聚甲基丙烯酸甲酯的生產基本流程，以及車間布置和廠址的選擇方法。關鍵詞聚甲基丙烯酸甲酯本體澆注法生產過程Polymethylmethacrylateproductionchenliang（czie）Abstract:Thispaperintroducesthebasicsituationofproductionofpolymethylmethacrylateandtheproductionprocessofmethylmethacrylate,introducesthesourceandbodycastingproductionofplateglassproductiontechnology,processconditionsandprocessparametersofpolymethylmethacrylate.Furtherunderstandingofpolymethylmethacrylateworkshopdesign'sbasicflow,aswellastheplantlayoutandsiteselectionmethod.Keyword:Polymethylmethacrylate BodyProductionprocess選題的課題背景隨著中國國民經濟的穩定發展，尤其是電子/汽車工業已成為中國國民經濟的支柱產業，另外，城市建設和西部大開發等基礎項目的建設將對新型建筑材料有較大的需求，中國已成為全球聚甲基丙烯酸甲酯需求增長最快的國家。目前全球聚甲基丙烯酸甲酯應用已向高功能化、專用化方向發展，鑒于我國聚甲基丙烯酸甲酯生產能力和市場需求均呈現快速發展局面，尤其是國內多套規?；b置的建設，加上汽車工業迅猛發展拉動，未來幾年我國聚甲基丙烯酸甲酯工業進入一個新的發展階段，其中最為關鍵的是加快聚甲基丙烯酸甲酯的應用研究。鑒于現代工業生產能力與實際需要之間的差距，現代聚甲基丙烯酸甲酯的工業化生產技術比較先進，但是還有更多的新技術可以應用到新的生產線上，對聚聚甲基丙烯酸甲酯的改性合成機理及其應用方面進行了研究,以及拉動我國聚甲基丙烯酸甲酯市場開發,適應環保事業發展要求,推動社會經濟發展.目前我國聚甲基丙烯酸甲酯產業概況聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成。平均分子量50-l00萬。根據聚合機理的不同，聚合而成。平均分子量50-l00萬。根據聚合機理的不同，PMMA有四種不同的構型：無規立構、全同立構、間同立PMMA有四種不同的構型：無規立構、全同立構、間同立構、立構規整，性能也有所不同。常見產品為：亞克力，構、立構規整，性能也有所不同。常見產品為：亞克力，亞加力，壓克力亞加力，壓克力(都是英文acrylic的中文叫法)，翻譯過來其實就是有機玻璃！聚甲基丙烯酸甲酯（其實就是有機玻璃！聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有極為優越的光學性能，是一種高度透明的熱塑性塑料，獲得了廣優越的光學性能，是一種高度透明的熱塑性塑料，獲得了廣主要應用于航空、無線電、儀器、儀表、醫療器材、裝飾、主要應用于航空、無線電、儀器、儀表、醫療器材、裝飾、指示、廣告等方面。指示、廣告等方面。由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗沖擊性能低、與PC超級透明超級透明PMMA材料主要用于手機保護屏,該產品分為有硬化涂層化涂層,沒有硬化涂層兩種.其特點是透光率極好,沒有雜質,靜電保護膜,表面硬化厚后硬度可達5-6H以上，目前特別推薦用于硬化處理的薦用于硬化處理的PMMA材料,國內稱為"生板"。