当前位置:文档之家› 聚合物合成工艺学答案

聚合物合成工艺学答案

聚合物合成工艺学答案
聚合物合成工艺学答案

聚合物合成工艺学—习题指导

1.简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向

答:天然高分子和合成高分子. 天然-棉麻等;合成-塑料橡胶纤维等. 向耐候性,耐热性,耐

水性,功能性,环保性合成高分子发展

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.简述高分子合成材料的基本原料(即三烯三苯乙炔)的来源

答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线

4.简述石油裂解制烯烃的工艺过程

答:石油裂解装置大多采用管式裂解炉.石油裂解过程是沸点在350 C左右的液态烃,在稀释

剂水蒸气的存在下,于750-820高温裂解化为低级烯烃,二烯烃的过程

5.画出C4馏分制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取.精馏及简单精馏的目的

答:萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精

馏方法.以上操作过

程目的是为了得C4馏分中的丁烷,丁烯与丁二烯分离.简单精馏则是为了出去甲基乙炔,2-顺丁

烯1,2-丁二烯与高沸点物

6.试述合成高分子材料所用的单体的主要性能,在贮存,运输过程中以及在使用时应注意那些

问题?

答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性

官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,

分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物1)防

止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物2)提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不

会产生过高的压力,以免贮罐爆炸3)防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备4)防止

单体贮存过程发张自聚现象,必要时添加阻聚剂5)贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险

6)为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护.为防止单体受热后产生自聚现

象,单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施;或安装冷却水管,必要时进行冷却.

7.自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?

答:影响因素:聚合反应温度,引发剂浓度,单体浓度,链转剂种类和用量.反应温度的升高,

所得聚合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量,一般仅为千分之几,严格控制反应温度在一

定范围内和其他反应条件;选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量,由于聚合物品种的不

同,采用的控制手段可能各有侧重,如PVC生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关

8.一苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点

答:预聚合:原料苯乙烯自苯乙烯车鉴定师送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为

80--100C,聚合物浓度高,预聚温度可提高到115--120C.而后反应后聚合,在聚合塔内再升

温,循环反应,使发宁完全

特点:方法较简单,相对放热量较大,有自动加速效应,形成的聚合物分子量分布较宽,本

体聚合流程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材

和其他型材

9.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: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,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

10.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改型方向.

答:St:尺寸稳定性好,收缩率好吸湿性低,高折光率,易着色,导热系数随温度变化而变

化,具有良好的介电性你能和绝缘性,力学性能优异,耐碱、盐酸、磷酸、硼酸等,易燃烧,

易发生静电,但不耐硝酸,不溶于非极性烷烃,但易溶于苯,甲苯,二甲苯中,耐候性差,易

发生脆化.改性方向:高抗冲击性(加入弹性体),可发性PS(加入发泡剂),与其他单体进

行共聚,有AS AAS MBS ABS 等PMMA:高透明性,无毒无味,且耐候性良好,优异的无传导性,具有独

特的电性能,耐电弧性及不漏电性能好.缺点:力学性能中等,表面硬度低,易被

划伤,具有一定的脆

性.改性:采用MMA与丁二烯共聚,具有表面硬度高,抗冲击性好,MMA与a-甲基苯乙烯共聚,具有很好

的加工成型性.

11.悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响

答:机械搅拌--防止两项因密度不同而分层分散剂-防止粘稠的液滴粘结成大粒子进而防止结

块悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用,被打碎成带条状,再在表面引力作用下形

成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴,重新被打碎成小液滴,而处于动态

配横.

12.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13.均相与非均相粒子状态有什么区别,他们是怎么形成的.均相粒子:透明的

圆球状,生成的聚合物可溶于单体液滴,形成粘稠液体粘度随转化率上升而上升,当单体转化

率上升到一定程度,聚合物占优势后,逐渐转变为透明的圆球状颗粒.非均相粒子:不透明不规

整,当生成的聚合物不溶于单体液滴,则链增长到一定程度时就会有沉淀析出,生成初级粒

子,然后聚集成次级粒子,为非均相相成核

13.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何区别?这些区别是如何形成的?

答:XJ-规整的圆球状;XS-多孔性不规则颗粒.所选用的分散剂不同,疏松型的PVC树脂吸收增

塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水

解度的聚乙烯醇和

水溶性纤维素醚.

