聚四氟乙烯－－聚偏氟乙烯PVDF乳液聚合工艺

聚偏氟乙烯(PVDF)树脂兼具含氟树脂和通用树脂的特性，有着优良的综合性能：优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐气侯性、耐紫外线、耐辐射性能，还有压电性、热电性等特殊性能，广泛应用于化工设备、电子电气和建筑涂料三大领域，已成为氟树脂中仅次于聚四氟乙烯的第二大品种。 聚偏氟乙烯可通过乳液聚合和悬浮聚合制得。 1、乳液聚合 乳液聚合体系主要有单体、引发剂、水、乳化剂四个基本成分组成。 引发剂主要有两类：无机过氧化物(过硫酸盐等)、有机过氧化物(烷基过氧化物等)、烷基过氧化碳酸酯、偶氮化合物也可引发PVDF聚合。有机过氧化物引发制得的PVDF含有非离子化端基，比由过硫酸盐引发的PVDF有较好的热稳定性，二异丙基过氧化二碳酸酯(IPP)是工业卜-常用的偏氟乙烯引发剂。 引发剂的用量对聚合速率及聚合物性能影响很大，合适的引发剂浓度能够提供有效的高活性自由基浓度，来实现预期的聚合速率。引发剂浓度过高会对聚合物的热稳定性造成不利影响，特别是熔融速率、伸长率和聚合物的产量三个参数受到的影响最大。随着引发剂用量增大，产生的初级自由基也越多，引发聚合的速度也就越大；但引发剂用量太大时，产生的初级自由基太多，引发聚合的速率很快，自由基终止的机会也多，聚合反应不平稳，产量下降，聚合物的性能也变差。 乳液聚合工艺如下所示： 先将高压釜抽真空、充氮排氧，重复多次，严格排凈微量的氧。吸人一定量的去离子水和一定量的引发剂、助剂，压入少量VDF单体。加热至反应温度，随着反应进行，保持釜内压力，不断补加VDF单体至单体槽压几乎无变化时结束反应。将未反应的单体同收重复利用，聚合物经过凝聚(破乳)、洗涤、干燥得到产品PVDF。 乳液聚合的优点：聚合速率快，同时产物分子量高，可在较高温度下聚合；直接应用胶乳的场合，如水乳漆、粘结剂等，更宜采用乳液聚合。乳液聚合的缺点：需要固体聚合物时，乳液需经破乳(凝聚)、洗涤、脱水、干燥等工序，生产成本较悬浮聚合高；产品中留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能。 2、悬浮聚合 悬浮聚合制备PVDF的工艺流程说明如下：在配有搅拌的不锈钢高压釜内加入一定量的去离子水和分散剂，密闭反应釜，抽真空，用氮气置换，再抽真空，充人氮气，压力略高于大气压。搅拌，升温至50℃ ，压力到3．5 MPa。加入部分单体及相应量的 引发剂和其他助剂，聚合反应开始。继续以一定速率加入单体和相应比例的引发剂及其他助剂，维持温度及压力，直到单体加完，压力降到2.8 MPa，停止搅拌，反应结束。进行后处理。聚合物收率一般84.8wt％~94.7wt％。 悬浮聚合的优点：与乳液聚合相比，悬浮聚合物上吸附的分散剂量少，有些还容易脱除，产物含有较少的杂质；后处理工序比乳液聚合简单，生产成本较低，粒状树脂可以直接用来加工。悬浮聚合的缺点：聚合周期长，装置生产率较低。