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单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用
非对称二嵌段共聚物胶束薄膜在溶剂退火 过程中的形态变化 摘要 对在氯仿溶剂蒸汽退火过程中不对称的聚苯乙烯——嵌段——聚（2——乙烯基吡啶）二嵌段共聚物胶束薄膜的形态变化进行了研究，最初，在膜表面形成纳米级范围的小岛，进一步的退火导致共聚物PS-b-PVP缸底部刷层以上构成的岛的生长，为了进行比较，对从THF溶液（不含胶束结构）中制备的嵌段共聚物进行了研究，从THF 中制备的膜的表面形态在溶剂退火过程中经过去湿调幅机制在不断地演变。在很长一段时间的溶剂蒸汽退火中，两种薄膜显示出相同的表面形态，这是由表面场和自动去湿机制之间的相互作用决定的。 1 介绍 嵌段共聚物（BCP)可以自动组装成一系列的定义良好的，有序的纳米结构，包括球体、圆柱体、薄片、与双螺旋形、这个是取决于相对组分聚合物【1E4】的体积分数，嵌段共聚物薄膜被确认为应用于纳米结构工程中应用范围从磁存储到光电材料、蚀刻抗蚀剂和传感器的模板和支架的理想材料，最近，溶剂退火可以被用作生产长程有序嵌段共聚物【5E15】的薄膜的其中一个重要的方法已经得到了证实，例如，Niu 和Saraf 描述了一个通过溶剂退火制备的高度有序嵌段共聚物薄膜的动力学特征的有关机制，Fukunaga 等人研究了
脱溶剂速度对通过溶剂退火所得到的ABC三嵌段共聚物的形貌的影响 并报道了大规模比对得到的微域， 轩等人通过控制的溶剂的选择性，膜厚度和水蒸气的曝光时间获得了排列有序的对称的六边形包装纳米缸二嵌段共聚物的聚（苯乙烯- 嵌段- 甲基丙烯酸甲酯）（共聚物PS-b -PMMA ）薄膜，。Peng 等人系统地研究了溶剂选择性对用溶剂退火得到的嵌段共聚物的薄膜的影响。在对称共聚物PS-b -聚甲基丙烯酸甲酯薄膜在溶剂退火后形成的不同膜结构是取决于溶剂的性质。聪等人表明水（对于PS 和P4VP 它不是一种溶剂）可诱导聚苯乙烯- 嵌段- 聚（4 - 乙烯基吡啶）（PS- β- P4VP ）胶束薄膜的形态变化。Zhao等人对在甲醇蒸气（少数的选择性溶剂P4VP块）溶剂退火后薄不对称的PS -B- P4VP薄膜的表面形态进行了研究。Kim等人表明溶剂挥发以可控制的速率可以提供一个非常简单但强大的路线来大面积产生几乎无缺陷的微观结构在聚（苯乙烯- 嵌段- 环氧乙烷）（PS- β- PEO）嵌段共聚物薄膜[ 10 ] 。上文提到的大多数办法都集中在一个微相分离的相对取向形态学相对于基板表面时的实验变量，如表面字段，膜厚，溶剂的挥发速度，溶剂的选择性，退火条件，等的改变[ 5E15 ] 。然而，涉及这些处理的详细的机理仍不清楚。此外，嵌段共聚物的初始形态与从不同的溶剂所得制备的薄膜形态的发展之间的相关性是很少考虑的。
非线形嵌段共聚物的合成 洪春雁 潘才元3 (中国科学技术大学高分子科学与工程系 合肥 230026) 摘 要 主要介绍了非线形嵌段共聚物,如星型嵌段共聚物、杂臂星型共聚物、梳型聚合物等的合成方法,包括多官能团引发剂法、大分子引发剂法等。各种活性聚合方法,如阳离子开环聚合、原子转移 自由基聚合(A TR P)和氮氧稳定自由基聚合等都可以用于合成非线形嵌段共聚物。 关键词 非线形嵌段共聚物 星型嵌段共聚物 杂臂星型共聚物 Syn thesis of Non l i near Block Copoly m ers Hong Chunyan,Pan Caiyuan3 (D epartm en t of Po lym er Science and Engineering,U n iversity of Science and T echno logy of Ch ina,H efei230026,Ch ina) Abstract In th is article,the syn thetic m ethods fo r non linear b lock copo lym ers,such as star b lock copo lym ers,m ik toarm star copo lym ers,and com b2like copo lym ers w ere in troduced.T he m ethods include m u ltifuncti onal in itiato r and m acro in itiato r m ethod etc.L iving po lym erizati on,such as cati on ic ring2open ing po lym erizati on,atom tran sfer radical po lym erizati on(A TR P)and n itrox ide2m ediate living free radical po lym erizati on can be u sed to syn thesize non linear b lock copo lym ers. Key words N on linear b lock copo lym er,Star b lock copo lym er,M ik toarm star copo lym er 与线形嵌段共聚物如AB型两嵌段和ABA型三嵌段共聚物不同,非线形嵌段共聚物如星型嵌段共聚物、杂臂星型共聚物和伞型聚合物是通过将线形聚合物链段连到一个中心上形成的。非线形嵌段共聚物可用作热塑性弹性体、硬塑料、共混增容剂、聚合物胶束等,引起了工业界的广泛关注。这类聚合物可作为模型共聚物以研究两种或更多种组分的热力学不相容性对其在溶液中或本体条件下性质的影响,而且不相容的链段在分子水平上的相分离(5～100nm)能够形成复杂的纳米结构,因此也引起了学术界的兴趣。与线形嵌段共聚物相比,非线形嵌段共聚物在组成或结构上的微小变化都会使形态发生很大的改变,这也是制备新型非线形嵌段共聚物的推动力之一。这里主要讨论用可控自由基聚合法合成非线形嵌段共聚物。 1 星型嵌段共聚物 星型嵌段共聚物的每个臂都是两嵌段或三嵌段共聚物。由于存在聚合物链连接中心,星型嵌段共聚物具有与线形两嵌段共聚物或三嵌段共聚物不同的性质。但在合成方法上,合成线形嵌段共聚物的方法也可用于星型嵌段共聚物的合成。例如,连续加料法和机理转换法等方法都可用于合成星 洪春雁 女,29岁,博士,讲师,现从事超支化聚合物和活性聚合研究。 3联系人,E2m ail:pcy@https://www.doczj.com/doc/ac17351415.html, 国家自然科学基金资助项目(50173025) 2003205226收稿,2003206221接受