14.常用的悬浮剂有哪些类型,各有什么特点?

答:1)水溶性高分子分散剂:高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成高分子保护膜层,从

而阻止了两液滴凝结;保护明胶被液滴表面吸附而产生定向排列,产生空间位阻作用.2)无机

粉状分散剂:在液滴表面形成物理保护层,且颗粒越细越稳定,可在高温下使用,可用稀酸除

去.

15.悬浮聚合中主要物系组成及其作用

答:物系组成:悬浮聚合是多相聚合体系,其中聚合体系由单体分散相(简单单体相)和水连

续相(水相)组成.单体想主要由单体引发剂组成,必要时还有调节剂和其他一些特定的配合

剂.单体作为反应原料引发剂,诱导使反应进行.其他组分如调节剂,发泡剂等来调节性能.

水溶液相主要由水,分散剂及其他助剂所组成.用来对水质控制酸碱度,硬度,氯离子含量及

机械杂质等.

16.简述PVC悬浮聚合工艺过程

答:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚合反应釜中,然后

加剂量的氯乙烯单体,升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹

套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水,严格控制反应温度波动不超

过正负0.2C.当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为链终止剂,然后进入单体回收,

干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.

17.试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?(悬浮聚合中影响颗粒大小及其分

布)

答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度,密度和表面张

力等;分散剂.

18.苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过

答:高温:ST(100)去离子水(140-160)NaCO3(10%)MgSO4(16%)0.12苯乙烯-马来酸酐共聚

物钠盐0..12 2,6-叔丁基对苯酚0.025.工艺过程:ST高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间

歇操作,初始反应T为80C,逐渐升温到140 ,反应t为5-24H,然后酸洗,再经离心分离,脱水

干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒

低温:苯乙烯100;过氧化异丙苯0.8;石油,醚6-10;紫外线吸收剂(UV-9)0.2 ;分

散剂()PVA)4-6;抗氧化剂264 0.3;软水200-300.工艺过程:a.发泡剂处理b.操作条件-

压力(表压)MPa0.4-0.;温度C 90-100;时间4h c预发泡d熟化e成型.

19.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别?

答:苯乙烯:生产工艺:原材料-ST单体,引发剂阻聚剂,去离子水;工艺过程-高温聚合和低

温聚合,P溶于M,使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗粒,PVC聚合物不溶于单

体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级粒子,最后

形成不规则不透明的颗粒

20.试述乳液聚合物系及其作用

答:单体:聚合物单体材料原材料水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续

相,使液滴分散,溶解引发剂,PH调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使

单体在胶术中

增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻

聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.

21.乳液聚合生产方法特点

答: a集合速度快,分子量高,可同时提高分子量和反应速率;b以水为介质,成本低,反应体

系粘度小,稳定性优良,反应热易排出,可连续操作;c.乳液制品可直接作为涂料哦和黏合

剂,粉料颗粒小,适用与某种特殊适用场合;d.由于使用乳化剂,聚合物不纯,后处理复杂

,成本高.

22.自由基溶液聚合的特点

答:a.作为传热介质使体系系统传热较易,温度容易控制;体系粘度低,减少凝胶效应,可以

避免局部过热;易于调节产品的分子量及其分布.

23.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?

答:作用:a溶剂对引发剂分解速度的影响b溶剂的链转移作用对分子量的影响c溶剂对聚合物

分子的支化与构型的影响.溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性b溶剂的活性:

应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c溶剂对聚合物溶解性能和

对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应d选用沉淀剂时为沉淀聚

合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值e溶剂的毒性,安全性和生产成本.

24.在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响

答:Cs增大促使产品由高分子量向低分子量转变;可以降低向大分子进行链转移反应,减少了

支链结构.

25.PAN溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在?各有何优缺点?

