聚合学习材料一、原料1、氨纶生产聚合阶段使用的主要原料有 MDI、PTG、PDA、EDA、DBA、MPMD、TDO、 MG、245、SAS 或 XHTS0112、PTG 又 称 PTMG 、 PTMEG ， 为 聚 四 亚 甲 基 醚 二 醇 ， 分 子 式HO-（CH-CH-CH-CH-0） -H，是氨纶生产的主原料之一，形成大分子的软链段 2222n凝固点28-32°C，常温下为白色蜡状的固体；凝固的PTG通常在70°C左右加热 24小时就可以完全融化，避免长时间在90C以上的温度下融化或存放融化 后呈透明液体，用47C水保温PTG具有很强的吸湿性和易氧化性，需要使用 干燥的氮气保护存放在高温下易燃，如果发生燃烧，可用喷水、泡沫、二氧 化碳灭火器灭火装卸时应佩戴手套和防护眼镜，以免眼镜和皮肤接触，完成 工作后用肥皂、水清洗PTG 属于聚合物，所以其分子量（羟值）和分子量分布是主要的两个指标，也是经常变化的指标因为PTG与MDI是按照分子数进行配比反应的，所以当 PTG分子量发生变化时，其添加的质量需要进行调整此外，含水率、PH值、 酸值、含铁等也是影响PTG的因素3、 MDI，化学名4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯，分子式0CN-（苯）-CH-（苯）-NC0,2是氨纶生产的主原料之一，形成大分子的硬链段。
凝固点通常在38.5C左右， 与其中的 2、4 异构体含量有关，异构体含量越高，凝固点越低固态 MDI 呈 白色蜡状异氰酸基（-NC0）非常活跃，可以与水、醇、胺、酚、羧酸、尿、 氨酯等反应MDI在储存期间容易自聚形成二聚体，储存温度越低越好，固态 通常在-5°C以下储存；液态MDI的最佳储存温度为45°C纯度是MDI的主要指 标，可以通过滴定直接检测，也可以通过环己烷溶解过滤检测4、 EDA、PDA、MPMD是扩链剂，DBA是终止剂EDA的凝固点大约10°C，所 以冬季需要防冻，在投料前，需要将桶放到暖房融化胺是比较危险的化学物 质，易燃易爆，具有很强的腐蚀性，操作时一定要佩戴安全防护用品对粘膜 和皮肤有很强的刺激性，可灼伤皮肤，接触后立即用清水冲洗，严重的送医；胺的主要控制指标是纯度，可以用气相色谱法（GC）检测5、 DMAC 是用途非常广的极性溶剂，对预聚体和最终的聚合物进行稀释，目的是 使聚合物粘度降低，更容易输送从纺丝回收的 WDMAC 中含有大量的水、 过量的胺、和 DMAC 分解的羧酸与二甲胺，需要通过精制手段去除精制的 原理可以简单地理解为：DMAC与其他杂质的沸点不同，在精制塔中，从塔底 到塔顶温度逐渐降低，在塔底将所有DMAC及大部分的杂质加热沸腾成气态， 气体上升过程中，因为温度逐渐下降，其中沸点较高的组分逐步冷凝成液体回 流到塔底，而沸点低的组分将继续往塔顶上升，这样从塔上部的某个部位接收 的物料就是接近纯的DMAC；塔顶的气体经过冷凝后回流到塔内。
采用负压蒸 馏的目的是为节约能源，因为物料的沸点随着气压的降低而下降 精制操作的关键是控制压力稳定、一定的回流比6、 TDO ，消光剂，二氧化钛（ TiO2 ） ，俗称钛白粉添加量不同，可以生产不同 颜色的氨纶丝饼根据TDO的添加量，通常将聚合体分为C（Clear，透明的）、 M（Matt，有光）、D（Dull,消光）三类TDO在DMAC中的溶解度很小，容易 沉降，而且颗粒之间容易聚集形成卫星球7、 MG，硬脂酸镁（C17H35COO）2Mg，解舒剂（润滑剂），添加量的变化会影响 纺丝的操作性能和丝饼的退绕性能8、 XHTS-011 （SAS）,防黄剂、助染剂9、 