1．粘釜产生原因、危害及防止措施。 粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。 危害：（1）传热系数下降；（2）产生“鱼眼”，使产品质量严重下降；（3）需要清釜，非生产时间加长。 防止措施：（1）釜内金属钝化；（2）添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等；（3）釜内壁涂极性有机物，防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化；（4）采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰. 清釜；（5）提高装料系数，满釜操作。 减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，（而且生产工厂技术保密，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用）此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可（水压>21mpa）达到清釜目的。 2.高分子合成材料的生产过程 答: 1）原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备 2）催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应 3）聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量 4）分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率 5）聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6）回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境 3. 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。 4.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响? 答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多。 影响：这种PE加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性 5.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点? 答:1) 以水为分散介质,价廉,不需回收,安全,易分离.2）悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3）颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4）需要一定的机械搅拌和分散剂5）产品不如本体聚合纯净 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续 6.简述聚氯乙烯PVC悬浮聚合工艺过程 答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合:升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS） 1 产品概述 苯乙烯系热塑性弹性体（又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers，简称SBCs），目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。目前，SBCs系列品种中主要有4种类型，即：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）；苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物（SEPS）。SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。 SBS苯乙烯类热塑性弹性体是是SBCs中产量最大（占70%以上）、成本最低、应用较广的一个品种，是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物，兼有塑料和橡胶的特性，被称为“第三代合成橡胶”。与丁苯橡胶相似，SBS可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，电性能优良，加工性能好等特性，成为目前消费量最大的热塑性弹性体。 SBS在加工应用拥有热固性橡胶无法比拟的优势： （1）可用热塑性塑料加工设备进行加工成型，如挤压、注射、吹塑等，成型速度比传统硫化橡胶工艺快； （2）不需硫化，可省去一般热固性橡胶加工过程中的硫化工序，
