高分子合成工艺学
Polymer Synthesizing Technology
课程编号：07370370
学分： 1.5
学时： 24 （其中：讲课学时：24 实验学时：另安排上机学时：0）
先修课程：材料科学导论、高分子材料科学基础、高分子化学、高分子物理、高分子结构与性能
适用专业：高分子材料与工程
教材：《高聚物合成工艺学》，赵德仁等，化学工业出版社，1997年6月第2版
开课学院：材料科学与工程学院
一、课程的性质与任务
《高分子合成工艺学》是高分子材料与工程专业教学计划中的专业课，它建立在高分子材料学、高分子化学、高分子物理、高分子结构与性能等课程知识的基础之上，是本专业学生在学完基础课和专业技术基础课后的一门重要专业课程，是高分子材料与工程专业必须掌握的专业知识。
高分子合成工艺学课程的基本要求是：
1.了解高分子合成工业现状及发展趋势；
2.了解高分子化合物生产过程、高分子化合物生产流程评价和新工艺新产品开发；
3.了解高分子合成工业三废处理、生产安全、经济核算、废旧塑料回收利用；
4.掌握高聚物的各种聚合生产工艺，了解高聚物改性工艺；
5.掌握合成树脂与塑料的结构与性能间的关系、合成、生产工艺、产品性能、应用、改性、新品种；
6.掌握合成橡胶的结构与性能间的关系、合成、生产工艺、产品性能、应用、改性、新品种。
高分子合成工艺学的研究内容是三大合成材料塑料、橡胶、纤维的工业合成方法、生产流程评价、生产工艺改革与新产品开发。高分子合成工艺学是一门实践性和实用性很强的专业课程，其研究方法是相关理论指导下的实验研究。
二、课程的基本内容及要求
第一章、绪论
1、教学内容
（1）高分子合成工业概述及发展趋势；
（2）高分子化合物生产过程、高分子化合物生产流程评价和新工艺新产品开发；
（3）高分子合成工业三废处理、生产安全、经济核算、废旧塑料回收利用。
2、基本要求
（1）了解本课程的发展、性质和任务；
（2）了解高分子化合物生产过程、生产流程评价、新工艺新产品开发、三废处理和生产安全。
第二章、生产单体的原料路线
1、教学内容
（1）石油化工原料路线；
（2）煤炭及其他原料路线。
2、基本要求
了解单体生产的原料、生产路线及发展趋势。
第三章、自由基聚合生产工艺
1、教学内容
（1）自由基聚合生产工艺基础；
（2）自由基聚合生产工艺方法：本体聚合生产工艺、悬浮聚合生产工艺、溶液聚合生产工艺、乳液聚合生产工艺。
2、基本要求
了解自由基聚合生产工艺的几种方法、原理及工艺条件。
第四章、离子聚合与配位聚合生产工艺
1、教学内容
（1）离子聚合反应及其工业应用、配位聚合反应及其工业应用；
（2）离子聚合与配位聚合生产工艺。
2、基本要求
了解离子聚合反应、配位聚合反应，了解离子聚合与配位聚合生产工艺原理、特点及工艺条件。
第五章、缩合聚合生产工艺
1、教学内容
（1）概述；
（2）线型高分子量缩聚物生产工艺：线型缩聚物类型、合成反应、线型缩聚物生产工艺特点、线型缩聚物生产工艺；
（3）具有反应活性低分子量缩聚物的生产工艺。
2、基本要求
了解线型高分子量缩聚物生产工艺和具有反应活性低分子量缩聚物的生产工艺。
第六章、逐步加成聚合物生产工艺
1、教学内容
（1）概述；
（2）聚氨酯生产工艺：聚氨酯合成原理、主要原料、结构与性能的关系、聚氨酯泡沫塑料、橡胶及其他聚氨酯材料；
（3）其他逐步加成聚合物生产工艺。
2、基本要求
了解逐步加成聚合物生产工艺，掌握聚氨酯生产工艺。
第七章、高聚物改性工艺
1、教学内容
（1）共聚改性工艺、共聚物体系、合成工艺；
（2）共混聚合物：制备方法、类型；
（3）互穿网络聚合物：合成工艺、性能、应用；
（4）高聚物化学改性。
2、基本要求
了解高聚物改性的方法、原理及工艺。
第八章、合成树脂与塑料概论
1、教学内容
（1）合成树脂分类、用途与发展趋势；
（2）塑料、合成纤维、黏合剂、涂料、离子交换树脂的分类、性能与用途。
2、基本要求
了解合成树脂分类、性能与用途。
第九章、通用塑料
1、教学内容
（1）热塑性通用塑料的生产工艺、性能及应用：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、其他热塑性塑料；
（2）热固性通用塑料的生产工艺、性能及应用：聚氨酯生产工艺；酚醛树脂与塑料、氨基树脂与塑料、环氧树脂与塑料、不饱和聚酯树脂与塑料。
2、基本要求
了解热塑性和热固性通用塑料的生产工艺、性能及应用。
第十章、工程塑料
1、教学内容
（1）概述：工程塑料的分类和特性、工程塑料的发展趋势；
（2）工程塑料的生产工艺、性能及应用：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、其他工程塑料。
2、基本要求
了解工程塑料的生产工艺、性能及应用。
第十一章、特种工程塑料、耐热及高性能聚合物
1、教学内容
（1）聚四氟乙烯：合成、结构与特性、成型加工、应用、改性、其他新型氟塑料；
（2）其他特种工程塑料：聚砜、聚苯硫醚、聚芳酯；
（3）有机硅聚合物：合成原理、性能及应用；
（4）耐高温聚合物：结构与耐高温性能间的关系、聚酰亚胺类及其他芳杂环类耐高温聚合物；
（5）液晶聚合物：高分子液晶、液晶聚合物材料。
2、基本要求
了解特种工程塑料、耐热及高性能聚合物的生产工艺、性能及应用。
第十二章、合成纤维
1、教学内容
（1）概述：合成纤维发展概况、成纤聚合物的结构与性能；
（2）聚酯纤维：结构与性能间的关系、合成、生产工艺流程及控制、产品性能、应用、改性、新型聚酯纤维；
（3）聚酰胺纤维：结构与成纤性能、尼龙-6的合成、尼龙-66的合成、性能、应用、改性、新型聚酰胺纤维；
（4）聚丙烯腈纤维：结构与特性、合成工艺、性能、应用、改性；
（5）聚乙烯醇纤维：结构与性能间的关系、合成、生产工艺、产品性能、应用、改性、新品种；
（6）其他合成纤维：民用合成纤维、特种合成纤维。
2、基本要求
了解成纤聚合物的结构与性能，了解几种合成纤维的结构与性能间的关系、合成、生产工艺、产品性能、应用、改性、新品种及发展趋势。
第十三章、水溶性聚合物
1、教学内容
（1）概述：水溶性聚合物分子结构与性能、合成方法；
（2）重要的水溶性聚合物：半合成、非离子型、阴离子、阳离子、两性水溶性聚合物、吸水性树酯。
2、基本要求
了解水溶性聚合物分子结构与性能、合成工艺。
第十四章、合成橡胶概论
1、教学内容
（1）合成橡胶与天然橡胶概况；
（2）合成橡胶生产工艺、原料、聚合转化率控制；
（3）合成橡胶的加工、性能与应用：硫化、加工工艺、性能与应用。
2、基本要求
了解合成橡胶生产工艺、加工、性能与应用。
第十五章、通用橡胶
1、教学内容
（1）丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶的结构、生产工艺、性能与应用；（2）其他通用橡胶：乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶。
2、基本要求
了解通用橡胶的结构、生产工艺、性能与应用。
第十六章、特种橡胶
1、教学内容
