文档介绍：高分子材料课程设计
专业班级:复材1102
姓名:马腾娇
学号:110690228
指导老师:白永梅
时间:2014、01、03
目录
第一章. 绪论
1·1产品概述 4
1·2 合成醇酸树脂的原料 5
1·3 醇酸树脂的合成原理 12
1·4 合成工艺 13
1·4·1 按合成原料分类 14
1·4·2 按工艺分类 17
第二章. 设计内容
2·1设计依据 21
2·2设计原则 21
2·2·1生产规模 21
2·2·2生产方式 21
2·2·3投料方式 22
2·2·4流程特点 22
2·2·5设备选型原则 23
2·2·6生产制度 23
2·2·7原料的技术规格[1] 23
2·2·8配方设计 23
2·3物料衡算过程 24
27
2·4·1热量衡算概述 27
2·4·2热量衡算 27
3·1 反应釜与稀释釜的选型[2] 31
3·2反应釜与封头厚度的确定[7] 32
3·3 搅拌桨[8] 33
3·4 支座及夹套的选型[12] 35
3·5 视镜人孔及接管[12] 36
3·6 搅拌桨电机、减速器 38
3·7 油泵的选型 38
3·8 输送泵的选型 38
3·9 真空缓冲罐的选取[16] 39
3·10 废水接收罐的设计 39
3·11 CO2系统的确定[17] 40
3·12 冷凝器的选择与设计[18] 40
参考书目 41
第一章. 绪论
1·1产品概述
多元醇和多元酸可以进行缩聚反应,所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基(-COO-),这种聚合物称为聚酯。涂料工业中,将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂(alkyd resin),而将大分子主链上含有不饱和双键的聚酯称为不饱和聚酯,其它的聚酯则称为饱和聚酯。这三类聚酯型大分子在涂料工业中都有重要的应用醇酸树脂指由多元醇、多元酸与油或其脂肪酸反应生成的产物,它不同于单纯由多元醇、多元酸制成的聚酯树脂。醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂,具有合成技术成熟、制造工艺简便、原料易得到以及树脂涂膜综合性能好等特点,在涂料用合成树脂中用量最大用途最广。但醇酸树脂涂料也存在一些缺点,如涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差等,这将导致施工周期延长,也影响其应用范围。
醇酸树脂同时还具有原料容易获得,生产工艺简易,性能优良,施工方便的特点。同时,它本身就是一种漆料,能制成清漆、磁漆、底漆、腻子等,还可以与硝化棉、过氯乙烯树脂、氨基树脂、氯化橡胶、环氧树脂等合用,提高和改进其他各类涂料产品的性能。
1·2 合成醇酸树脂的原料
一. 多元醇
制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇(甘油)、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇等。其羟基的个数称为该醇的官能度,丙三醇为3官能度醇,季戊四醇为四官能度醇。根据醇羟基的位置,有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。
羟基的活性顺序为:伯羟基>仲羟基>叔羟基
常见多元醇的物性见下表:
单体名称
结构式
相对分子质量
溶点(沸点)
/ ℃
密度/(g/cm3)
丙三醇(甘油)
18(290)
三羟甲基丙烷
56~59(295)
季戊四醇
189(260)
乙二醇
-()
二乙二醇
-()
丙二醇
-60()
用三羟甲基丙烷合成的醇酸树脂具有更好的抗水解性、抗氧化稳定性、耐碱性和热稳定性,与氨基树脂有良好的相容性。此外还具有色泽鲜艳、保色力强、耐热及快干的优点。乙二醇和二乙二醇主要同季戊四醇复合使用,以调节官能度,使聚合平稳,避免胶化。
二. 有机酸
有机酸可以分为两类:一元酸和多元酸。
一元酸主要有:苯甲酸、松香酸以及脂肪酸(亚麻油酸、妥尔油酸、豆油酸、菜籽油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸等);
多元酸包括:邻苯二甲酸酐(PA)、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(TPA)、顺丁烯二酸酐(MA)、己二酸(AA)、癸二酸(SE)、偏苯三酸酐(TMA)等。多元酸单体中以邻苯二甲酸酐最为常用,引入间苯二甲酸可以提高耐候性和耐化学品性,但其溶点高、活性低,用量不能太大;己二酸(AA)和癸二酸(SE)含有多亚甲基单元,可以用来平衡硬度、韧性及抗冲击性;偏苯三酸酐(TMA)的酐基打开后可以在大分子链上引入羧基,经中和可以实现树脂的水性化,用作合成水性醇酸树脂的水性单体。