Chinox-245,无色无气味的受阻酚类抗氧剂，具有良好的耐热性、低挥发，无 色污等特点, 添加量在 0.8-1.0%.10、 UMB,群青，作为增白剂与TDO —起配合使用二、公用工程1、 水系统聚合使用10°C、25°C、47°C、40°C等几种热水10°C水用于RA-1的 冷却；25C水用于 UAS-MTK、UAS-STK、US-METK 的保温；47C水用于 PTG 和 MDI 储罐的保温；40C水（温度需根据情况进行调整）用于原液罐保温。
2、 冷媒（CM），-5〜-10C），用于RA-2的冷却3、 氮气系统进入聚合车间的氮气总管压力为 5.5kg/cm2，经过减压后分成3.0kg/cm2、 1.5kg/cm2、 0.2kg/cm2、 0.02kg/cm2 等几种压力的氮气 3.0kg/cm2 氮气用于RA-1物料输送和RA-2的辅助输送；1.5kg/cm2氮气用于MDI槽车 卸料、MDI和PTG供给罐补气；0.2kg/cm2氮气用于胺和SAS等桶装物料的 卸料； 0.02kg/cm2 氮气用于物料罐密封4、 压缩空气A6用于仪表的气动阀和RA-2夹套冷媒的压送5、 蒸汽（S3）,用于热水加热、反应器清洗三、 物料调配1、 胺液调配将DMAC、EDA、PDA/MPMD、DBA等物料分别计量加入UAS-MTK 混合均匀，滴定-NH2端基，根据平均分子量计算出浓度，以确认调配的准确性2、 辅料调配将 DMAC、TDO、MG、XHTS-011 （或 SAS）、245、聚合物原液、 UMB等添加剂分别加入SLURRY-MTK，经高剪切混合器分散均匀后待用调配后取样检测粘度和浓度，以确认调配是否合格四、 预聚合反应1、 预聚合反应流程：确认 DMAC-1 计量完成，按计划启动聚合， RA-1 夹套通入 10°C水冷却；程序控制自动加入DMAC-1 （大约用时7-10分钟）；接着通过流 量计加入PTG，PTG加完后启动RA-1-AGC搅拌器）；当RA-1温度下降至15C， 开始将计量好的MDI从MDI-METK加入RA-1。
MDI添加通过流量计和MDI-METK 双重控制手段来确保每批添加的质量符合 SOC 的设定当 MDI 添加阀打开，计 时器即开始计时，7200秒后结束预聚合反应，移送PPS到RA-2然后添加清洗 DMAC对RA-1进行清洗，清洗液移送至RA-22、 在预聚合反应中，MDI是过量的（MDI的分子数是PTG的1.6〜2.0倍），所 以最终形成只有-NCO端基的预聚体通过检测剩余-NCO端基的含量，可以判 断预聚合反应的程度和效果3、 因为预聚合反应在DMAC中进行，而DMAC中一定含有水分（PTG中也含水）， 所以在预聚合反应过程中，有-NCO与水反应形成胺，胺进一步与-NCO反应形 成尿，在某些条件下尿与-NCO反应形成缩二尿的副产物，或者-NCO与氨基甲 酸酯（MDI与PTG的反应物）反应形成尿基甲酸酯的副产物所有这些副产物 都对最终的产品有非常不好的影响反应温度过高、反应时间过长、 DMAC 或PTG含水量过大都是副反应的诱因水参与的反应使RA-1里容易形成凝胶并 积聚在搅拌浆叶上4、 预聚合反应属于放热反应，同时搅拌也产生机械热，所以MDI加入RA-1后， 温度会明显上升，达到最高值后在夹套冷却水的作用下温度逐渐下降。
