聚合物的合成工藝分析

馬一鳴

（大慶油田化工有限公司，黑龍江大慶 163000）

隨著聚合物應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和應(yīng)用方向的增多，對(duì)于聚合物的需求量越來(lái)越高，而如何實(shí)現(xiàn)更高數(shù)量以及更高質(zhì)量的聚合物的生產(chǎn)，成為很多石油行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。在聚合物生產(chǎn)過(guò)程中，可以應(yīng)用到各種各樣的工藝，比如線(xiàn)型縮聚工藝、體型加聚工藝、游離基溶液聚合技術(shù)以及逐步加成聚合反應(yīng)等，只有了解了這些工藝，才能進(jìn)一步尋到實(shí)現(xiàn)聚合物合成的方法和措施。由此可見(jiàn)，探討聚合物合成工藝的重要意義。

1 聚合物的概念以及分類(lèi)

1.1 聚合物的概念

為了理解聚合物，首先需要了解單體，這是一種能夠與至少兩種其他單體結(jié)合的單分子，連接過(guò)程稱(chēng)為聚合，其中相同或不同類(lèi)型的兩個(gè)獨(dú)立分子通過(guò)共享電子對(duì)而結(jié)合，這種結(jié)合形成了一種共價(jià)紐帶。當(dāng)單體通過(guò)產(chǎn)生共價(jià)鍵的過(guò)程與其他單體結(jié)合時(shí)，它們形成更大的分子，稱(chēng)為聚合物。

1.2 聚合物的分類(lèi)

1.2.1 天然聚合物

天然聚合物是比較常見(jiàn)的，如蛋白質(zhì)就是氨基酸的聚合物、淀粉和纖維素是環(huán)狀多羥基的聚合物（糖類(lèi)）等，又稱(chēng)生物高聚物。這些天然的聚合物具備可被降解的特點(diǎn)，也正是因?yàn)槠渥陨砭邆溥@樣的特點(diǎn)，所以對(duì)于環(huán)境不會(huì)有太嚴(yán)重的污染，但是天然聚合物的種類(lèi)較少，因此，可應(yīng)用的范圍窄。

1.2.2 合成聚合物

相比于天然聚合物來(lái)說(shuō)，合成聚合物的種類(lèi)繁多，也正是因?yàn)楹铣删酆衔锞邆浞N類(lèi)繁多的特點(diǎn)，所以合成聚合物的應(yīng)用范圍也更廣泛。在實(shí)際生活中，最常見(jiàn)的合成聚合物就是樹(shù)脂以及橡膠，還有聚苯乙烯，但都存在難降解的特點(diǎn)，因此合成聚合物，雖然可以給我們的生活帶來(lái)一定的便利性，應(yīng)用范圍也非常的廣泛，但是由于其自身具備難以降解的特點(diǎn)，因此對(duì)于環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，其引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題也不容小覷，同時(shí)，部分合成聚合物甚至是有害物質(zhì)，會(huì)危害到人類(lèi)的身體健康。

1.3 聚合物的聚集狀態(tài)

高聚物的性能不僅與高分子的相對(duì)分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，也和分子間的相互關(guān)系，即聚集狀態(tài)有關(guān)。同樣都是線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的聚合物，有的聚合物自身的彈性較好，比如橡膠、塑料等，有的聚合物彈性則比較差一些，比如，聚苯乙烯等等。即使是同一種高聚物由于聚集狀態(tài)不同，性能也會(huì)有很大的差別，例如，化學(xué)纖維在制造過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)拉伸，就是為了改變聚物內(nèi)部分子的聚集狀態(tài)，使其分子鏈排列得整齊一些，從而提高分子間的吸引力，使制品強(qiáng)度更好。由此可見(jiàn)，在聚集狀態(tài)不同的情況下，所生產(chǎn)出來(lái)的聚合物性質(zhì)也各不相同。