答:一步法:均相溶液聚合,所用的溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合物,聚合结束后,聚合

可直接纺丝,使聚合纺丝连续化.二步法:非均相聚合,聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析

出,需经分离以后用合适的溶剂重新溶解,以制成纺丝原液.一步法只能湿法纺丝且只能生成短

纤维,优点是不需要其他溶剂分解,可直接纺丝.二步法:优点:a水相沉淀聚合通常采用水溶

性氧化,还原引发体系,引发剂分解活化能较低,可在30-55C甚至更低的温度下进行聚合,所

的产物色泽较白;b 水乡沉淀聚合的反应热易于排除,聚合温度容易控制,从水相得到的产品

分子量比较均匀. C 聚合速率快,聚合物粒子比较均匀,转化率较高; d 聚合物易于处理,

可省去溶剂回收过程缺点:需使用溶剂重新溶解,以制成纺丝原液,比一步法增加一道生产工

序;就聚合物浆状分离,干燥耗能大.

26.简述溶液聚合生产聚丙烯晴的主要组分及其作用

答:单体:丙烯晴,丙烯酸甲酯,第三单体;

分散介质:水引发剂:水溶性的氧化-还原引发体系

27.试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么用量比单体少的多?反应温度为甲醇

的沸腾温度有何好处?

答:因为从聚合速率和分子量两方面考虑,采用甲醇作溶剂时的链转移常数小,而且PVAc的甲醇溶

液可进一步醇解为PVA(沸点与要求的聚合温度相近)且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有影

响,因此用量要比单体少.

28.简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系

答:将生成的PVAc置于甲醇溶剂中反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解,合

聚合物合成工艺学思考题及其答案资料

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

聚合物合成工艺复习

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;

高聚物合成工艺学习题集

习题集(348) 第一章绪论(37) 一、判断(10) 1、由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。() 2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的,容易实现操作过程的全部自动化,机械化,便于小批量生产。() 3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。() 4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质,如果单体几乎全部转化为聚合物,通常不需要经过分离过程。如果要求生产高纯度聚合物,应当采用真空脱除单体法。() 5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂,也需要经过分离过程。() 6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。() 7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。() 8、合成树脂生产中回收的溶剂。通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。() 9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。() 10、塑料具有取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧等优点。() 二、填空(10) 1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为与两大类。 2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有与两种方法。 3、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。 4、塑料的原料是合成树脂和。 5、塑料成型重要的有:注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、等。 6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或。 7、高分子合成工业的基本原料为、天然气、煤炭等。 8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行,聚合釜中必须安装。 9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。可能含有少量反应单体和分散剂。脱除未反应单体用的方法,对于沸点较高的单体则进行,使单体与水共沸以脱除。 10、离子聚合与配位聚合反应得到的如果是固体聚合物在有机溶剂中的淤浆液,但是通常含有较多的未反应单体和催化剂残渣。如果催化剂是低效的,则应当进行脱除。用破坏金属有机化合物,然后用水洗涤以溶解金属盐和卤化物。

聚合物合成工艺学思考题及其答案word精品

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。 釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备 收、脱出溶剂、催化剂,脱出低聚物等过程 与设备。 输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设 备。 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 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 第一章 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。 (3)聚合反应过程;包括聚合和以聚合 ?(4)分离过程;包括未反应单体的回 (5)聚合物后处理过程;包括聚合物的 (6)回收过程;主要是未反应单体

《聚合物合成实用工艺学》习题集

“聚合物合成原理及工艺学” 习题集 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。 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。