（1）丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶的结构、生产工艺、性能与应用；（2）其他特种橡胶：聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、环氧橡胶。
2、基本要求
了解特种橡胶的结构、生产工艺、性能与应用。
第十七章、合成胶乳与液体橡胶
1、教学内容
（1）合成胶乳：特点、制备、性能、应用；
（2）液体橡胶：分类、合成、交联固化、性能、应用。
2、基本要求
了解合成胶乳和液体橡胶的结构、生产工艺、性能与应用及发展趋势。
四、大纲说明
1、本课程的实验要求见《高分子专业综合实验》实验教学大纲。
2、采用多媒体教学。
3、每次课后布置1~2条作业，作业总量约为25题。可另行布置一些思考题供学生
理解教学内容。
五、参考书目
1、《高分子合成原理及工艺学》，李克文等编，科学出版社，1999年10月第1版。
2、《高分子材料的制备与加工》，益小苏著，浙江大学出版社，1997年4月第1版。制定人：审定人：批准人：
2013年4 月15日
课程简介
课程编码：07370370
课程名称：高分子合成工艺学
英文名称：Polymer Synthesizing Technology
学分：1.5
学时：30 （其中：讲课学时：30 实验学时：另安排上机学时：0）
课程内容：高分子合成工艺学研究三大合成材料塑料、橡胶、纤维的工业合成方法、生产流程评价、生产工艺改革与新产品开发。高分子合成工艺学是一门
实践性和实用性很强的专业课程，其研究方法是相关理论指导下的实验
研究。通过理论学习和实验操作使学生了解三大合成材料的合成方法，
掌握主要材料的合成工艺，为解决生产与科研中的实际问题打下理论与
实践基础。
选课对象：高分子材料科学与工程专业本科三年级学生
先修课程：材料科学导论、高分子材料科学基础、高分子化学、高分子物理、高分子结构与性能、聚合物加工原理
教材：《高聚物合成工艺学》，赵德仁等，化学工业出版社，1997年6月第2版
第一节合成高分子化合物的基本方法 一、教材分析和教学策略 1、新旧教材对比： 教材的要求与过渡教材不一样，如要求学生书写缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子和原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线表示。 2、本节的内容体系、地位和作用 本节首先，用乙烯聚合反应说明加成聚合反应，用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体的反应条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节（即重复结构单元）、聚合度等概念，能识别加聚反应与缩聚反应的单体。利用“学与问”“思考与交流”等栏目，初步学会由简单的单体写出聚合反应方程式、聚合物结构式或由简单的聚合物奠定基础。 本节是在分别以学科知识逻辑体系为主线（按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质来编写）和以科学方法逻辑发展为主线（先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法，再介绍有机合成，最后介绍合成高分子化合物的基本方法），不断深入认识有机化合物后，进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。明显可以看出来是《有机化学基础》第三章第四节“有机合成”基础上的延伸。学习本讲之后，将有助于学生理解和掌握高分子材料的制取及性质。
3、教学策略分析 1）开展学生的探究活动： “由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（2n-1）”；由聚合物的分子式判断单体。 2）紧密联系前面学过的烯烃和二烯烃的加聚反应、加成反应、酯化反应、酯的水解、蛋白质的水解等知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意官能团、结构、性质三位一体的实质。 3）运用多煤体生动直观地表现高分子化合物合成的基本方法。 二、教学设计方案 （一）教学目标： 1、知识和技能 ①能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 ②能说明加聚反应和缩聚反应的特点 2、过程与方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、态度与价值观 使学生感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。 （二）教学重点： 通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体。 （三）教学难点： 理解加聚反应过程中化学键的断裂与结合，用单体写出聚合反应方程式和聚合物结构式；从聚合物结构式分析出单体。
聚合物合成工艺（1～20章） 1、高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经聚合反应 合成高分子化合物，为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 2、合成高分子材料有：合成塑料，合成橡胶，合成纤维，涂料，粘合剂，离子交换树脂。 3、合成树脂可以用：（溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合）方法制得； 合成橡胶可以用溶液聚合/乳液聚合方法制得； 、高分子化合物生产过程有： (1)原料准备与精制过程；(2)催化剂(引发剂)配制过程； (3)聚合反应过程； (4)分离过程； (5)聚合物后处理过程；(6)回收过程。 、原料准备与精制过程：包括原料（单体、溶剂、助剂等）贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备。 、催化剂(引发剂)配制过程：包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备。 、聚合反应过程：包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备。、分离过程：包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备 、常用分离方法：高真空脱除，蒸汽蒸馏，闪蒸，水洗，离心过滤分离；沉淀分离；喷雾干燥分离。 、聚合物后处理过程：将分离得到的聚合物经进一步处理，得到性能稳定方便使用的产品，包括干燥，造粒，筛分，批混，包装等工序与设备。、回收过程：主要是对回收的单体、溶剂进行精制，然后循环使用。包括离心分离、过滤、分馏、精馏等工序与设备。 、在聚合物生产过程中反应器上的粘结物有何危害如何防止 危害：降低反应器传热效率；影响产品质量。 防止：a.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；c.聚合釜满釜操作减少液体界面；d.反应物料中加防粘釜剂等。 5、合成树脂与合成橡胶生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大。 6、如何对聚合物生产流程评价 (1)产品性能的考查；(2)原料路线的考查；(3)能量消耗与利用的考查 (4)生产技术水平的考查；(5)经济性的考查。 7、高分子聚合反应产物的特点是： 1、分子量大小不等，结构亦非完全相同的同系物的混合物； 2、其形态为坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液；