因而设备投资少，生产能耗低、工艺简单，加工周期短，生产效率高，加工费用低； （3）加角余料可多次回收利用，节省资源，有利于环境保护。目前SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。在橡胶制品方面，SBS模压制品主要用于制鞋（鞋底）工业，挤出制品主要用于胶管和胶带；作为树脂改性剂，少量SBS分别与聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度；SBS作为粘合剂具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点；SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。 目前我国SBS的生产能力21万吨/年，而国内市场的需求则已却超过了35万吨，国内市场缺口较大，产品具有良好的市场发展前景。 2 国内外市场需求现状及预测 2.1 国外市场分析 世界SBS产品工业化生产始于20世纪60年代。1963年美国Philips石油公司首次用偶联法生产出线型SBS共聚物，商品名Solprene。1965年美国Shell公司采用负离子聚合技术以三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产，商品名Kraton D。1967年花兰Philips公司开发出星型（或放射型）SBS产品，1972年美国Shell公司又开发出SBS的加氢产品（SEBS）。1973
1生产单体的原料路线有哪几种？试比较它们的优缺点？ 答:①石油路线：目前最主要的单体原料路线②煤炭路线：乙炔，电石生产需大量电能，经济上不合理，由于我国历史原因和资源情况，乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。③可再生资源路线，原料不充足，成本高，但充分利用自然资源，变废为宝的基础上，小量生产某些单体出发点还是可取的。 2、如何有C4馏分制取1，3丁二烯？ ①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。 第三章本体聚合 1、简述高压聚乙烯工艺流程 答：精制的乙烯进入一次压缩（一级）；来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后，进入一次压缩机入口，压缩至250MPa，然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩；冷却单体进入聚合反应器，引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合；然后高压分离、低压分离挤出切粒，未反应单体分离循环使用。 2、高压PE有哪两种主要工艺路线？各有什么特点？ 管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线 管式反应器反应中：物料在管内呈柱塞状流动，无返混现象，反应温度沿反应管长度而变化，得高压聚乙烯分子量分布较宽，耐高压。无搅拌系统，长链分枝少。生产能力取决于反应管参数。 釜式反应器：物料可充分混合，反应温度均匀，还可分区操作。耐高压不如管式，反应能力可在较大范围内变化，反应易控制。PE分布窄，长链分枝多。3、高压PE合成反应条件比较苛刻，具体条件如何？为什么采用这样的工艺条件？ 反应温度设在150℃~330℃，原因有二：①乙烯无任何取代基，分子结构对称，纯乙烯在350℃以上爆炸性分解，从安全角度，避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升，引发事故，故使T＜330℃②PE熔点为130℃，当T＜130℃时造成大量PE凝固，堵塞管道，同样造成反应难以进行，造成事故，故最低温度不低于130℃，一般温度大于150℃。 反应在低压下进行，原因：乙烯常压下位气体，分子间距离远，不易反应，压缩后，分子间距离显著缩短，极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率，易反应，在100~300MPa下，C2H4接近液态烃，近似不可压缩状态，其次T上升，需压力也增加，才能使PE与单体形成均相状态，保持反应顺利进行。 转化率15～30%：明显低于其他单体本体聚合，f造成大量乙烯需要循环使用。—CH高，热容小，f提高1%，温度上升12~13℃，如果反应热不能与时移除，极易造成温度急剧上升，从而造成爆炸发生，故一般提高f困难，另外提高f，
通过ATRP制备嵌段共聚物的研究综述 摘要：原子转移自由基聚合(ATRP)是合成嵌段共聚物的有效途径。本文介绍了原子转移自由基聚合(ATRP)的基本原理以及ATRP在反应体系，实验方案的研究进展，并且概述了近年来采用ATRP制备嵌段共聚物的研究进展。 关键词：原子转移自由基聚合，机理，反应体系，嵌段共聚物 Abstract: The atom transfer radical polymerization (ATRP) is an effective way to synthesize block copolymers. This article describes the atom transfer radical polymerization (ATRP) as well as the basic principles of ATRP in the reaction system, the experimental research program, and an overview of recent years the use of block copolymers prepared by ATRP Research. Keywords: atom transfer radical polymerization mechanism of the reaction system, the block copolymer 1 引言： ATRP（Atom Transfer Radical Polymerization）聚合反应以过渡金属作为催化剂，使卤原子实现可逆转移,包括卤原子从烷基卤化物到过渡金属络合物（盐），再从过渡金属络合物（盐）转移至自由基的反复循环的原子转移过程，伴随着自由基活性（增长链自由基）种和大分子有机卤化物休眠种之间的可逆转换平衡反应，并抑制着自由基活性种在较低的浓度，减少增长链自由基之间的不可逆双基终止副反应，使聚合反应得到有效的控制。