青岛科技大学 高聚物合成工艺学 07级A卷标准答案

(答案要注明各个要点的 评分标准) 一. 填空题(201. 自由基聚合过程典型的实施方法包括 本体聚合 、 溶液聚合 、 悬浮聚合 、 乳液聚合 。 2. 合成橡胶一般采用 溶液聚合 、 乳液聚合 工艺进行聚合。 3. 溶液丁苯胶的合成是按阴离子机理进行反应的。 4. 热塑型酚醛树脂采用 酸法 制备,热固型酚醛树脂应采用 碱法 制备。 5. 制备顺丁胶采用的催化剂(引发剂)为 镍系 ;制备乳聚丁苯胶采用的催化剂(引发剂)为 过硫酸钾 。 6. 两步法合成聚氨酯:首先合成两端为-NCO 预聚物;然后与 二元醇、二元胺 进行扩链反应。 7. 乳液聚合主要组分包括单体、水、引发剂、乳化剂。 8. 双酚A 型环氧树脂的单体分别为和。(写出结构式) C CH 3CH 3OH HO CH 2CH O CH 2Cl 二. 判断并改错(20分,每题2分)(判断对错1分,改正1分) 1. 利用齐格勒-纳塔催化剂可合成LDPE 。( 错,LDPE →HDPE ) 2. 悬浮聚合突出特点是聚合速度快,同时产物分子量大。(错,悬浮聚合→乳液聚合 ) 3. PVC 的空隙率主要影响材料的强度。(错,强度→ 对增塑剂的吸收 ) 4. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。( 正确 ) 5. 线型缩聚影响分子量主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。 (错,去掉保持熔融状态 ) 6. 聚氨酯具有很高的强度,其中一个原因是分子链上的-C=O 可与另一分子上的C 形成氢键。(C → 另一分子N 上的H ) 7. 乙烯高压聚合,当压力升高,反应过程在均相中进行时,容易产生凝胶物。 (错,容易→不会) 8. 在制备溶液丁苯胶过程中,常加入一定量的四氢呋喃,目的是为了增大苯乙烯在分子链中的嵌段含量。( 错,嵌段含量→无规含量 ) 9. 高顺式聚丁二烯橡胶所用催化剂是镍系齐格勒-纳塔催化剂。( 正确 ) 10. 二元胺-二元酸聚酰胺的熔点随主链上的C 原子数目的升高逐渐降低。 (错,逐渐降低→呈锯齿形变化 ) 三. 选择题(20分,每题2分) 1. ( A )可作为自由基悬浮聚合的引发剂。 A. BPO ; B. K 2S 2O 8; C.K 2S 2O 8-FeSO 4; D. TiCl 3-AlCl 3; 2. 为解决本体聚合过程中反应热导出的问题,一般采用的手段是:( C ) A. 降低反应温度; B. 加大引发剂用量; C. 分段聚合; D. 共聚其他单体; 3. 离子聚合过程,反应温度将影响( C )。

聚合物制备工程部分样题一、填空题(10)

“聚合物制备工程”部分样题 一、填空题(10) 1、间歇反应器的设计方程、平推流反应器的设计方程,单级理想混合流反应器的设计方程是。 2、使用了离子型和非离子型乳化剂配方生产的聚合物乳液体系,其聚合温度应高于,低于和。 3、聚氯乙烯工业生产通过控制聚合物分子量,乳液丁苯工业生产通过调节聚合物分子量,聚烯烃工业生产通过调节聚合物分子量。 4、生产丁基橡胶使用的单体为和,丁基橡胶聚合过程的两大特点为和。 5、PET的主要工业技术路线是和,其主要实施方法是和。 二、简答题目(40分) (1)一化工设计院设计聚酯反应器,要求每天反应4800 kg的己二酸,且反应过程严格控制与己二醇等摩尔比反应,在343K下,以硫酸为催化剂的动 力学方程为: 2 A A kC = γ 其中:r A——消耗己二酸反应速度, kmol/l?min;k——反应速度常数,为1.97 l/kmol?min(反应温度70℃);C A——己二酸的瞬时浓度,kmol/l。己二酸分子量为146。己二酸的初始浓度C A0=0.008 kmol/l;每个反应器的有效体积均为0.8m3,采用多级串连理想混合反应器,控制转化率达到85%,需要几个反应器串联才能实现这一控制要求?(8分) (2)采用平推流反应器、单级理想混合反应器、三级串联理想混合反应器分别进行活性阴离子聚合制备聚苯乙烯,请说明三种反应器对产物分子量分布的影响,并解释原因。(8分) (3)简述采用管式和釜式反应器生产低密度聚乙烯(LDPE)的特点及产生差

