聚合物的合成工艺分析

2020-01-15马一鸣

化工设计通讯 2020年4期

马一鸣

（大庆油田化工有限公司，黑龙江大庆 163000）

随着聚合物应用领域的扩大和应用方向的增多，对于聚合物的需求量越来越高，而如何实现更高数量以及更高质量的聚合物的生产，成为很多石油行业重点关注的问题。在聚合物生产过程中，可以应用到各种各样的工艺，比如线型缩聚工艺、体型加聚工艺、游离基溶液聚合技术以及逐步加成聚合反应等，只有了解了这些工艺，才能进一步寻到实现聚合物合成的方法和措施。由此可见，探讨聚合物合成工艺的重要意义。

1 聚合物的概念以及分类

1.1 聚合物的概念

为了理解聚合物，首先需要了解单体，这是一种能够与至少两种其他单体结合的单分子，连接过程称为聚合，其中相同或不同类型的两个独立分子通过共享电子对而结合，这种结合形成了一种共价纽带。当单体通过产生共价键的过程与其他单体结合时，它们形成更大的分子，称为聚合物。

1.2 聚合物的分类

1.2.1 天然聚合物

天然聚合物是比较常见的，如蛋白质就是氨基酸的聚合物、淀粉和纤维素是环状多羟基的聚合物（糖类）等，又称生物高聚物。这些天然的聚合物具备可被降解的特点，也正是因为其自身具备这样的特点，所以对于环境不会有太严重的污染，但是天然聚合物的种类较少，因此，可应用的范围窄。

1.2.2 合成聚合物

相比于天然聚合物来说，合成聚合物的种类繁多，也正是因为合成聚合物具备种类繁多的特点，所以合成聚合物的应用范围也更广泛。在实际生活中，最常见的合成聚合物就是树脂以及橡胶，还有聚苯乙烯，但都存在难降解的特点，因此合成聚合物，虽然可以给我们的生活带来一定的便利性，应用范围也非常的广泛，但是由于其自身具备难以降解的特点，因此对于环境的污染比较严重，其引发的环境污染问题也不容小觑，同时，部分合成聚合物甚至是有害物质，会危害到人类的身体健康。

1.3 聚合物的聚集状态

高聚物的性能不仅与高分子的相对分子质量和分子结构有关，也和分子间的相互关系，即聚集状态有关。同样都是线型结构的聚合物，有的聚合物自身的弹性较好，比如橡胶、塑料等，有的聚合物弹性则比较差一些，比如，聚苯乙烯等等。即使是同一种高聚物由于聚集状态不同，性能也会有很大的差别，例如，化学纤维在制造过程中必须经过拉伸，就是为了改变聚物内部分子的聚集状态，使其分子链排列得整齐一些，从而提高分子间的吸引力，使制品强度更好。由此可见，在聚集状态不同的情况下，所生产出来的聚合物性质也各不相同。

2 石油化工聚合物的合成工艺

2.1 线型缩聚合成工艺

在石油化工聚合物合成的过程中主要会应用到两种常见的工艺，一种是缩聚工艺，另外一种则是加聚工艺。缩聚工艺是指具有两个或两个以上官能团的单体，相互缩合并产生小分子副产物（水、醇、氨、卤化氢等）而生成聚合物，采用这种工艺会形成线型的高聚物，具备一定的局限性。

2.2 体型加聚合成工艺

除了缩聚工艺以外，加聚工艺也是石油化工聚合物生产过程中很常用的一种合成工艺，是由一种或两种以上单体合成高聚物的反应，在使用这种工艺的过程中，很少会有低分子化合物的形成，大多数情况下，都是生产高分子化合物，也正是因为该工艺具备这样的特点，因此是实现高分子聚合物合成的首要选择，而采用这种工艺一般会形成体型聚合物，在应用的过程中也具备一定的局限性。

2.3 游离基溶液聚合工艺

游离基溶液聚合技术，指的是将单体溶解于容器中进行聚合，通过这样的方法来形成相对应的聚合物。采用这样的合成工艺主要适用于一些聚合物溶液的合成，比如涂料、黏合剂、纤维纺丝等。采用游离基溶液聚合合成工艺既具备一定的优势，同时也具备一定的缺点。使用该合成工艺可以实现对于温度的有效控制，同时还能控制产品的结构，进而控制产品的性能，最重要的是可以去除产品中的杂质，但是其在应用的过程中也具备一定的缺点，比如，反应速度缓慢、聚合度不高以及会造成环境的严重污染等，因此在应用这一技术的过程中，还要使用相对应的排染措施。

2.4 逐步加成聚合合成工艺

逐步加成通过单体反复加成而形成大分子，发生化学反应的时间越长，聚合物的相对分子质量越高，因此，这种方法比较适合于高分子聚合物的生产，形成的聚合物结构酷似缩聚物，但与缩聚工艺形成的聚合物不同，采用这种方式所形成的聚合物没有小分子产生。

2.5 提升员工的工艺水平

人员是任何一项工作得以开展的核心，针对于聚合物的生成和合成，除了要掌握一定的合成工艺之外，还要提升员工自身的工艺水平，可以通过相对应的培训工作，而培训可以分为理论培训和实践培训，通过理论培训的开展要员工了解基本的合成工艺理论，其次，通过实践培训工作的开展提升员工的实际操作能力，做到理论与实践双结合。而针对于培训工作的开展可采用的方法比较多，除了讲授法之外，也可以采用一对一教授法，采用老员工带领新员工的方式一对一进行指导，进而提升员工的实践操作水平。