（1）基本内容

a．通过悬浮聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

b．设计聚合釜

c．选定其他工艺设备

d．车间平面布置设计

（2）技术方案

1).工艺设计

PMMA模塑粉的生产方法主要有三种[6-9]，即悬浮聚合、溶液聚合、本体聚合。小规模间歇生产以悬浮聚合工艺为主，大规模连续生产则采用溶液聚合和本体聚合工艺。现如今，悬浮聚合和溶液聚合技术成熟，属于传统的生产技术，被绝大多数生产企业采用，其中本体聚合则因为对设备和技术的要求更为苛刻，只有德国、美国和日本几家生产企业掌握此技术[10]。由于悬浮聚合法制PMMA模塑粉具有反应体系粘度低，散热容易，传热和温度容易控制，产品分子量分布比较稳定，相对分子质量比溶液聚合高，杂质含量比乳液聚合的少的优点，本设计选择使用悬浮聚合的方法制造生产PMMA模塑粉。

悬浮聚合法是MMA单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分在搅拌剪切作用下先形成悬浮液，最后制成珠状成品[11]。反应过程中，由于聚合体系粘度低，传质、传热易于控制，反应结束后聚合物溶液只需经过简单的分离、洗涤、干燥等后处理过程，即得到树脂产品，可直接用于成型加工；其技术成熟，设备投资费用较低。

悬浮聚合反应过程如下：(方程式不能正常显示出来,详见附件)

（1）引发剂的分解：

（2）链引发：

（3）链增长：

（4）链终止：

A歧化终止：

B偶合终止：

通过悬浮聚合的方式生产制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，硬脂酸为脱模剂，氢氧化镁为分散剂（由的NaOH与MgCl2配得），以水（与单体比5：1）为介质。先将物料加入聚合釜中，启动搅拌器，向夹套内通入蒸汽升温至75~85°C，保持20min，停止加热，釜内物料会因聚合放热升温至90~92°C，维持1.5h后，向夹套内通入冷却水降温至84°C左右，经过30min后通入冷却水降温至常温，将反应产物通入沉淀洗涤槽内，用水洗涤，最后经过干燥粉碎得到产品。

表1-1(工艺配方)

工艺流程简图如下:(框图不能正常显示出来,详见附件)

单体

引发剂

分散剂 聚合 分离 洗涤 干燥 成品

水

脱模剂

2).聚合釜与其他设备选型设计

悬浮聚合主要设备是悬浮聚合釜，一般为带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜，间歇操作。大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或（和）釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高，搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。

通过对物料衡算，釜体尺寸计算，搅拌器转速的计算等，选择合适的聚合釜与其他设备选型。

3).车间平面布置设计

结合工艺流程、物料衡算、设备选型等，按照国家设计规范与规定对车间平面布置进行合理的计算设计，规划生产、辅助生产、行政生活等区域的布局，编制出车间平面设计图。