我國有機玻璃亞克力（壓克力）我國有機玻璃亞克力（壓克力）PMMA國目前有機玻璃產品的總生產能力在日產 13國目前有機玻璃產品的總生產能力在日產 13萬噸左右，生產廠家很多，但生產規模小。中國有機玻璃壓克力生產生產廠家很多，但生產規模小。中國有機玻璃壓克力生產加工能力很大，但產品結構不甚合理，只能生產普通品種加工能力很大，但產品結構不甚合理，只能生產普通品種產品，缺少建筑業需要的高附加值產品，在品種與質量方產品，缺少建筑業需要的高附加值產品，在品種與質量方面均不能滿足市場的需求，如建筑用需求量很大的擠出板面均不能滿足市場的需求，如建筑用需求量很大的擠出板均需要大量從國外進口。均需要大量從國外進口。近年來，中國有機玻璃壓克力（亞克力）的消費量增長很快，但由于中國有機玻璃 PMMA產品品種單調，數較少，質量較差，遠遠不能滿足國內市場的需求，導致進口量逐年大幅度增加。2000年中國PMMA模塑料進口量到7.7萬噸，同時還進口有機玻璃板材近 4000噸。從進口地區來看，廣東、上海、浙江及江蘇 4省市合計進口占全國總進口量的約95％左右。江蘇、上海是中國有機玻璃澆注板的主要生產地區，由于模型澆注工藝簡單、投資少，因此許多鄉鎮企業用此工藝進行作坊式生產，裝置規模小，產品質量遠達不到建材工業的質量標準，在國外早已淘汰有機玻璃的用途建筑方面：室內外照明及非照明信號顯示、天花板照明設備，高級裝飾品（如雕塑品等）太陽能集熱器的外罩、室內紫外燈操作的日光浴床，可制作彩色有機玻璃浴缸、臉盆等本防護罩，燈具各種筆桿、鈕扣、發夾、糖果盒、肥皂盒、各種容器及其他日用裝飾品。種透鏡以及激光掃描控制的慢轉錄象帶等。其他方面：可用作醫療器械，如假肢、假牙，醫用航器械、指示燈罩、表面覆蓋板，汽車及摩托車的擋風玻璃、汽車指示燈與尾部燈外殼、儀表外殼、汽車尾部裝飾板鏡與太陽眼鏡片汽車儀器顯示屏幕， 擠壓成板材、擠壓成形管和竿等。有機玻璃在醫學上還有一個絕妙的用處，那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜長滿了不透明的物質，光線就不能進入眼內。這就是全角膜白斑病引起的失明，而且這種病無法用藥物治療。于是，醫學家設想用人工角膜代替長滿白斑的角膜。所謂人工角膜，就是用一種透明的物質做成一個直徑只有幾毫米的鏡柱，然后在人眼的角膜上鉆一個小孔，把鏡柱固定在角膜上，光線通過鏡柱進入眼內，人眼就能重見光明。1771年，就有眼科醫生用光學玻璃做成鏡柱，也只用了半年就失效了。在第二次世界大戰中，有些飛機失事時，飛機上用有機玻璃做的座艙蓋被炸，飛行員的眼睛里嵌入了有機玻璃碎片。經過了許多年以后，雖然這些MMA的生產路線的選擇C一3路線丙酮氰醇法ACH傳統丙酮氰醇法是1934年ICI公司發明，1937世界上80％的甲基丙烯酸甲酯用這個工藝合成。丙酮氰醇和硫酸反應生成甲基丙烯酸硫酸鹽，然后再和甲醇反應，生成甲基丙烯酸甲脂。丙酮氰醇是由氫氰酸和丙酮反應而成。硫酸用量為1．4～1．8mol／molACH，硫酸既作為反應物，也作為溶劑。首先生成甲基丙烯酰胺硫酸鹽，副產物是a一羥基異丁烯酰胺硫酸鹽(有水的情況下生成)，而a一羥基異丁烯酰胺硫酸鹽在比較高的溫度和比較長的時間會生成甲基丙烯酰胺硫酸鹽。整個反應需要加入阻聚劑。第一步反應80～100120～1601這步轉化率一般(按ACH算)是94％。接下來用甲醇和水醋化甲基丙烯酸酰胺硫酸鹽。這個反應溫度是100～150度，壓力是7atm，反應時間是1小時，一步轉化率是(以甲基丙烯酰胺算)82％，甲醇和甲基丙烯酸循環反應，最終甲基丙烯酸甲酯的轉化率接近90％。