2 石油化工聚合物的合成工藝

2.1 線(xiàn)型縮聚合成工藝

在石油化工聚合物合成的過(guò)程中主要會(huì)應(yīng)用到兩種常見(jiàn)的工藝，一種是縮聚工藝，另外一種則是加聚工藝?？s聚工藝是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)的單體，相互縮合并產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物（水、醇、氨、鹵化氫等）而生成聚合物，采用這種工藝會(huì)形成線(xiàn)型的高聚物，具備一定的局限性。

2.2 體型加聚合成工藝

除了縮聚工藝以外，加聚工藝也是石油化工聚合物生產(chǎn)過(guò)程中很常用的一種合成工藝，是由一種或兩種以上單體合成高聚物的反應(yīng)，在使用這種工藝的過(guò)程中，很少會(huì)有低分子化合物的形成，大多數(shù)情況下，都是生產(chǎn)高分子化合物，也正是因?yàn)樵摴に嚲邆溥@樣的特點(diǎn)，因此是實(shí)現(xiàn)高分子聚合物合成的首要選擇，而采用這種工藝一般會(huì)形成體型聚合物，在應(yīng)用的過(guò)程中也具備一定的局限性。

2.3 游離基溶液聚合工藝

游離基溶液聚合技術(shù)，指的是將單體溶解于容器中進(jìn)行聚合，通過(guò)這樣的方法來(lái)形成相對(duì)應(yīng)的聚合物。采用這樣的合成工藝主要適用于一些聚合物溶液的合成，比如涂料、黏合劑、纖維紡絲等。采用游離基溶液聚合合成工藝既具備一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也具備一定的缺點(diǎn)。使用該合成工藝可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于溫度的有效控制，同時(shí)還能控制產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而控制產(chǎn)品的性能，最重要的是可以去除產(chǎn)品中的雜質(zhì)，但是其在應(yīng)用的過(guò)程中也具備一定的缺點(diǎn)，比如，反應(yīng)速度緩慢、聚合度不高以及會(huì)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染等，因此在應(yīng)用這一技術(shù)的過(guò)程中，還要使用相對(duì)應(yīng)的排染措施。

2.4 逐步加成聚合合成工藝

逐步加成通過(guò)單體反復(fù)加成而形成大分子，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量越高，因此，這種方法比較適合于高分子聚合物的生產(chǎn)，形成的聚合物結(jié)構(gòu)酷似縮聚物，但與縮聚工藝形成的聚合物不同，采用這種方式所形成的聚合物沒(méi)有小分子產(chǎn)生。

2.5 提升員工的工藝水平

人員是任何一項(xiàng)工作得以開(kāi)展的核心，針對(duì)于聚合物的生成和合成，除了要掌握一定的合成工藝之外，還要提升員工自身的工藝水平，可以通過(guò)相對(duì)應(yīng)的培訓(xùn)工作，而培訓(xùn)可以分為理論培訓(xùn)和實(shí)踐培訓(xùn)，通過(guò)理論培訓(xùn)的開(kāi)展要員工了解基本的合成工藝?yán)碚?，其次，通過(guò)實(shí)踐培訓(xùn)工作的開(kāi)展提升員工的實(shí)際操作能力，做到理論與實(shí)踐雙結(jié)合。而針對(duì)于培訓(xùn)工作的開(kāi)展可采用的方法比較多，除了講授法之外，也可以采用一對(duì)一教授法，采用老員工帶領(lǐng)新員工的方式一對(duì)一進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)而提升員工的實(shí)踐操作水平。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，聚合物分為天然聚合物以及合成聚合物兩種，為了實(shí)現(xiàn)更多的合成聚合物的生產(chǎn)，要在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中采用各種各樣的合成工藝。本文結(jié)合聚合物的概念以及分類(lèi)，探討了聚合物的合成工藝，希望可以促進(jìn)聚合物的生產(chǎn)，進(jìn)而為我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。