ATRP的核心是引发剂卤代烷R-X与单体中C=C键加成，加成物中C-X键断裂产生自由基引发聚合。示意图如下： 引发 在引发阶段，处于低氧化态的转移金属卤化物Mtn从有机卤化物R－X中吸取卤原子X，生成引发自由基R·及处于高氧化态的金属卤化物Mtn+1－X。自由基R·可引发单体聚合，形成链自由基R－M·。R－M·可从高氧化态的金属络合物Mtn+1－X中重新夺取卤原子而发生钝化反应，形成R－M－X，并将高氧化态的金属卤化物还原为低氧化态Mtn。
---------------材料科学与工程专业成型加工工艺课程设计题目：丁苯橡胶的增强改性 姓名：季赛 学号： 150412108 班级： 2012级材料（1）班 指导老师：张建耀职称：高级工程师\教授 起止日期： 2015.11.23——2015.12.6
目录 1.设计背景 (4) 1.1改性加工目的 (4) 1.2乳聚丁苯橡胶 (6) 1.3溶聚丁苯橡胶 (6) 1.4粉末丁苯橡胶 (8) 2.丁苯橡胶增强改性加工工艺原理 (8) 2.1炭黑增强丁苯橡胶应用 (8) 2.2炭黑的补强机理 (8) 3.丁苯橡胶改性原料、助剂及设备介绍 (9) 3.1原料及助剂 (9) 1）原料 (9) 2）炭黑 (10) 3）硬脂酸 (10) 4）氧化锌 (11) 6）防老剂 (11) 7)石蜡油 (11) 8)防焦剂 (12) 9)促进剂 (12) 10)硫化剂 (13) 3.2主要设备与仪器 (13) 3.2.1混炼机 (13) 3.2.2拉伸试验机 (14) 4.加工工艺及加工流程图 (14) 4.1 配方设计 (14) 4.2加工方法 (15) 1）炼前处理 (15) 2）炭黑-橡胶混炼 (15) 3）后加工工艺 (16)
4）强度测量 (16) 4.2产品性能测试项目、性能及测试标准 (16) 1）性能指标 (16) 2）性能参数标准 (18) 4.3加工流程图 (18) 5. 设计总结 (18)
1.设计背景 丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。 中文名: 丁苯橡胶外文名: Polymerized Styrene Butadiene Rubber 密度: 1.04 g/mL 性状: 白色疏松柱状固体 1.1改性加工目的 炭黑增强丁苯橡胶是以橡胶为基体，以炭黑颗粒为增强相的复合材料。炭黑在橡胶体系中起补强和填充作用，以改善橡胶制品性能。纯丁苯橡胶拉伸强度只有3.5MPa，没有应用价值，加入炭黑补强后，其拉伸强度提高到25MPa左右。 按聚合工艺，丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）。与溶聚丁苯橡胶工艺相比，乳聚丁苯橡胶工艺在节约成本方面更占优势，全球丁苯橡胶装置约有75%的产能是以乳聚丁苯橡胶工艺为基础的。乳聚丁苯橡胶具有良好的综合性能，工艺成熟，应用广泛，产能、产量和消费量在丁苯橡胶中均占首位。充油丁苯橡胶具有加工性能好、生热低、低温屈挠性好等优点，用于胎面橡胶时具有优异的牵引性能和耐磨性，充油后橡胶可塑性增强，易于混炼，同时可降低成本，提高产量。目前，世界上充油丁苯橡胶约占丁苯橡胶总产量的 50-60%。 乳聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，配以其他辅助化工原料，在一定工艺条件下，经乳液法聚合首先生成丁苯胶浆，脱除胶浆中未转化的单体后，再经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。 溶聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，在烃类溶剂中，采用有机锂化合物作为引发剂，引发阴离子聚合制得的聚合物胶液，加入抗氧剂等助剂后，经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。
嵌段共聚物 要了解什么是嵌段共聚物，首先要了解什么是聚合物 要了解什么是嵌段共聚物，首先要了解什么是聚合物。我们在日常生活的方方面面都能接触到聚合物，例如吃饭时用到的塑料饭盒和塑料水杯、汽车上的轮胎、各种化纤衣物，都属于聚合物。聚合物(polymer)或者说高分子(macromolecule)通常是许多相同的小分子互相反应得到的分子量非常大的物质。例如聚苯乙烯就是一种很常见的聚合物，许多塑料器具都是由它组成。从它的名字大家应该可以猜到，聚苯乙烯与苯乙烯有着千丝万缕的联系。苯乙烯并不是一个安分守己的家伙，因为它的分子中含有一个碳碳双键。如果我们把另一个“不安定分子”——仲丁基锂和苯乙烯放到一起，这两个家伙非常的情投意合，很快就发生化学反应形成了一个新的分子（图1）。 图1 由苯乙烯合成聚苯乙烯
