合成樹脂是由人工合成一類高分子聚合物。為粘稠液體或加熱可軟化的固體,受熱時通常有熔融或軟化的溫度范圍,在外力作用下可呈塑性流動狀態,某些性質與天然樹脂相似。
生產合成樹脂的原料來源豐富,早期以煤焦油產品和電石碳化鈣為主,現多以石油和天然氣的產品為主,如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。合成樹脂的生產方法采用本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、熔融聚合和界面縮聚等。
應用
合成樹脂最重要的應用是制造塑料。為便于加工和改善性能,常添加助劑,有時也直接用于加工成形,故常是塑料的同義語。合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎原料,廣泛使用的樹脂混凝土也以合成樹脂為膠凝材料。
種類
合成樹脂種類繁多。按主鏈結構有碳鏈、雜鏈和非碳鏈合成樹脂;按合成反應特征有加聚型和縮聚型合成樹脂。實際應用中,常按其熱行為分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。其中,熱塑性樹脂有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。熱固性樹脂有酚醛樹脂和脲醛樹脂,環氧樹脂,氟樹脂,不飽和聚酯和聚氨酯等。
生產原料
合成樹脂
合成樹脂為高分子化合物,是由低分子原料――單體(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通過聚合反應結合成大分子而生產的。工業上常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合4種。
本體聚合
本體聚合是單體在引發劑或熱、光、輻射的作用下,不加其他介質進行的聚合過程。特點是產品純潔,不需復雜的分離、提純,操作較簡單,生產設備利用率高??梢灾苯由a管材、板材等質品,故又稱塊狀聚合。缺點是物料粘度隨著聚和反應的進行而不斷增加,混合和傳熱困難,反應器溫度不易控制。本體聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃)、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等樹酯的生產。
懸浮聚合
懸浮聚合是指單體在機械攪拌或振蕩和分散劑的作用下,單體分散成液滴,通常懸浮于水中進行的聚合過程,故又稱珠狀聚合。特點是:反應器內有大量水,物料粘度低,容易傳熱和控制;聚合后只需經過簡單的分離、洗滌、干燥等工序,即得樹脂產品,可直接用于成型加工;產品較純凈、均勻。缺點是反應器生產能力和產品純度不及本體聚合法,而且,不能采用連續法進行生產。懸浮聚合在工業上應用很廣。75聚氯乙烯樹脂采用懸浮聚合法,聚苯乙烯也主要采用懸浮聚合法生產。反應器也逐漸大型化。
乳液聚合
乳液聚合是指借助乳化劑的作用,在機械攪拌或振蕩下,單體在水中形成乳液而進行的聚合.乳液聚合反應產物為膠乳,可直接應用,也可以把膠乳破壞,經洗滌、干燥等后處理工序,得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應速度下,獲得較高分子量的聚合物,物料的粘度低,易于傳熱和混合,生產容易控制,殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物,耗用經過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應器的生產能力比本體聚合法低。
溶液聚合
溶液聚合是單體溶于適當溶劑中進行的聚合反應。形成的聚合物有時溶于溶劑,屬于典型的溶液聚合,產品可做涂料或膠粘劑。如果聚合物不溶于溶劑,稱為沉淀聚合或淤漿聚合,如生產固體聚合物需經沉淀、過濾、洗滌、干燥才成為成品。在溶液聚合中,生產操作和反應溫度都易于控制,但都需要回收溶劑。工業溶液聚合可采用連續法和間歇法,大規模生產常采用連續法,如聚丙烯等。