异的原因。(8分) (4) 溶剂是影响溶液聚合重要因素,请以顺丁橡胶为例,说明如何选择溶剂? (8分) (5) 丙烯腈是在三大合成材料中得到广泛应用的单体之一,请以丙烯腈为单 体之一,写出目前已经实现工业化的至少5种高分子量共聚物的名称、缩写、聚合原理,实施方法(三大合成材料必须每种至少一个实例)。(8分) 三、流程与工艺(30分) (1) 试用流程框图和必要的文字描述低温乳液丁苯橡胶生产工艺,并简述其 控制转化率的原因。(15分) (2) 试用流程框图和必要的文字描述乳液接枝-掺混法制备ABS 的生产工艺 流程,并简述制备ABS 的关键技术。(15分) 四、分析与综合(10分) 某氯碱公司具备氯乙烯单体(VCM )的生产能力,以及较强的聚合物生产能力,以VCM 为基本原料(可以选择合适共聚单体),不同客户提出了各自对聚合物需求,请按照以下需求,选择实施方法,并说明选择的理由。(10分) a) 客户1主要用于塑钢门窗的生产; b) 客户2主要用于透明医用包装材料的生产; c) 客户3主要用于皮革、壁纸等生产; d) 客户4主要用于涂料生产。 “聚合物加工工程”部分样题 一、简要回答下列问题(5分×4-20分) 1. 已知某流体的能量守恒方程为:v dT c q V dt ρτ=-??+?,请说明该流体有何特点?并解释方程中各项的物理意义。 2.用图示方法表示下列流变学物理量。

高聚物合成工艺学重点整理

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

聚合物合成工艺

第一章绪论 4. 20世纪50年代,谁发现了可用于高密度聚乙烯和立构规整聚丙烯的合成催化剂?这些催化剂的基本成分是什么? 5. 21世纪高分子科学与工程学科的重要发展方向是什么? 6. 简要说明聚合物合成的生产步骤。 第二章合成聚合物的原料路线 4. 石脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料?其中的加 氢工艺是为了除去哪些有害物质? 5. 什么是C4馏分?如何通过C4馏分制备1,3-丁二烯? 10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些?你认为哪些原料路线具有很好的前景。 第三章自由基本体聚合过程及合成工艺 17. 用过氧化二苯甲酰作引发剂,苯乙烯在60℃进行本体聚合,试计算正常引发反应、向引发剂转移反应、向单体转移反应三部分在聚合度倒数中各占多少百分比?对聚合度各有什么影响,计算时选用下列数据:[I]=0.04mol/L,f=0.8,k d=2.0×10-6s-1,k p=176L/mol·s,k t=3.6×107 L/mol·s,ρ(60℃)=0.887g/mL,C I=0.05,C M=0.85×10-4。 18. 为了改进聚氯乙烯的性能,常将氯乙烯(M1)与醋酸乙烯(M2)共聚 得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80%的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺? 第四章自由基溶液聚合过程及合成工艺 9. 苯乙烯在60℃以过氧化二叔丁基为引发剂,苯为溶剂进行自由基溶液聚合。当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时,引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×

高聚物合成工艺学试题两套和答案

高聚物合成工艺学试卷两套和答案 第一套 一. 解释或说明以下基本概念(20分,每题2分) 悬浮聚合;单体在水中,悬浮剂存在下由自由基引发剂引发进行的聚合反应 的制备;采用自由基引发剂,在高温高压下合成的 乳液聚合特点;分子量和聚合速度同时提高 熔融缩聚;在单体和聚合物熔点以上进行的聚合过程 高顺式聚丁二烯;顺式含量打印94%的聚丁二烯 界面缩聚;在两不相容的溶剂界面进行的缩聚反应 双酚A型环氧树脂;由双酚A作为单体组分之一而得到的氧树脂;甲苯二异氰酸酯 氨基树脂;由尿素或三聚氰胺等与甲醛反应得到的树脂 溶液丁苯胶:采用溶液法合成的丁苯胶 二. 填空题(20分,每空1分) 1. 自由基聚合可以采用四种工艺过程,乳液、悬浮、 溶液、本体。 2. 乳聚丁苯橡胶一般分为两种低温、高温。 3. 乳液丁苯胶的合成是按自由基机理进行反 应的。 4. 酚醛树脂是由苯酚与甲醛反应制备 的。 5. 制备采用的催化剂(引发剂)是 43 ;制备采用的催化剂(引 发剂)是33 。