但是这个新的分子同样不安分，它把目光投向了身边的苯乙烯分子，于是两个苯乙烯分子就这样连到了一起。可是这样形成的分子依然不安分，它又把第三个苯乙烯分子拉了进来，接下来是第四个、第五个、第六个苯乙烯分子。很快，少则几十、多则数百、几千甚至上万个苯乙烯分子就通过化学反应互相连接起来，得到了聚苯乙烯。和聚苯乙烯类似，其他许多聚合物也是由数目众多的相同的小分子互相之间发生化学反应而得到，这样的小分子被称之为单体(monomer). 在单体形成聚合物的过程中，随着数目增加而来的是质的变化：苯乙烯不过是一种非常容易流动的液体，看上去和水、汽油等其它液体没有什么区别。两三个苯乙烯分子互相反应连在一起之后，得到的也依然是液体。但是当成百上千个苯乙烯分子发生反应形成聚苯乙烯之后，我们得到的却是白色的固体。我们可以把这些白色的固体加工成各种器具，而这些器具又能承受相当大的机械强度而不会断裂，这清晰地体现了聚合物与小分子之间的一大显著区别。 也许各位读者对复杂的化学结构和化学反应还是不好理解。没有关系，让我们来做一个游戏：现在有100个中间带孔的红色塑料小球和一根绳子，请大家用绳子把小球串起来，有几种串法呢？大家肯定会说，还有几种串法，就是用绳子把小球一个一个连起来就好了。如果把小球看作单体，那么用绳子连起来的这一串小球对应的就是由这种单体反应得到的聚合物。这里100个小球都是同一颜色，对应的聚合物也是只由一种单体构成的，我们把这样的聚合物称为均聚物(homopolymer). 我们刚才提到的聚苯乙烯就是一种典型的均聚物。 现在让我们把游戏变得复杂一些：如果100个小球中的50个由红色球变成蓝色球，如何用绳子把它们一一串起来呢？有的朋友可能会说，我不管什么红球蓝球，反正都是塑料球嘛，把它们混在一起，一个一个用绳子穿起来就好。这样当100个小球全部被串到绳子上之后，我们如果从头开始统计球的颜色，我们可能会看到先是三个红色球，然后是两个蓝色球，然后是四个红色球，然后又是五个蓝色球。总之两种颜色球的分布没有没有任何规律，但我们如果从头数到尾的话，会发现红色球和蓝色球都是50个（图2）。这样形成的聚合物，我们称之为无规共聚物（random copolymer）。“共聚物”表明构成聚合物的单体不再只有一种，而“无规”表明这几种单体的分布没有任何规律。 图2 均聚物、无规共聚物、交替共聚物和嵌段共聚物的对比 也有的朋友说了，既然红色球和蓝色球的数量相同，那么我可以先串一个红色球，再串一个蓝色球，接下来再串一个红色球，然后再串一个蓝色球。这样下来，绳子上的球永远是一红一蓝交替出现。这样形成的聚合物，我们称之为交替共聚物（alternating copolymer），这里的“交替”二字表明两种单体不再是随机出现，而是严格的一一交替。 那么如果先把全部50个红色小球串到绳子上去，再串剩下的50个蓝色小球呢？这样得到的聚合物，就是我们要介绍的嵌段共聚物（block copolymer）。之所以叫“嵌段”，是因为这样的一串小球，实际上
Homogeneous Reverse Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene Initiated by Peroxides Jianhui Xia and Krzysztof Matyjaszewski* Center for Macromolecular Engineering,Department of Chemistry,Carnegie Mellon University, 4400Fifth Avenue,Pittsburgh,Pennsylvania15213 Received January12,1999;Revised Manuscript Received May19,1999 ABSTRACT:The homogeneous reverse atom transfer radical polymerization(ATRP)of styrene was initiated by benzoyl peroxide(BPO)in the presence of CuBr or CuBr2complexed by4,4′-di(5-nonyl)-2,2′-bipyridine(dNbpy).In contrast to the successful reverse ATRP initiated by azobis(isobutyronitrile)(AIBN) and CuBr2/2dNbpy,no control of polymerization was observed for the BPO/CuBr2/2dNbpy system. However,controlled/“living”polymerization was observed when BPO was used together with CuBr/2dNbpy. The differences between the BPO and AIBN systems are ascribed to the electron transfer and the formation of copper benzoate species. Atom transfer radical polymerization(ATRP)is among the most promising approaches to controlled radical polymerization.1-3Copper-mediated ATRP has been successfully used to prepare polymers with predeter-mined molecular weights,low polydispersities,and precise end functionalities as well as a variety of (co)polymers with controlled topologies and composi-tions.4,5ATRP can be realized using two different initiating systems:either an alkyl halide and transi-tion-metal compound in its lower oxidation state(e.g., CuBr complexed by two molecules of4,4′-di(alkyl)-2,2′-bipyridine6or