегося полимера. Механизм полимеризации может быть ионным или радикальным, и для инициирования ее применяются нелетучие (щелочные металлы) и летучие (кислород) возбудители, ультрафиолетовое излучение и излучение высокой энергии. Большое практическое значение имеет газофазная привитая сополимеризация для модификации волокон и пленок. Несомненный интерес представляет полимеризация из газовой фазы на вытянутых волокнах и пленках, приводящая к образованию ориентированных полимеров.

) Полимеризация в растворе: если мономер и полимер растворимы в растворителе, то получается раствор полимера, используемый как клей, лак, раствор для пропитки нетканых покрытий. В противном случае только мономер растворим в растворителе, получаются более высокомолекулярные продукты.

Роль растворителя очень важна для тех процессов полимеризации, при которых реакция протекает практически моментально, по мере смешивания катализатора с мономером. При этом количество теплоты, выделяющееся в единицу времени, очень велико; избыток ее отводится не только в результате разбавления, перемешивания и охлаждения, но также и испарения растворителя.

Достоинства: уменьшение вязкости системы, что облегчает перемешивание и отвод тепла, снижается опасность перегрева и полидисперсность полимера по молекулярной массе.

) Эмульсионная полимеризация: в качестве растворителя используется вода. Ни полимер, ни мономер не растворяются в воде. Процесс протекает в эмульсии. Для эмульгирования мономера и повышения устойчивости полимера в систему вводят эмульгаторы, которые в водном растворе образуют мицеллы, в которых растворяют мономер [4].

Рис.1.1.Схема эмульсионной полимеризации.

В качестве инициаторов используются водорастворимые инициаторы, например персульфат калия, перекись водорода. Полимеризация протекает в мицеллах, в которых содержание мономера гораздо выше. Свободные радикалы, инициирующие реакцию, возникают в водной фазе, где находится инициатор на поверхности мицеллы. Получается полимерная частица, стабилизированная эмульгатором. По мере полимеризации мономера свежие его порции, поступающие из капель эмульсии, растворяются в полимерных частицах с образованием полимерно-мономерных частиц, в которых происходит дальнейшая реакция.

Достоинства: скорость эмульсионной полимеризации выше, чем в гомогенных системах, молекулярная масса полимера больше.

Недостатки: полимер загрязнен остатками эмульгатора, который, будучи электролитом, значительно ухудшает диэлектрические свойства полимера. Загрязненность латексных полимеров ограничивает их применение.

)Суспензионная полимеризация: при суспензионной полимеризации реакция проводится таким же образом, как при эмульсионной полимеризации, путем перемешивания мономера с водой, но вместо эмульгаторов добавляются такие гидрофильные полимеры, как поливиниловый спирт, полиакриловая кислота, крахмал, а также окись алюминия, тальк, тонкодисперсная глина. Эта разновидность полимеризации иногда называется гранульной, бисерной или жемчужной полимеризацией.

Стабилизаторы, которые применяются в сравнительно больших концентрациях(3-5%), адсорбируются на поверхности капель, образующихся при перемешивании, и препятствуют их слиянию.

Так как инициаторы обычно растворимы в мономере, полимеризация протекает внутри капель с образованием шарообразных частиц, легко оседающих без специальной коагуляции по прекращении перемешивании.

Вследствие малой удельной поверхности сравнительно крупных гранул и слабых сил адсорбции стабилизатор легко отмывается и практически отсутствует в готовом полимере. Поэтому такие полимеры обладают высокими диэлектрическими свойствами, а изделия, приготовленные из них, отличаются хорошей прозрачностью.

Суспензионная полимеризация представляет собой, по существу, разновидность блочной полимеризации, так как гранулы являются как бы «микроблоками», по кинетики полимеризация внутри капель не отличается от блочной. Благодаря малым размерам этих «микроблоков», диспергированию их в воде и возможности хорошего перемешивания исключаются перегревы, вследствие достаточного отвода тепла достигаются высокие степени превращения и молекулярные массы, а также малая полидисперсность полимера.