一、名字解释 1、本体聚合：在不加溶剂、分散介质（或只加少量引发剂）的情况下依靠热引发（或引发剂引发）而使单体进行聚合的方法 2、乳液聚合：指单体和水在乳化剂的作用下，并在形成的乳状液下进行聚合反应 3、悬浮聚合：单体作为分散相悬浮于连续相中，在引发剂作用下进行自由基聚合的方法 4、溶液聚合：单体溶解在适当溶剂中并在自由基引发剂作用下进行的聚合方法 5、扩链反应：分子量不高的聚合物，通过末端活性基团的反应（或其他方法）使分子相互联接而增大分子量的过程的反应 6、聚合物合金：化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物 7、互穿网络聚合物：互穿网络聚合物（IPN）是一种独特的高分子共混物。它是由交联聚合物Ⅰ和交联聚合物Ⅱ各自交联后所得的网络连续地相互穿插而成的 8、乳化剂：能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质， 9、悬浮剂：防止涂料中的固体耐火粉料沉淀而加入的物质 10、缩聚反应：具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子（如H2O、HX、醇等）的化学反应 11、界面缩聚：将可以发生缩聚反应的两种反应在两相界面进行的方法 12、凝胶反应：线性高分子化合物由于分子的交联反应使粘度无限增大而产生的反应 13、临界胶束浓度：表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度 14、粘合剂：粘合剂是具有粘性的物质 15：玻璃化效应：对某些单体和在某些条件下进行的乳液聚合过程来说，当转化率升高到某一值时，聚合反应速率突然大幅度降低，其时间—转化率曲线趋近于一条水平线，这种现象叫做玻璃化效应。 二、简答题 1、自由基聚合用到的引发剂哪三类？（1、过氧化物类； 2、偶氮化合物； 3、氧化-还原引发体系） 2、悬浮聚合分散剂两类：（1、无机固体粉末分散剂；2、水溶性高分子分散剂） 3、分子量调节剂————在聚合体系中添加少量链转移常数大的物质，添加少量即可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量，也叫粘度稳定剂或链转移剂 4、工业生产中实现缩聚反应以生产线性高分子量聚合物的方法是（熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚） 5、保护胶类分散剂都是高分子 6、聚氨酯交联反应哪三种？（1、用多元醇类作交联剂的交联反应；2、利用过量二异氰酸酯的交联反应；3、采用其他交联剂的交联反应） 7、聚氨酯橡胶合成按加工方法分为（混炼型、浇注型、热塑性） 8、聚氨酯涂料有哪些独特的优点？（1、涂膜耐磨与粘附力强2、涂膜防腐性性能优良3、施工范围广4、调整聚氨酯涂料配方，可获得所要求的涂料性能5、优良的电气性能6、能与多种树脂混用7、装饰与保护性能好8、耐温性能好） 9、ABS树脂结构与性能的联系：A丙烯腈的贡献是耐化学药品性、热稳定性和老化稳定性；B丁二烯的贡献是柔韧性、高抗冲击性、耐低温性；S苯乙烯的贡献是刚性、表面光洁性和易加工性 10、悬浮聚合与乳液聚合的相同点和不同点（相同：都是以水为分散介质；不同：但是悬浮聚合反应发生在分散于水中的单体液滴中，单体液滴直径一般在100~1000μm,而乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒一般在0.05~0.1μm；乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的液滴内部向水相传热容易得多，所以乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的液滴中的分布均匀得多 11、本体聚合生产工艺特点：产品十分纯净；在后处理时可以省去复杂的分离回收等操作过程；工艺
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合。 离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚合方法中， 离子对紧密离子对疏松离子对自由离子共价键淤浆聚合如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。 连续聚合：单体和引发剂（催化剂）等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物连续不断地流出聚合反应器。解决废旧塑料途径：（1） 作为材料再生循环利用（再 生）（2）作为化学品循环利 用（解聚成单体或裂解成燃 油）（3）作为能源回收利用 本体聚合（又称块状聚合）： 在不用其它反应介质情况 下，单体中加有少量或不加 引发剂发生聚合的方法。 特点聚合过程无其他反应 介质，优点产物纯净，反 应器有效容积大，后处理过 程简单。缺点放热量 大，反应热排除困难，不易 保持一定的反应温度 乳液聚合是单体和水在乳 化剂作用下形成的乳状液 中进行聚合反应的一种聚 合物生产方法。反应体系主 要由单体、水、乳化剂、引 发剂和其它助剂所组成优 点以水为介质速度快可 直接应用不适用有机溶剂 缺点固体聚合物时乳液需 要破乳洗涤脱水干燥等工 序成本高残留的乳化剂难 于清洗洗涤时产生污水 杂质含量高 溶液聚合单体溶解在适当 溶剂中在自由基引发剂的 作用下进行的聚合方法优 点温度易控制易于调节 产品的分子量及分布易于 输送可直接应用缺点单 体浓度低聚合速度慢设备 生产能力和利用率低单体 浓度低向溶剂链转移使 用有机溶剂时增加成本环 境污染重有机溶剂回收困 难 悬浮聚合：将单体在强烈的 搅拌及分散剂的作用下，分 散悬浮于连续相水中
