• 釜體：通常為圓柱形（帶橢圓形或球形封頭），材質(zhì)根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)選擇（如不銹鋼 304/316L 用于耐腐蝕場景，碳鋼用于中性體系），提供反應(yīng)空間并承受反應(yīng)壓力（常壓至數(shù)十 MPa）。

• 攪拌系統(tǒng)：由電機(jī)、減速器、攪拌軸及攪拌槳組成，核心作用是均勻混合物料（使單體、引發(fā)劑、催化劑等充分接觸），并強(qiáng)化釜內(nèi)傳熱（避免局部過熱）。攪拌槳類型根據(jù)物料黏度選擇（如低黏度用推進(jìn)式，高黏度用錨式、螺帶式）。

• 溫控系統(tǒng)：通過夾套（或內(nèi)盤管）通入加熱介質(zhì)（熱水、導(dǎo)熱油）或冷卻介質(zhì)（冷水、冷凍液），配合釜內(nèi)溫度傳感器實時調(diào)節(jié)，維持反應(yīng)所需溫度（如自由基聚合通常在 50-150℃，縮聚反應(yīng)可能高達(dá) 200-300℃）。

• 壓力控制系統(tǒng)：通過安全閥、放空閥、惰性氣體（如氮氣）通入閥調(diào)節(jié)釜內(nèi)壓力，適應(yīng)不同聚合類型（如高壓聚乙烯反應(yīng)需 100-300MPa，而本體聚合可能在常壓或微正壓下進(jìn)行）。

• 密封裝置：對于高壓或易揮發(fā)體系，采用機(jī)械密封或磁力密封（避免泄漏），確保釜內(nèi)介質(zhì)不與外界接觸，同時防止空氣進(jìn)入（避免氧阻聚或物料氧化）。

二、反應(yīng)過程：從單體到聚合物的轉(zhuǎn)化

1. 進(jìn)料階段
   單體（如乙烯、苯乙烯、氯乙烯等）、引發(fā)劑（或催化劑）、溶劑（如溶液聚合）或分散介質(zhì)（如懸浮聚合）通過計量泵按比例加入釜內(nèi)。進(jìn)料前通常需用惰性氣體（氮氣）置換釜內(nèi)空氣（排除氧氣、水分等雜質(zhì)，防止影響聚合或引發(fā)副反應(yīng)），確保反應(yīng)體系純凈。
2. 聚合反應(yīng)階段
   這是核心環(huán)節(jié)，通過以下過程實現(xiàn)單體向聚合物的轉(zhuǎn)化：

• 引發(fā)：在加熱（或光照、輻射）條件下，引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基（自由基聚合），或催化劑活化（如配位聚合中的 Ziegler-Natta 催化劑），與單體分子結(jié)合形成活性中心。

• 增長：活性中心不斷與單體分子結(jié)合，使分子鏈持續(xù)延長（如乙烯單體通過加成反應(yīng)形成聚乙烯長鏈）。此階段需通過攪拌確保物料均勻，避免局部濃度過高導(dǎo)致分子量分布不均；同時通過溫控系統(tǒng)移除反應(yīng)熱（聚合反應(yīng)多為放熱反應(yīng)，如苯乙烯聚合熱約為 69kJ/mol），防止溫度驟升引發(fā)爆聚或產(chǎn)物降解。

• 終止：當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到目標(biāo)（通常 70%-90%），通過降溫、加入終止劑（如阻聚劑）或降低壓力等方式，使活性中心失活，終止分子鏈增長。

3. 出料階段
   反應(yīng)完成后，通過降壓、降溫使釜內(nèi)產(chǎn)物（聚合物熔體、溶液或懸浮液）通過出料口排出，進(jìn)入后續(xù)處理工序（如脫揮、造粒、干燥等）。出料后需清洗釜體，避免殘留物料影響下一批次反應(yīng)。