one molecule of N,N,N′,N′′,N′′-penta-methyldiethylenetriamine7)or a conventional radical initiator such as azobis(isobutyronitrile)(AIBN)with the transition-metal compound in its higher oxidation state(e.g.,CuBr2complexed by an appropriate ligand). The latter approach has been named reverse ATRP and was successfully used for copper-based heterogeneous8,9 and homogeneous10systems in solution and in emul-sion11as well as for iron complexes.12 In reverse ATRP,it is important to use metal halides (e.g.,cupric dibromide),since salts with anions that cannot be efficiently transferred by a radical mecha-nism,such as cupric ditriflate or cupric diacetate,cannot reversibly deactivate the growing radicals.For example, the polymerization of methyl acrylate was not affected by Cu(OTf)2/2dNbpy(dNbpy)4,4′-di(5-nonyl)-2,2′-bipyridine),and the polymerization of styrene showed some reduction of rates and molecular weights only when a large excess of cupric ditriflate over AIBN was used.13The latter behavior was ascribed to a slow outer-sphere electron-transfer(OSET)process14with the oxidation of growing styryl radicals to carbocations.It should be noted that conventional ATRP initiated by alkyl halides and catalyzed by copper carboxylates15-17 or triflates13proceeds faster than that catalyzed by copper halides.In this paper,we report the unusual behavior of reverse ATRP initiated by peroxides rather than by azo initiators.18 Table1compares the results of the bulk styrene polymerization initiated by AIBN and benzoyl peroxide (BPO)in the presence of CuBr2or CuBr complexed by dNbpy.With[AIBN]0)0.09mol/L alone as the initia-tor,i.e.,without copper halide,polystyrene of M n)9700and M w/M n)2.6was obtained in66%yield after1h at 110°C.A similar result was obtained in the presence of CuBr/2dNbpy,indicating no appreciable interaction of the salt with either the radicals or AIBN.When the reaction was carried out in the presence of CuBr2/ 2dNbpy,the color of the initially green solution of cupric complex changed to red,typical for cuprous species. Moreover,a controlled reverse ATRP process occurred, as reported previously.10 However,the peroxide-initiated system behaved very https://www.doczj.com/doc/ac17351415.html,ing[BPO]0)0.09mol/L in a blank experiment carried out at110°C in bulk without copper halide,polystyrene of M n)11300and M w/M n)2.19 was obtained in86%yield after30min.In the presence of CuBr2/2dNbpy,the solution remained green even when an excess of BPO was used.The reactions were very slow,and polymers with relatively