第一章绪论 说明高分子合成材料的生产过程 (1)原料准备与精制过程 (2)催化剂(引发剂)配制过程 (3)聚合反应过程 (4)分离过程 (5)聚合物后处理过程 (6)回收过程 此外，三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备 第二章 石油化工原料路线，裂解制备烯烃芳烃等 石油化工包括开采、炼制、裂解等步骤 石油裂解生产烯烃： 原料：主要是液态油品和裂解副产物乙烷，C4馏分等，并含有乙烷、丙烷、丁烷的可液化天然气等。 装置：大规模装置多数是管式裂解炉。为避免裂解管内结焦，须采用沸点较低的油品。 过程：液态烃在水蒸汽存在下，于750~820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。 另外还包括精制过程分离过程等等。 产品：产品成分复杂，包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。 主要产品：乙烯，收率25~26%； 丙烯，收率16~18%； C4馏分，收率11~12%。 石油裂解生产芳烃: 原料：用全馏程石脑油(沸点＜220℃的直馏汽油)于管式炉中，820℃下裂解生产芳烃。 过程：在催化剂的作用下，包括以下四种主要反应：①环烷烃脱氢；②烷烃脱氢环化；③异构化；④加氢裂化。 产品：苯、甲苯、二甲苯等芳烃,混合芳烃收率为石脑油总量30~33％ 由C4馏分制取丁二烯: 途径：(1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯; (2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二 烯。 还包括萃取精馏等过程 第三章自由基聚合工艺基础 1. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型，说明各自特点。 有机过氧化物:过氧化物类引发剂具有氧化性，易使(甲基)丙烯酸酯类单体氧化而变色。过氧化类引发剂易燃易爆，贮存和使用时的安全要求较高
高分子合成工艺学． 论第一章绪 ：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂高分子合成材料等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子合成工业的任务高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、塑料的原料。填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。（硫化剂、合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂。硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚离子聚合及配位聚合实施方法合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精(1)原料准备与精制过程制、干燥、调整浓度等过程相设备。溶解、：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、引发剂(2)催化剂()配制过程贮存、调整浓度等过程与设备。：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输(3)聚合反应过程送过程与设备。：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程分离过程(4)与设备。：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装聚合物后处理过程(5)等过程与设备。(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。2：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，间歇聚合．
PET的合成及生产工艺 高分子09-2 摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。聚对苯二甲酸二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET 的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位,并介绍了PET的制备方法和工艺流程。 关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇直接酯化法 PET的结构及性能 聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。 PET的应用 玻璃纤维增强PET适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、硒整流器等。PET工程塑料目前几个应用领域的耗用比例为：电器电子26%，汽车22%，机械19%，用具10%，消费品10%，其他为13%。目前PET工程塑料的总消耗量还不大，仅占PET总量的1.6%。 1.薄膜片材方面：各类食品、药品、无毒无菌的包装材料；纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料；录音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜
第一章 1.高分子合成工艺学的主要任务。 将基本有机合成生产的单体，经聚合反应合成高分子化合物，为高分子合成材料成型提供基本原料。基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。2．高分子材料的主要类型、品种及发展方向。 塑料。品种：通用塑料，工程塑料。发展方向：具有优异性能的高性能、耐高温塑料。 合成橡胶。品种：通用合成橡胶，特种合成橡胶。发展方向：通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品，特种橡胶主要制造耐热、耐老化。耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。 合成纤维。品种：聚酯（涤纶纤维）、聚丙烯腈（腈纶纤维）、聚酰胺（棉纶纤维或尼龙纤维）等。发展方向：具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。 3．工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法，简单说明原因。 4．说明高分子合成材料的生产过程，各过程的特点及意义。 1、原料准备与精制过程。包括单体、溶剂。去离子水等原料的贮存。洗涤、精制、干燥、 调整浓度等过程与设备。 2、催化剂（引发剂）配制过程。包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、溶解、贮存、 调整浓度等过程与设备。 3、聚合反应过程包括聚合和以聚合釜为中心的热交换设备及反应物料输送过程与设备。 4、分离过程。包括未反应单体的回收、脱落溶剂、催化剂。脱除低聚物等过程与设备。 5、聚合物后处理过程包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。 6、回收过程。主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 第二章 1．石油裂解制烯烃的工艺过程。 液态烃在水蒸气存在下，于750~820?C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5 s。 2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。 基本原料来源：石油、煤炭、植物及农副产品等。单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。