)Полимеризация в твердой фазе: интенсивное изучение твердофазной полимеризации за последние годы обусловлено тем, что в ряде случаев скорость реакции и качество получаемых полимеров, лучше, чем при проведении процесса в жидкой фазе. Особое значение имеет этот способ полимеризации для мономеров, являющихся твердыми веществами при комнатной температуре, например для акриламида [5].

Наиболее распространенные методы полимеризации соединений в кристаллическом состоянии - радиохимический (в объеме кристалла) и фотохимический (на поверхности кристалла).

В случае кристаллических мономеров, обладающих палочкообразной формой молекулы и имеющих некоторые вращательные степени свободы, возможно термическое инициирование. Механизм реакции в зависимости от условий может быть радикальным или ионным. Часто реакция продолжается после прекращения облучения, что связано с низкой подвижностью реагирующих частиц, затрудняющих обрыв цепи.

)Полимеризация в жидких кристаллах: при этом способе полимеризации отпадает ряд неблагоприятных факторов, связанных с наличием жесткой кристаллической решетки у мономера. Скорость полимеризации в жидких кристаллах в 5-6 раз выше, чем при жидкофазной в растворе при тех же условиях, и молекулярная масса на порядок выше.

)Полимеризация на матрицах: проводя полимеризацию или поликонденсацию на матрицах стремятся использовать вне живых клеток весьма совершенные принципы биосинтеза, добиться высоких скоростей реакции с образованием полимеров заданной физической и химической структуры.

)Полимеризация в мономолекулярных слоях: полимеризацию в мономолекулярных слоях можно инициировать газообразным BF3 или перекисью бензоила; образующиеся при этом полимеры вследствие особой ориентации мономерных молекул во время реакции, вероятно, отличаются по структуре от продуктов, полученных полимеризацией в блоке или растворе.

Весьма перспективны аналогичные методы получения полимерных покрытий и пленок путем полимеризации мономеров и непредельных олигомеров непосредственно на поверхности изделия или подложки, при этом отпадает необходимость в применении сушильных устройств и появляется возможность автоматизации процесса.

Рассмотрев достоинства и недостатки каждого метода полимеризации, выбираю суспензионная полимеризацию.

.2 Выбор инициатора

Различные инициаторы при одном и том же мономере действуют неоднаково; по разному ведёт себя так же один и тот же инициатор по отношению к различным мономерам.

В качестве инициаторов на практике чаще всего используют органические и неорганические пероксиды, азосоединения, N-нитрозоанилиды, триазены, элементоорганическое соединение (в т.ч. карбонилы металлов), дибензилы. Органические пероксиды и азосоединения - наиболее распространенные инициаторы, из них в промышлености широко применяют бензоилпероксид, кумилгидропероксид, кумилпероксид, 2,2»-азо-бис-изобутиронитрил; из неорганическое пероксидов наиболее важен водорода пероксид, так же применяют пероксодисульфаты. и др.Так же в качестве инициатора используется третбутилпербензоат.

Бензоилпероксида (дибензоилпероксид, пероксид бензоила).

Представляет собой бесцветные кристаллы с орторомбической решёткой.

Растворяется в простых <#"700210.files/image002.gif"> .

Образующиеся радикалы способны вызывать индуцированный распад исходного вещества. Распад ускоряется в присутствии ионов переходных металлов.

Чистый пероксид бензоила способен быстро воспламеняться и гореть с большой интенсивностью; горение его больших количеств переходит во взрыв. Он также взрывается при нагревании, ударе и трении.

Пероксид бензоила используется как инициатор радикальной полимеризации <#"700210.files/image003.gif"> <#"700210.files/image004.gif">

Рис. 1.2.

Изобретение связано со средствами для перемещения олефиновых полимеров в фазе суспензии. Описан способ переноса потока суспензии, содержащей полимер, через переходную линию из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор, в котором до подачи из переходной линии во второй полимеризационный реактор поток суспензии разделяют на два потока, первый из которых возвращают в первый реактор, в то время как второй поток проходит во второй реактор, причем длина переходной линии между первым реактором и точкой разделения потока больше, чем длина переходной линии между вторым реактором и точкой разделения потока. Описаны также варианты способа переноса потока суспензии. Технический результат - снижение проблем, связанных с седиментацией и засорением переходной линии между первым и вторым реактором полимеризации. [8]

