Las resinas sintéticas son compuestos de alto peso molecular, que se producen mediante la combinación de materias primas de bajo peso molecular: monómeros (como etileno, propileno, cloruro de vinilo, etc.) en macromoléculas a través de la polimerización. Los métodos de polimerización industrial comúnmente utilizados incluyen polimerización a granel, polimerización en suspensión, polimerización en emulsión, polimerización en solución, polimerización de lodos, polimerización en fase gaseosa, etc. Existen abundantes fuentes de materias primas para la producción de resinas sintéticas. En los primeros días, los productos de alquitrán de hulla y el carburo de calcio carburo de calcio eran los productos principales, pero ahora se utilizan principalmente productos de petróleo y gas natural, como etileno, propileno, benceno, formaldehído y urea.
Polimerización a granel
La polimerización a granel es el proceso de polimerización de monómeros bajo la acción del iniciador o calor, luz y radiación sin agregar otros medios. La característica es que el producto es puro, no requiere una separación y purificación complicadas, la operación es relativamente simple y la tasa de utilización del equipo de producción es alta. Puede producir directamente productos de calidad como tuberías y placas, por lo que también se llama polimerización en bloque. La desventaja es que la viscosidad del material aumenta continuamente con el progreso de la reacción de polimerización, la mezcla y la transferencia de calor son difíciles, y la temperatura del reactor no es fácil de controlar. La polimerización a granel se utiliza a menudo en la producción de acrilato de metilo poliacrílico (comúnmente conocido como plexiglás), poliestireno, polietileno de baja densidad, polipropileno, poliéster y resinas de poliamida.
Polimerización en suspensión
La polimerización en suspensión se refiere al proceso de polimerización en el que los monómeros se dispersan en gotas bajo la acción de agitación mecánica o agitación y agentes dispersantes, generalmente suspendidos en agua, por lo que también se denomina polimerización de perlas. Las características son: hay una gran cantidad de agua en el reactor, la viscosidad del material es baja y es fácil de transferir y controlar el calor; después de la polimerización, solo necesita pasar por procesos simples de separación, lavado, secado y otros para obtener un producto de resina, que se puede usar directamente para el moldeo y procesamiento; el producto es relativamente puro, uniforme. La desventaja es que la capacidad de producción del reactor y la pureza del producto no son tan buenas como el método de polimerización a granel, y el método continuo no se puede utilizar para la producción. La polimerización en suspensión es ampliamente utilizada en la industria.
Polimerización en emulsión
La polimerización en emulsión se refiere a la polimerización en la que los monómeros forman una emulsión en agua bajo agitación mecánica o agitación con la ayuda de un emulsionante. El producto de reacción de polimerización en emulsión es el látex, que se puede usar directamente, o el látex se puede destruir, después del lavado, secado y otros procesos posteriores al tratamiento, para obtener polímeros en polvo o similares a agujas. La polimerización en emulsión puede obtener polímeros con pesos moleculares más altos a velocidades de reacción más altas. La viscosidad de los materiales es baja, la transferencia de calor y la mezcla son fáciles, la producción es fácil de controlar y los monómeros residuales son fáciles de eliminar. La desventaja de la polimerización en emulsión es que el emulsionante agregado en el proceso de polimerización afecta el rendimiento del producto. Para obtener el polímero sólido, el consumo pasa por el proceso de coagulación, separación, lavado, etc. La capacidad de producción del reactor es inferior a la del método de polimerización a granel.
Solución de polimerización
La polimerización de la solución se lleva a cabo en presencia de un disolvente, y el disolvente seleccionado debe disolver tanto el monómero como el polímero. Durante el proceso de polimerización, el sistema es una solución viscosa uniforme, y el sistema de polimerización está siempre en una fase homogénea, con un largo período de operación continua y fácil operación. Sin embargo, la viscosidad del sistema es relativamente alta. La ventaja es que la reacción homogénea es más fácil de controlar, y el peso molecular y su distribución también se pueden controlar adecuadamente. Sin embargo, el sistema de polimerización de la solución es viscoso, causando dificultad y transferencia desigual de calor y masa.
Polimerización de purines
En la polimerización de purines, se utiliza un disolvente o monómero como medio de dispersión. El polímero resultante es insoluble en el medio de dispersión, pero se dispersa en forma de partículas en forma de lodo. Algunos documentos anteriores lo han atribuido a la polimerización de soluciones heterogéneas. Este tipo de polimerización se caracteriza por una baja viscosidad del sistema, fácil agitación, fácil disipación de calor y mayor concentración de monómeros que se puede utilizar para mejorar la productividad del equipo de la unidad. En la actualidad, este método se puede utilizar para la producción de polietileno de alta densidad y polipropileno.
Polimerización en fase gaseosa
En la polimerización en fase gaseosa, el monómero en fase gaseosa y el catalizador se introducen en el reactor de acuerdo con la cantidad especificada para sintetizar en un solo paso para obtener el polímero seco. El requisito previo para la polimerización en fase gaseosa es que la selectividad y el rendimiento del catalizador deben ser lo suficientemente altos, y el producto obtenido no necesita eliminar el catalizador restante, lo que puede acortar en gran medida el proceso. Con el advenimiento de los catalizadores Ziegler con portadores de alta actividad, la polimerización en fase gaseosa se ha convertido hasta ahora en la corriente principal en la fabricación de polietileno o polipropileno. Además, también puede ser ampliamente utilizado para la polimerización por mecanismo de radicales libres.