洛阳理工学院/ 学年第二学期高分子合成工艺学期末考试试题卷（5）答案及评分标准 一填空题 (每空1分，共26分) 1、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材料成型 2、水 3、亲水基团 亲油基团 4、胶乳颗粒成核 颗粒增长 5、缩合聚合反应 6、共缩聚物 7、固相缩聚法 8、间歇式液相本体法、液相气相组合式连续本体法、淤浆法(又叫做溶剂聚合法) 9、锦纶 10、聚丙烯酰胺 11、聚异戊二烯 12、电解质凝聚法 冷冻凝聚法 13、生胶塑炼 胶料混炼 混炼胶的加工成型 硫化 14、粘度稳定剂 15、聚酯纤维 聚丙烯腈纤维 评分标准 每个空1分，多答、少答、错别字均不给分；同一空有两个意义相同的答案时，写上其一均给分。 二、选择题（每小题1分，共10分) 1、B， 2、A， 3、D 4、B 5、C 6、B 7、B 8、C 9、C 10、D 评分标准 选对给1分，。 三、名词解释（每小题3分，共21分) 1、反相悬浮聚合法：将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮于油类连续相中，在引发剂作用下进行聚合的方法。 评分标准：完整答题给3分 2、临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度。 评分标准：完整答题给3分。 3、配位聚合：是指烯类单体的碳－碳双键首先在过渡金属引发剂活性中心上进行配位、活化，随后单体分子相继插入过渡金属－碳键中进行链增长的过程。 评分标准：完整答题给3分， 4、熔融缩聚法：无溶剂情况下，使反应温度高于原料和生成的缩聚物熔融温度，即反应器中的物料在始终保持熔融状态下进行缩聚反应的方法。 评分标准：完整答题给3分
5、静态界面缩聚：分别含有两种可发生缩聚反应单体的水相与有机相静置分为两层液体时，其界面可以发生缩聚反应。 评分标准：完整答题给3分。 6、维卡耐热温度：将试样置于每小时升温50℃的等速升温烘箱中，试样上放置测试用金属针，面积为一平方毫米，负荷为50N。金属针刺入塑料深度为1mm时的温度为维卡耐热温度。 评分标准：完整答题给3分，“金属针”前2分，后1分 7、应力破裂：在使用过程中塑料时常需承受外界压力或存在有成型时产生的内应力，塑料可能对某种溶剂在无应力状态下稳定，但在应力下接触溶剂时产生破裂的现象。 评分标准：完整答题给2分，“但在应力下”前后各占1分 四、简答题(每小题5分，共30 分) 1、对于聚合反应工艺条件及设备的要求也很严格，表现在哪几个方面？ ① 不仅要求单体高纯度，对所有分散介质(水、有机溶剂)和助剂的纯度都有严格要求，它们不仅不能含有害于聚合反应的杂质，而且不能含有影响聚合物色泽的杂质。各种助剂的规格应当严格一致。 2分 ② 反应条件的波动与变化，将影响产品的平均分子量与分子量分布；因此为了控制产品规格，反应条件应当稳定不变或控制波动在容许的最小范围之内。为此需要采用高度自动化控制。1分 ③ 因为产品形成之后，不能进行精制提纯，所以对大多数合成树脂的聚合生产设备，在材质方面要求不能污染聚合物，因此聚合反应设备和管道在多数情况下应当采用不锈钢、搪玻璃或不锈钢碳铜复合材料等制成。 1分 ④生产不同牌号产品的方法可以采用：使用分子量调节剂；改变反应条件；或改变稳定剂、防老剂等添加剂的种类等。 1分 2、有机分散相在水连续相中稳定分散应具备的条件？ （1）在有机分散相与水连续相的相界面之间，应当存在保护膜或粉状保护层以防止液滴凝结。 （2）反应器的搅拌装置应具备有足够的剪切速率以使凝结的液滴重新分散。给定条件下得到稳定的平均粒径范围。 （3）搅拌装置的剪切力能够防止两相由于密度的不同而分层。 评分标准：（1）、（2）每答一项给2分，（3）给1分。 3、悬浮聚合后处理包括哪些？ （1）回收未反应单体：气态单体减压即可，常压下为液体的单体则较长时间加热，单体也可与水共沸脱出。 （2）聚合物脱水：在专门的设备中进行单体剥离，称之为汽提。 （3）聚合物离心分离：经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂颗粒。用粉状无机物作为分散剂时，用稀酸洗涤以去除。 （4）聚合物干燥：对PS、PMMA一般用气流式干燥塔。
互动课堂 疏导引导 一、有机合成题的解答方法 解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类、带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的突破点。基本方法有： （1）顺合成法。采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料→中间产物→产品。 （2）逆合成法。采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品→中间产物→原料。 （3）综合比较法。采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得到最佳的合成路线。 二、有机合成遵循的原则 （1）起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染，通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 （2）尽量选择步骤最少的合成路线。 （3）合成路线要符合“绿色、环保”的要求。 （4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。 （5）要按一下的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。 三、官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键。 （2）通过加成（加H）或氧化（加O）消除醛基。 （3）通过消去或氧化或酯化等消去羟基。 四、官能团的引入 （1）引入羟基（—OH）：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成等。（2）引入卤原子（—X）：烃的取代，不饱和烃与卤素（X2）、HX的加成，醇与HX的取代等。 五、官能团的衍变 （1）利用衍生关系引入官能团，如醇醛羧酸 （2）通过化学反应增加官能团 如C2H5OH CH2==CH2 （3）通过某种手段，改变官能团位置 如：CH3CH2CH2OH CH3CH==CH2 六、各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况