生成的廢水可以高溫處理生成硫酸重復利用，也可以加入液氨，制成硫銨。傳統丙酮氰醇法是最主要的生產工藝，這一技術路線的產能約占世界MMA總生產能力的80%左右。如果生產商有廉價的氫氰酸(HCN)來源，則該傳統工藝工藝是有相當的經濟性的。但盡管如此，該工藝仍需進一步改進和提高，尤其是改善脫水/并且，仍存在需處理大量硫酸氫銨副產品問題。每生產1噸MMA則產生1.2噸硫酸氫銨。鑒于該工藝存在的副產品處理問題以及期望避免使用和制取劇毒性HCN，因此，促進了其他MMA新生產技術的成功工業化改進的ACH工藝是不用硫酸，最終轉化率(按ACH算第一步是丙酮氰醇制備a一羥基異丁酰胺，這個反應是丙酮氰醇和水在Mn02催化作用下60度反應，轉化率接近98后再和甲醇在甲醇鈉和離子交換樹脂的催化作用下生成基丙烯酸甲酯，反應溫度小于100度，這步轉化率接近65％該工藝只消耗丙酮和甲醇原料，不需要外部的氫氰酸劇毒原料支持，所用原料相對于其他新型的MMA生產工藝原料來說更加易于獲得。丙烯法丙烯酸法從1960年開始研究。丙烯和一氧化羰和水在過渡金屬催化下一步生成甲基丙酸烯甲酯?，F在～般用鎳碳催45～5560atm，整個反應在惰性的溶劑里，選擇轉化率99％。還有種工藝是強酸(氫氟酸)催化下丙烯和一氧化碳和水生成異丁酸，然后再和氧氣在催化劑(鐵磷和鉬磷)的作用下生成甲基丙烯酸和水。異丁酸的轉化率是90是—400度，然后和甲醇生成甲基丙烯酸甲酯。C～2路線(乙烯氧化法)化率95不過國內現在乙烯緊缺，暫時仍不能采用。c一4路線(異丁烯氧化法和叔丁醇氧化法)異丁烯氧化法后和空氣在催化劑條件下反應生成甲基丙烯醛(反應溫度300—420度，催化劑為含鉬、鉍、鎂的氧化物，轉化率為96％)，再與空氣在催化劑條件下反生成甲基丙烯酸(反應溫度250～350度，氧與甲基丙烯醛的摩爾比為1：2，轉化率為86％)，得到的反產物用吸收、萃取等方法進行分離、提純：最后用強酸陽離子交換樹脂作催化劑，甲基丙烯酸經醇化反應得到甲基丙烯酸甲皆《反應溫度70～”0度，甲基丙烯酸酸下甲醇的摩爾但工藝過程較為復雜。叔丁醇氧化法基丙烯酸回收過程：廢氣、廢液燃燒過程：醋化過程。結合當地情況，因地制宜地選擇合適的丙酮氰醇法原料路線。3 引發劑過氧化二苯甲酰（ dibenzoylperoxide,BPO）δ+OOδ-δ-CCOOδ+OOδ-δ-CCOO過氧化二苯甲酰分子結構的電荷分布OOOOOC C 2 COOO2+2CO2BPO按兩步分解。第一步均裂成苯甲酸基自由基，有單體存在時，，即引發聚合；無單體存在時，進一步分解成苯基自由基，并放出CO，2但分解不完全。4聚合原理與實施方法甲基丙烯酸甲酯的聚合反應主要按自由基聚合機理進主要采用本體聚合生產有機玻璃；采用懸浮聚合生產模塑的問題是如何控制克服甲基丙烯酸甲酯聚合過程中的“凝膠效應”和聚合過程體積收縮問題有機玻璃板材的生產工藝有機玻璃板材的生產工藝的流程圖單體制模模板清洗新模板配料 制漿灌漿排氣封合聚合 脫模裁切包裝 入庫制膜5%的氫氧化鈉溶液、稀鹽酸洗滌，再用蒸將墊條夾在二塊玻璃板的四周（注意留灌漿口），牢。制漿98.5%以上的單體和引發劑、增塑劑、脫模劑等加入預聚釜內，啟動攪拌器，向夾套內通入蒸汽升溫至75～85℃，保持5～10min釜內物料因聚合放熱會自動升溫至90～9215min后，8415min18～20℃，所得漿液供灌漿使用。預聚合的目的：縮短聚合反應的誘導期，利用“凝膠效應”的提前出現，在灌模前移出較多的聚合熱，保證產品的質量；減少聚合時的體積收縮，通過預聚合可以使收縮率小于12%（正常由MMA至PMMA體積收縮率為20%～22%）；漿液粘度大，可以減少灌模的滲漏損失。