high polydis- persities(M w/M n>2.0)were obtained. Surprisingly,control of the polymerization was ob- tained in the presence of CuBr/2dNbpy(vide infra). After1.5h,polystyrene with M n)10700and M w/M n ) 1.14was obtained in61%yield(entry8).In the presence of CuBr but without the complexing ligand, only oligomers were obtained with low conversion after 30min.The reaction carried out in the presence of ligand alone behaved similarly to the blank experiment. When a large excess of BPO with regard to CuBr/ 2dNbpy was used,the color remained green and control was lost,resulting in a polymer with bimodal molecular weight distribution(entry12).When the reaction was carried out in the presence of salts whose anions cannot reversibly deactivate the growing radicals,uncontrolled polymerizations,similar to BPO alone,were obtained (entries13and14). It is known that cuprous salts act as very efficient accelerators in the decomposition of peroxides.19,20The resulting radical anions decompose to radicals and anions(e.g.,carboxylate)which can initiate polymeri- zation and coordinate to the salt in the higher oxidation state,respectively.Scheme1presents the reactions involved in the ATRP process initiated by BPO/CuBr/ 2dNbpy(dNbpy ligand was omitted to simplify the scheme). The benzoyloxy primary radicals are generated from the BPO initiator either by the thermal decomposition 5199 Macromolecules1999,32,5199-5202 10.1021/ma990036f CCC:$18.00?1999American Chemical Society Published on Web07/20/1999
第一章绪论 1.高分子合成工业（3） 2.塑料、合成橡胶、合成纤维的常用添加剂及其作用（4） 3.塑料、合成橡胶、合成纤维的分类及特点（5） 4.高分子化合物生产过程（7）（作业） 原料准备与精制过程（8）、催化剂（引发剂）配制过程（9）、聚合过程（10）、分离过程（13）、聚合物后处理过程（14）、回收过程（16） 5.杂质对聚合的影响（8） 6.单体贮存设备的要求（9） 7.聚合过程的特点（10） 8.聚合反应工艺条件及设备的要求（10） 9.生产不同牌号产品的方法（10） 10.间歇生产和连续生产的特点（11）（作业） 11.聚合反应操作方式、聚合反应器形状、排热方法、物料形态、搅拌器、链终 止剂（11） 12.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（13）（作业） 13.高分子化合物生产流程的考查（17） 14.聚合方法的选择因素（17） 15.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（20）（作业）
第二章生产单体的原料路线 1.生产单体的原料路线（24）（作业） 2.石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？简述石油化工路线裂解生产 乙烯单体的过程，并由乙烯单体可以得到那些聚合物产品？（25）（作业） 3.石油裂解生产烯烃（25） 4.石油裂解生产芳烃（28） 5.C4馏分生产丁二烯（30） 6.乙烯、丙烯、苯、丁二烯、甲苯、二甲苯制得的制品种类（31） 7.乙烯的主要生产方法：液化天然气、液化石油气分离；石脑油、轻柴油、重油、原油 裂解气分离；焦炉煤气分离；乙醇催化脱水 8.丙烯腈生产方法：乙炔法、环氧乙烷法、乙醛法、丙烯氨氧化法 9.煤炭原料路线（34） 10.乙炔得到的制品种类（35） 11.糠醛、纤维素得到的制品种类（35） 第三章自由基聚合生产工艺 1.简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点（作业） 2.自由基聚合的特点：自由基聚合反应具有技术成熟、合成工艺简单、聚合反应易于控制、 产品性能重现性好及适应品种围广泛等特点。主要用于乙烯基单体和二烯烃类单体的聚合或共聚。所得线型高分子量聚合物分子结构的规整性较差，多为无定形聚合物。 3.自由基聚合实施方法所用原材料及产品形态