“聚合物合成原理及工艺学” 习题集 四川大学高分子科学与工程学院
第一章绪论 1.试述高分子合成工艺学的主要任务。 2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。 3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。 4.如何评价生产工艺合理及先进性。（配方合理，原料易得，配方成本合理，工艺程短，产品质量高） 5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？
第二章生产单体的原料路线 1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。 2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。 4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的。 5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。 6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？ 7.简述苯乙烯的生产方法。 8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？ 9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺 1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程中如何调节？ 2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？ 3.引发剂的分解速率与哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？ 4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？ 5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。 6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？ 7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。 8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。 9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。 10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？ 11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。 12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用途。 13.比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程，改进聚苯乙烯的性能，可采用哪些方法？ 14.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。 15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同。
第一章绪论 高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。 三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。 塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。 合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。 自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合 离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。 (1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。 (2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。 (3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。 (4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。 (5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。 (6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。 2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。 间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将
1.何谓三大合成材料？简要说明他们的特点。 答:（1）用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点： 塑料是以合成树脂为基本成分，具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。塑料大多是有机材料，因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧，在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响，其制品的性能逐渐变坏，甚至损坏到不能使用，即发生老化现象。 合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。合成纤维，线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。 合成纤维成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。 2.合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类？ 答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。 3.单体储存时应注意什么问题，并说明原因？ 