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к технологии производства полимерных материалов, и может быть использовано при производстве вспенивающегося полистирола. Описан способ получения высокомолекулярного вспенивающегося полистирола путем полимеризации стирола в две стадии, на первой из которых проводят форполимеризацию стирола в присутствии основного инициатора процесса (1) антипирена гексабромциклододекана и его синергиста - дикумилпероксида, регулятора роста цепи, второго инициатора - O,O-третамил-O-(2 гексил)-монопероксикарбоната (2) с последующей суспензионной полимеризацией на второй стадии в водной среде в присутствии стабилизатора - поливинилового спирта, регулятора роста цепи, третьего инициатора третбутилпербензоата (3) и вспенивающего агента, отличающийся тем, что в качестве основного инициатора процесса используют 2,5-бис/2-этилгексаноил-перокси/-2,5 диметилгексан и процесс осуществляют при массовом соотношении трех инициаторов 1:2:3, равном 0,956:1:(1,14-2,5) до получения полимера с относительной вязкостью 2,1-2,3.

Известен способ получения вспенивающегося полистирола путем многостадийной блочно-суспензионной полимеризации, состоящий из подготовки сырья, форполимеризации стирола в массе, суспендирования форполимера в водном растворе стабилизатора - тонкой суспензии трикальцийфосфата, окончательной полимеризации с введением вспенивателя-изопентана, отжима гранул на центрифуге, сушки гранул в потоке горячего воздуха, рассева и упаковки готового продукта.

Недостатком данного способа является применение инициаторов полимеризации на стадии форполимеризации и окончательной полимеризации с существенно отличающимися температурными параметрами разложения перекисей, что в условиях реактора даже при интенсивном перемешивании приводит к местному перегреву реакционной смеси с получением полидисперсного продукта по молекулярно-массовому распределению и переходу процесса в неконтролируемый режим, чреватый образованием агломерата («козла»)

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения вспенивающегося полистирола путем многостадийной блочно-суспензионной полимеризации, состоящий из подготовки сырья, форполимеризации стирола в массе в присутствии инициатора-перекиси бензоила, антипирена - гексабромциклододекана, синергиста антипирена - перекиси дикумила, регулятора роста цепи - димера альфаметилстирола, суспендирования форполимера в водном растворе стабилизатора - поливинилового спирта, окончательной полимеризации с использованием в качестве инициатора третбутилпербензоата, регулятора роста цепи - димера альфаметилстирола, хлористого кальция, углекислого кальция и с введением вспенивателя - изопентана, отжима гранул на центрифуге, сушке гранул в потоке горячего воздуха, рассева и упаковке готового продукта.

Недостатком прототипа является относительно невысокий молекулярная масса, выражаемый показателем «Относительная вязкость» и составляющий 1,6-1,8 единиц.

Молекулярная масса является величиной, определяющей весь комплекс физико-механических свойств полимера, область его применения, технологию переработки и экономичность процесса переработки его в изделия.

Целью предлагаемого изобретения является повышение молекулярной массы полимера на 30000-40000 ед. за счет замены классического монофункционального инициатора процесса - перекиси бензоила на бифункциональную перекись - 2.5-бис(2-этилгексаноил-перокси)-2,5-диметилгексан («ТРИГОНОКС-141») с получением вспенивающегося полистирола с показателем «Относительная вязкость» 2,3-2,4 ед.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения вспенивающегося полистирола путем многостадийной блочно-суспензионной полимеризации, состоящем из подготовки сырья, форполимеризации стирола в массе в присутствии инициатора полимеризации, антипирена, синергиста антипирена и регулятора роста цепи, суспендирования форполимера в водном растворе стабилизатора - поливинилового спирта, окончательной полимеризации в присутствии инициатора полимеризации и регулятора роста цепи с введением вспенивателя - изопентана, отжима гранул на центрифуге, сушки гранул, рассева и упаковки готового продукта. Процесс форполимеризации и окончательной полимеризации стирола осуществляется с использованием трехкомпонентной смеси инициаторов, позволяющей интенсифицировать процесс с одновременным снижением количества используемого инициатора в 7-8 раз и соответствующим сглаживанием экзотермии процесса. При этом компоненты инициирующей смеси различаются температурными параметрами разложения, что позволяет мягко повышать температуру реакционной смеси. Для этого на стадии форполимеризации загружается инициатор полимеризации - «Тригонокс-141» 2,5 бис(2-этилгексаноил-перокси)-2,5-диметилгексан и дополнительно вводится инициатор O,O-третамил-O-(2-гексил)-монопероксикарбонат («Люперокс-ТАЕК», «Тригонокс-131). На стадии окончательной полимеризации загружается инициатор - третбутилпербензоат «Тригонокс-С». При этом вместо 17 кг перекиси бензоила загружается всего 2,2 кг «Тригонокса 141», что снижает суммарный расход инициатора на процесс на 14,5-14,8 кг на цикл, происходящий в реакторе вместимостью 10 м3.

