Полимеризация винилхлорида

Получение ацетилена.

Получение ацетилена в генераторе по методу "сухого газообразования" заключается в разложении карбида кальция при небольшом избытке воды. Избыток воды при работе генератора практически полностью испаряется, что способствует созданию большей безопасности при эксплуатации генератора.

Превращение воды в пар сопровождается поглощением большого количества тепла.

На испарение расходуется часть реакционного тепла, поэтому получаемый ацетилен не перегревается. Он насыщен водяными парами, вследствие чего значительно менее взрывоопасен. Это является одним из важных преимуществ генераторов по методу "сухого газообразования".

Получение ацетилена осуществляется по следующей реакции:

CaC₂ + 2H₂O ®C₂H₂ + Ca(OH)₂ + 30,4 ккал

или

0.5 CaC₂ + H₂O ® 0.5 C₂H₂ + 0.5 Ca(OH)₂ + 15.2 ккал.

То есть в данном технологическом процессе вода как бы имеет два взаимно противоположных свойства: с одной стороны она способствует реакции, с другой стороны - препятствует этой реакции.

Процесс получения ацетилена является хорошим примером, иллюстрирующим гомеостатическую природу этого процесса.

С одной стороны с помощью воды выделяется тепло, с другой стороны вода поглощает тепло. В начале при разработке математической модели этот фактор не учитывался, что приводило к значительному расхождению результатов моделирования с экспериментальными данными. Когда предположили, что существует как бы две части воды, с взаимно противоположными свойствами, то получили математическую модель, результаты моделирования по которой удивительно близки к экспериментальным данным.

Полимеризация - это процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путем взаимного соединения большого числа молекул исходного вещества (мономера).

Один из видов полимеризации - радикальная полимеризация, характеризующаяся тем, что растущая молекула имеет свободную валентность, т.е. является свободным радикалом.

Радикальная полимеризация протекает по цепному механизму. Процесс образования молекулы полимера состоит из следующих стадий: инициирование - образование первичного свободного радикала из валентно насыщенной молекулы мономера; рост цепи - последовательное присоединение к радикалу молекул мономера с сохранением свободной валентности на конце растущей молекулы; обрыв цепи - прекращение роста молекулы.

Полимеризация винилхлорида проходит в реакторах при непрерывной подаче винилхлорида и эмульсионной воды и непрерывном отборе латекса поливинилхлорида из реактора.

Количество выводимого латекса из реактора должно соответствовать суммарному количеству винилхлорида и водной фазы, поступающих в реактор.

При постоянном соотношении эмульсионной воды и винилхлорида и неизменном составе эмульсионной воды степень превращения и скорость полимеризации винилхлорида находятся в прямой зависимости от температуры полимеризации. При повышении температуры ускоряются процессы образования первичных радикалов и обрыва, что приводит к снижению молекулярного веса полимера. При понижении температуры процессы обрыва цепи и образования первичных радикалов замедляются, что способствует повышению молекулярного веса полимера.

В этом примере используется физико-химический переход: возникновение-исчезновение радикалов за счет реакций инициирования и обрыва цепи.

То есть налицо наличие взаимно противоположных сторон: с одной стороны рост цепи и образование первичных радикалов, с другой стороны замедление роста и обрыв цепи.

Дата добавления: 2014-12-16