答：单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （1）防止单体自聚，为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。 （2）防止着火，为了防止着火事故发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。 （3）防止爆炸，防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。 4.聚合物反应产物的特点是什么？ 答：①聚合物的相对分子量具有多分散性。 ②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 5.选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 6.生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。 （1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经抽提（萃取分离）得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。 （2）煤炭路线（资源有限，耗能大））煤炭路线（资源有限，耗能大）煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。 （3）其他原料路线）主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。本路线原料不足、成本较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的基础上小量生产某些单体，其出发点是可取的。 7.简述由最基本的原料（原油、天然气和煤）制造高分子材料的过程。
第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们 在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或
聚合物合成工艺学课后习题全解 1. 何谓三大合成材料？简要说明他们的特点。 答:（1）用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点： 塑料是以合成树脂为基本成分，具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。塑料大多是有机材料，因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧，在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响，其制品的性能逐渐变坏，甚至损坏到不能使用，即发生老化现象。 合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。合成纤维，线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。 合成纤维成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。 2. 合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类？ 答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。 3. 单体储存时应注意什么问题，并说明原因？ 答：单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （1）防止单体自聚，为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。 （2）防止着火，为了防止着火事故发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。 （3）防止爆炸，防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。 4. 聚合物反应产物的特点是什么？ 答：①聚合物的相对分子量具有多分散性。 ②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 5. 选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 6. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。 （1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。
1.塑料管材的“四节”特点节能、节水、节地、节材 2.PVC软管、硬管的挤出工艺区别软管的挤出生产线不设定径装置，而是靠通入压缩空气维持一定形状，起到定径效果。 3.我国管材定型一般采用外径还是内径定型，具体有几种形式我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用外径定型法。具体形式：内压定径法、真空定径法、顶出法。 4.请分别解释挤出PVC板材时三辊压光机的作用，冷却输送辊的形式以及作用三辊压光机的作用：起冷却定型作用，不起延展成型作用；冷却输送辊的形式：排管冷却器； 作用：①支持没有完全冷却的板材防止变形；②充分冷却板材 5.挤出板材时机头温度一般如何控制？①机头温度沿板材幅宽分多段控制，使中间低两边高，以保证机头两边的物料容易流动；②机头温度比机身温度高5-10℃.（机头较宽，物料要在较宽机头范围内均匀分布，必须提高料温，才能保证熔料的流动性。） 6.请问注射螺杆与挤出螺杆有哪些不同？注射螺杆的独特之处：①旋转运动加轴向水平运动； ②长径比小，压缩比小；③加料段较长；④螺杆头部多为尖头，一般有止逆环。 7.请简单介绍反应注射成型工艺（RIM）由单体或低聚物以液态形式计量，瞬间混合的同时注入模腔，在模腔中迅速反应，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚合物。SRIM：将玻璃纤维毡、网等预成型体，预先铺放在预热的模具中，使用RIM注射机进行注射成型 8.PP周转箱一般有什么用途？可采用什么材料成型？并请给出采用注射成型时的工艺流程图。用途：周转和贮存食品，饮料。可采用PP/HDPE材料成型 成型前的准备→合模→注射（充模）→保压→冷却固化→开模→顶出制品→后处理 9.采用压延成型法加工软制PVC薄膜时，请给出完整工艺流程。 配料→捏合→塑炼（开炼机、密炼机、挤出机）→供料→金属探测→压延→引离→轧花→冷却→β射线测厚→卷曲切割 1.什么是蜡状层？请分析其产生原因？该如何消除？蜡状层：采用不适当的稳定剂使压延机辊筒表面蒙上的一层薄膜蜡状物质，致使薄膜表面不光，生产中发生黏辊的现象或在更换产品时发生困难。原因：所用的稳定剂与树脂相容性较差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包围在辊筒表面，形成蜡状层。