因为温 度对反应速度等有比较明显的影响，所以需要控制RA-1夹套使用的10°C水的 稳定，避免或减少温度波动使批次之间产生差异5、 如果MDI-METK没有完全加入RA-1，有时比较危险，因为当MDI与PTG分子数 接近时，预聚体的粘度会很高，甚至导致严重的凝胶6、 反应结束的预聚物溶液及清洗DMAC通过3kg/cm2的氮气压送至RA-2，移送过 程中，过滤掉其中的凝胶等颗粒7、 当反应器内的凝胶积聚较多时，需要对反应器进行清洗将DMAC加入RA-1, 排除RA-1夹套的水，通入蒸汽加热，搅拌清洗直至干净8、 从RA-1温度曲线可以非常清楚地监控反应情况，进而判断MDI与PTG的添加 是否正常主要观察MDI添加后的温度变化曲线，特别是反应的最高温度，如 果有明显的差异则需要检查PTG、MDI的添加是否正常温度（D A[35-25-15展规〒<厘匾决«漳山— 口町吾 〈U4NP掘無)ru—u
因为扩链反应是非常剧烈的放热 过程，同时在粘度逐步增长的情况下，搅拌也会产生大量热量，而在高温情况 下胺与-NCO的反应更加剧烈，为使反应更平缓更均匀，所以需要控制反应温度 ——将起始反应温度设定为 9C2、 扩链反应起始时是-NCO端基过量，反应结束后是-NH2端基过量过量胺就是 检测聚合物溶液中剩余的-NH2含量，是非常重要的指标之一3、 调和并检测合格的UAS经计量泵（UAS-MP）和流量计计量后加入RA-2UAS-MP是双隔膜冲程泵，为保持出口端有稳定的压力，在管线上安装有压力 调节阀（背压调节阀），通常设定2.0-3.0kg/cm2；在泵出口还安装一个缓冲罐, 缓冲罐充氮气，以减少压力波动在泵不工作期间，检查缓冲罐后面的压力， 如果压力小于2.0kg/cm2，需要给缓冲罐补充氮气，如果补充氮气后压力不能 稳定，则可能是背压阀异常，需请保全维修在 UAS 添加过程中，不可以给 缓冲罐补充氮气4、 粘度计是通过检测原液通过毛细管后产生的压力差计算出粘度粘度 计的读数是监控扩链反应过程的重要手段之一；此外还可以通过观察温度曲线 和搅拌器功率曲线来实时监控扩链反应过程在扩链反应过程中，除了需重点 监控粘度、温度、搅拌器功率外，还需要跟踪UAS流量计读数的变化。
5、 在扩链反应过程中，随着粘度的增长，搅拌器的负荷逐渐增加，为保护电机， 需要切换转速6、 粘度、浓度、过量胺是扩链反应阶段需要控制的几个主要指标►时间（为钟）温度（*C）-55-25159O2863359525)72RA-2温度曲线六、 辅料添加及原液供应系统1、 调配好的辅料经泵计量后与原液同时泵入静态混合器进行充分混合2、 添加了添加剂的聚合原液在纺丝之前需经过一定时间的熟化，使其中比较弱的 键断裂，形成新键；硬链段结晶、软链段结晶取向，使分子链排列更规整有序3、 原液存放期间由于弱键断裂、新键形成；氢键等因素使原液粘度增长粘度增 长的速度与存储的时间、温度、搅拌、聚合配方等因素有关七、 精制系统1、 从纺丝回收的DMAC含有大量杂质，需经过精制处理后才能循环使用2、 精制塔分脱水塔和精馏塔，WDMAC先经脱水塔（塔-1）除去水分，再经过精 馏塔（塔-2 ）除去其他杂质3、 WDMAC是混合物，一定组成的混合物液体在一定压力下在加热过程中出现第 一个气泡时的温度称为泡点泡点随液相组成和压力而变（对于纯物，泡点也就是其在某压力下的沸点） 当泡点与液相组成的关系中，出现极小值 或极大值时，这极值温度相应称为最低恒沸点或最高恒沸点，这时，汽相 与液相组成相同，相应的混合物称为恒沸混合物。
汽液平衡时，液相的泡 点即为汽相的露点实际生产中多采用负压精制，是为降低能源消耗，因为 在负压情况下，物质的沸点降低（混合液体的泡点降低）4、精馏塔的进料段（热平衡进料）以上塔盘完成上升混合物中重组分的精馏分离， 称之为精馏段；进料段（热平衡进料）以下塔盘利用塔底热源将轻组分提馏出 去，完成重组分的提浓，称之为提馏段。