灌漿不同一般采取不同的灌漿方法。4mm的板材，先灌漿，之后豎直置于進片架立即封合。5～6mm液布滿模板，立即封合。8～20mm的板材，為防止料液過重使模板撓曲破封口。如圖所示。料液底架支架厚度20～50mm的板材，采用水壓灌漿法，即先將模具過程中要避免水進入模具內。如圖所示。漿液120漿液120～150mm聚合（水俗法、空氣俗法）水浴法是將灌好漿料的模具放入恒溫水箱中靜置1～2h后通入蒸汽升溫。聚合溫度與聚合時間依據板材的厚度而定，如厚度小于20mm的板材，其操作條件為：35～50℃聚合30～38h；65～100℃聚合3～5h，然后降溫45～65℃送去脫模。難于生產特大型板材?？諝庠》ㄊ菍⒐酀{后的模具按與水平線成15o～20o的斜度置于聚合車上，然后將聚合車推至烘房內進行聚合。首先在85～100℃的烘房中聚合到一定粘度，將溶解于漿液中的空氣全部排出并降溫至35～45℃，將模具放平，再送另一烘房，在40～60℃低溫聚合，再在90～100℃進行高溫聚合，最后降溫到60～70℃送去脫模。空氣浴法的優點是：制模和密封沒有水浴法嚴格；由于聚合溫度較高（100℃下），能縮短聚合時間，并有利于提高板材的耐熱性和硬度；可以生產大型板材。不足之處是由于空氣的導熱性差，對模具沒有壓力，故增加了操作技術上的難度。目前我國多采用水浴聚合。脫模若有困難可用溫水加熱有助于脫模。脫模后的片狀物經修邊、裁剪、檢驗、分級后即可包裝入庫車影響聚合的因素反應溫度MMA本體聚合中，溫度升高，聚合反應速率加快，轉化至碎裂。聚合時間在一定溫度下，聚合時間對轉化率有一定的影響。通常MMA本體聚合時出現的早。當單體轉化率約在20%前，聚合速率很快；轉化率在20%后，聚合速率略微減緩；轉化率在45%后大為減慢；待轉化率達90%以上，聚合反應幾乎接近停止，所以，在較低溫度聚合反應結束后，升溫至合反應進行徹底。壓力

0C保持1-3h，使聚撞幾率，加快反應。加壓使單體沸點升高，減少因單體氣化而產生的爆裂。加壓時，壓力始終緊壓液料，減少因聚合體積收縮而引起的表面收縮。所以在有機玻璃圓棒的生產中采用加壓聚合工藝，有利于提高產品的質量。引發劑在MMA地本體聚合反應中，可使用有機過氧化物和偶氮5.氧氣對反應的影響在低溫下，氧與自由基生成較穩定的基團，使聚合誘導空氣排盡。單體純度若單體純度不夠，如含有甲醇，水，阻聚劑等，將影響聚合反應速率，易造成有機玻璃局部密度不均或帶微小氣泡和皺紋等，甚至嚴重影響有機玻璃的光學性能，熱性能及力學性能。所以單體的純度達98蒸餾法或離子交換法出單體中的阻聚劑。間布置設計的意義理直接關系到基建投資，車間建成后是否符合工藝流程要合理布局。車間布局直接影響到項目建設的投資，建設后的生產運轉正常，設備維修安全，以及各項經濟指標的完成。車間布置包括車間各工段、個設施在車間場地的范圍備布置，二者一般是同時進行的。車間布置設計的原則：設備布置露天化；滿足生產工藝與操作要求；符合安裝與檢修的要求；符合安裝技術要求；符合建筑要求，且考慮通道與管廊的布置。車間布置設計的基本依據：a．建筑設計防火規范---GBJI6-87(2001修訂版)；b．化工企業安全衛生設計規定---HG20571-95；c．工業企業廠界噪音標準---GB2348-90d．爆炸和火災危險環境電力裝置設計規定---GB50058-92。工廠組織本廠職工按工作性質分為：生產性人員和非生產性人6040％左右，在非生產性人員中：38％為科研人員(兼職行政人員)，6％為保安人員，1