消除：①选用正电性低的适当的稳定剂 ②掺入含水氧化铝等吸收金属皂类更强的填料③加入酸性润滑剂 2.PVC人造革主要生产方法。压延法成型PVC人造革的两种方法生产方法：压延、涂覆、层合。压延分为：直接贴合--直接利用压延机将物料贴合引入布基，分布层合--压延成薄膜，复合设备将薄膜与布基分次贴合。 3.压延成型时，采用60m/min的辊速，但仍然采用40m/min时的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温上升，流动性增加，出现脱辊或破裂现象，制品质量下降 压延成型时，采用40/min的辊速，但仍然采用60/min的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温过低，难以正常包辊，制品表面毛糙，不透明，有气泡甚至出现孔洞 4.PE挤出吹塑桶的成型工艺流程：物料→熔融塑化→挤出型坯→吹胀→制品冷却→脱模→后处理→制品 5.挤出吹塑时，如果吹气速度过快会出现什么情况？（1）进气处产生局部真空造成型坯内陷，完全吹胀后形成横隔模片（2）型坯从口模处被气流拉断以及无法吹胀 6.缠绕成型的概念，湿法缠绕成型工艺流程图将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品。用于制造各种回转体。 分为干法（预浸带）和湿法（有胶槽）缠绕成型。 湿法工艺流程图：纱架→胶槽浸胶→张力控制（张力辊）→芯模缠绕→固化→脱模 干法与湿法区别：干法--采用预浸胶处理的预浸纱带在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕
高分子材料的合成工艺 1.1 基本概念 单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。 链节(Repreat unit)----链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元。 聚合度(Dregree of Polymerization)----衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以x表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是统一计平均值。 自由基----是指带电子的电中性集团，具有很高的反应活性。 引发剂（Initiator）----又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（即初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。 分子量（molecular weight）----化学式中各个原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（Relative molecular mass），用符号Mr表示。 分子量分布（molecular weight distribution）----由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 均聚物(Homopolymer)----由一种单体聚合而成的聚合物。 共聚物(Copolymer)----由一种以上单体聚合而成的聚合物，生产聚合物的聚合反应成为共聚反应。 无规共聚物(Random Copolymerization)---- 在高分子链中不同单体单元的序列分布无规则。A和B两种单元在链中的排列顺序是不能预示的。在烯类单
《高分子合成工艺》作业参考答案第一章 1、单体储存过程中应注意什么咨询题，储存设备应考虑哪些咨询题，什么缘故？ 答：单体储存过程应该注意： （1）为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂，如在1，3-丁二烯中加人防老剂对叔丁基邻苯二酚。 （2）为防止着火事故的发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。 （3）防止爆炸事故的发生，第一要防止单体泄漏，因单体泄漏后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体（乙烯）或经压缩冷却后液化的单体（丙烯、氯乙烯、丁二烯等）的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气爱护，防止空气进入。 2、引发剂储存是应注意什么咨询题？ 答：多数引发剂受热后有分解和爆炸的危险，干燥纯粹的过氧化物最易分解。因此，工业上过氧化物引发剂采纳小包装，储存在阴暗、低温条件下，防火、防撞击。 3、聚合反应产物的特点是什么？ 答：聚合物的分子量具有多分散性；聚合物的形状有坚强的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液；聚合物不能用一样产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 4、选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是按照产品的用途所要求的产品形状和产品成本选择适当的聚合方法。 自由基聚合能够采纳本体、溶液、乳液和悬浮聚合等方法；离子聚合只能采纳本体和溶液聚合。
聚合操作能够是连续法或者间歇法；聚合反应器有不同的类不、排热方式和搅拌装置等。 5、如何选用聚合反应器？ 答：按照聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特点、聚合反应器操作特性和经济效益等聚合反应的特性以及过程操纵的重点，按下列原则选择聚合反应器： （1）重点在于目标产物的生成时，在原料配方一定的情形下，当反应物浓度高关于目标聚合物生成有利时，可选用管式聚合反应器或间歇操作的釜式聚合反应器，当反应物浓度低对目标聚合物生成有利时，可选用连续操作的釜式聚合反应器或多级串联釜式聚合反应器 （2）重点在于确保反应时刻的场合可选用塔式或管式聚合反应器 （3）重点在于除去聚合热的场合能够选用搅拌釜式聚合反应器 （4）重点在于除去平稳过程中产生的低分子物的场合，可选用搅拌釜式聚合反应器，薄膜型聚合反应器或表面更新型聚合反应器（5）关于高粘度体系，应尽量选择相应的专门型式的聚合反应器。 6、常见的聚合反应器有哪些？简述釜式聚合反应器结构。 答：常见的聚合反应器有：釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、流化床式反应器、专门形式聚合反应器。 釜式反应器包括：容器部分、换热装置、搅拌装置、密封装置、其它结构 7、高分子合成工艺路线选择原则？ 答：高分子合成工艺路线的选择原则为：满足产品的性能指标要求；生产的可靠性；技术上的先进性；经济上的合理性；生产装置大型化；清洁生产、注重可连续进展。