Внедрение предлагаемой трехкомпонентной смеси перекисных инициаторов полимеризации позволяет существенно изменить структуру получаемого полимера, обеспечивая его экономически выгодную пригодность в качестве сырья для всего ряда пенопластов (марки 15, 25, 35, 50), полученных из полистирола для вспенивания, изготовленного блочно-суспензионным методом, так и пенопластов типа «Пеноплекс», получаемых экструзионным методом. [9 ]

В настоящее время в химии высокомолекулярных соединений активно развивается научное направление, связанное с контролируемым синтезом макромолекул в условиях радикального инициирования.

В результате проведения исследований в данной области, [10] был предложен ряд оригинальных подходов проведения контролируемой радикальной полимеризации, в том числе обратимое ингибирование процесса получения полимеров стабильными радикалами, а также металлсодержащими соединениями. Однако, подавляющее большинство работ по контролируемому синтезу макромолекул посвящено вопросам блочной полимеризации виниловых мономеров, в том числе стирола, метилметакрилата, бутилметакрилата и некоторых эфиров акриловой кислоты.

Особенности контролируемой водно-дисперсионной полимеризации изучены значительно меньше, чем блочной. В ряде работ для реализации < механизма контролируемой' полимеризации в водных средах были использованы подходы, апробированные для блочной полимеризации. В результате исследований установлено, что в большинстве изученных систем закономерности контролируемой блочной полимеризации можно перенести с некоторыми ограничениями на дисперсионные процессы. Однако перспективы полупромышленного внедрения указанных подходов ограничены главным недостатком подобных процессов - высокими температурами проведения синтеза полимеров (120-140°С), в то время как в промышленности, как правило, используют температуры 50-70°С. Увеличение температуры до 100°С и выше в условиях эмульсионной полимеризации неизбежно вызывает кипение диспесионной среды - воды и недопустимо с технологической точки зрения. Для предотвращения этого нежелательного явления полимеризацию необходимо проводить при повышенном давлении, что усложняет аппаратное оформление процесса. Другим аспектом необходимости снижения температуры промышленного способа получения полимеров является энергосбережение.

В свете вышеизложенного целью данной работы явилась разработка методов проведения контролируемой полимеризации в блоке и эмульсии при температурах ниже 100°С с использованием нитроксильных радикалов и их источников.

Научная новизна и значимость работы:

• Разработан метод проведения контролируемой эмульсионной полимеризации при атмосферном давлении и относительно низких температурах (< 100°С), основанный на использовании высокомолекулярных нитроксильных радикалов.

• Изучено влияние строения регулирующих добавок и их концентрации, температуры и природы эмульгаторов на процесс контролируемой, эмульсионной полимеризации, проводимой в присутствии нитроксильных радикалов;

• Предложены новые регуляторы роста цепи на основе нитроксильных радикалов и нитронов имидазольного ряда;

• Проведены систематические исследования активности полимеров, полученных контролируемой полимеризацией в присутствии нитроксильных радикалов, генерируемых, в реакциях пост- и блок - сополимеризации, [10].

В своей работе, [11] Скуркис, Юлия Олеговна исследует монодисперсные полимерные микросферы, применяющиеся в различных областях науки и техники. Их правильная сферическая форма и монодисперсность позволяют широко использовать полимерные микросферы в качестве модельных коллоидов при изучении реологического поведения, стабильности, седиментации, электрокинетики и агрегации коллоидов. Достаточно крупные монодисперсные полимерные частицы с диаметром более 1 мкм могут быть использованы в качестве сорбентов для анализа и разделения биологически активных веществ (БАВ) методами жидкостной хроматографии. В последние годы монодисперсные полимерные микросферы эффективно применяются в иммуноанализе в качестве носителей иммунореагентов, среди которых главную роль играют белки. Молекулы БАВ содержат в своем составе разнообразные ионогенные группы, поэтому они не только могут вступать в специфические взаимодействия с поверхностью полимерного носителя, но и влиять на распределение поверхностного заряда.

При этом, наряду с величиной заряда немаловажное значение имеет и химическая природа полимерной поверхности - степень ее гидрофобности, наличие тех или иных функциональных групп, их кислотно-основные свойства и т. д. Микросферы служат для визуализации иммунохимических реакций, в которых образование комплекса антиген-антитело проявляется как агрегация частиц латекса, несущих на поверхности один из взаимодействующих компонентов. На специфичность и чувствительность такой реакции определяющее влияние оказывает конформация макромолекул белка, она меняется в зависимости от структуры поверхности микросфер и их электроповерхностных свойств.

. 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

Полимеризация стирола протекает по радикальному механизму. Инициаторы при суспензионной полимеризации стирола используют органического типа: пероксид бензоила, трет-бутил перфталат.

Полистирол общего назначения не взрывоопасен, но является горючим, легковоспламеняющимся материалом с температурой воспламенения 210°С и температурой самовоспламенения 444°С.

Пыль фракции 20 - 250 мкм имеет нижний предел воспламенения 25-29 г/м3. Взвешенная в воздухе пыль полистирола склонна к образованию электростатических зарядов, что может быть источником опасности, так как возможно образование взрывной смеси. В обычных условиях - выделение паров стирола и других продуктов разложения.

Полистирол общего назначения разлагается в ароматических, хлорированных углеводородах, простых и сложных эфирах, терпенах. Набухает в бензине и керосине. Стоек к воде, щелочам, кислотам, спиртам.

Полимеризация стирола проходит по следующей схеме:

ИНИЦИИРОВАНИЕ

При температуре выше 700С перекись бензоила распадается по уравнению:

( С6Н5СОО)2 → 2 С6Н5СОО → 2С6Н5 + 2СО2 (2.1)

Образовавшиеся радикалы присоединяются к молекулам стирола, активируя их:

                                                                 О

  СН₂=СН-С₆Н₅ + С₆Н₅-СОО  →  С₆Н₅ - С - О-СН₂-СН - С₆Н₅      (2.2)

   СН₂=СН-С₆Н₅ + С₆Н₅  →  С₆Н₅-СН₂-СН - С₆Н₅                                           (2.3)

РОСТ ЦЕПИ

С₆Н₅ -С-О-СН₂ -СН +  n  СН₂=СН-С₆Н₅→

           О             С₆Н₅

С₆Н₅ -С-О-[СН_2-СН] _nСН₂ -СН-С₆Н₅                                            (2.4)

          О               С₆Н₅

ОБРЫВ ЦЕПИ

2 С₆Н₅ -С-О-[СН_2-СН] _nСН₂ -СН → С₆Н₅ -С-О-[СН_2-СН] _2n+2О-С=О     (2.5)

            О             С₆Н₅           С₆Н₅             О             С₆Н₅        С₆Н₅

С₆Н₅ -С-О [СН₂СН] _nСН₂ -СН   +  С₆Н₅ -СН₂ -СН→

         О               С₆Н₅          С₆Н₅                        С₆Н₅

С₆Н₅ -С-О-[СН₂СН-] _n+2С₆Н₅                                                            (2.6)

          О              С₆Н₅

В общем виде уравнение реакции полимеризации запишется следующим образом:

nС₆Н₅СН=СН₂→[-СН-СН₂-]n                                                                               (2.7)

                                       С₆Н₅

  3.ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, ПОЛУПРОДУКТОВ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

3.1 Характеристика исходного сырья

Характеристика исходного сырья приведена в таблице 3.1[12]

Таблица. 3.1

Характеристика исходного сырья