6. 聚氨酯是由异氰酸酯与多元醇反应制备的。反应类 型为聚加成反应。 7. 悬浮聚合主要组分包括悬浮剂、单体、引发 剂、水。 8. 不饱和聚酯树脂的单体分别为不饱和酸酐和二元 醇。 三. 选择题(20分,每题2分) 1. 乳液丁苯胶可选用( C. )作为引发剂。 A. ; B. K2S2O8; C. K2S2O84; D. 33; 2. 本体聚合常采用分段聚合工艺,其目的是( B. ) A. 降低反应温度; B. 导出反应热; C. 提高转化率; D. 简化工艺; 3. 离子聚合过程,一般选择(D )工艺。 A. 悬浮聚合; B. 乳液聚合; C. 本体和悬浮; D. 本体和溶液; 4. 聚醚型聚氨酯与聚酯型聚氨酯相比具有(C )。 A. 耐热性好、机械强度高; B.耐热性好、柔韧性好; C. 低温性好、柔韧性好; D. 低温性好、机械强度高; 5. 特点是支链量(多),机械强度(低),可应用于薄膜。 A. 少,低; B. 少,高; C. 多,低; D. 多,高;

聚合物合成工艺学习题

名词解释 Ziegler-Natta催化剂:中文译名“齐格勒-纳塔”催化剂,由三乙基铝与四氯化钛组成,是一种优良的定向聚合催化剂。催化剂又称触媒,可以组合成Ziegler-Natta触媒的化合物种类相当多,Ziegler-Natta触媒可由下列的化合物组合而成:周期表中第IV到第VIII族的过渡金属化合物,和周期表中第I到第III族的金属所组成的有机金属化合物。其中过渡金属化合物为触媒,而有机金属化合物为助触媒。 爆炸极限:可燃物质与空气或氧气必须在一定浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇火源才会发生爆炸,这个浓度范围成为爆炸极限,或爆炸浓度极限 逐步加成反应:某些单体的官能团可按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物,但又不会析出小分子副产物,这种反应称为逐步加成聚合反应。 界面缩聚:两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中,在常温常压下,在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。 工程塑料:是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。 表面活性剂:是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。 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。乳化剂是乳浊液的稳定剂,是一类表面活性剂 HBL值:用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分和亲油部分对其性质所作贡献大小的物理量。 种子乳液聚合:单体原则上仅在已生成的微粒上聚合,而不形成新的微粒,即仅增加原来微粒的体积,而不增加反应体系中微粒的数目。

核-壳聚合:两种单体进行共聚合时,如果一种单体首先进行乳液聚合,然后加入第二种单体再次进行乳液聚合,则前一种单体聚合形成乳胶粒子的核心,好似种子,后一种单体则形成乳胶粒子的外壳。 金属茂催化剂:由过渡金属锆(Zr)与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子(或甲基)形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氯烷组成。 Phillips催化剂活化处理:400~800℃温度下,于干燥空气中进行活化,使铬原子处于Cr+6状态。 熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在10分钟内通过标准毛细管的重量值,以(g/min)为单位。 聚合反应的操作方式:间歇聚合:分批生产,适于小批量生产;连续聚合:自动化程度高,质量稳定,适合大批量生产。聚合反应器:管式、塔式、釜式、特殊形式;反应热排除方式:夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷、回流冷凝器冷却等。 1、聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些?适用范围如何? ①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等; ②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌;平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌;螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。 2、简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。 —合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同,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:①分离过程的差异:合成树脂,通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中,而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的,在沉淀

高聚物合成工艺学复习

1、为什么要对聚合物进行后处理? 经过分离过程制得的聚合物,含有一定的水分和未脱除的少量溶剂,需要经过脱水和干燥。 2. 合成树脂的后处理过程 潮湿的粉状树脂 稳定剂干燥的粉状树脂 干燥方法:气流干燥和沸腾干燥 3.聚合方法的选择:聚合方法的选择取决于聚合物性质;相同性能的产品,产品质量好,设备投资少,生产成本低的方法将得到发展。其它方法则逐渐被淘汰。 4.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: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;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 5.生产单体的原料路线有那些? 答:石油路线:石油行高温裂解,得到的裂解气经分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。产生的液体经加氢后催化重整使之转化为芳烃,经萃取分离可得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。然后可将它们直接用作单体或进一步经化学加工以生产出一系列单体。煤炭路线:煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。由煤焦油经分离可得到苯,甲苯、苯酚等。焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石,电石与水反应生成乙炔,由乙炔可以合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原料。其他原料路线:主要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。 6.成纤聚合物的结构和性质特征: 答:①、聚合物长链必须是线形的,支链应尽可能少,无交联.因为线型大分子能沿纤维的纵方向发生取向,可提高纤维的强度。②、聚合物应具有适当高的分子量,且分子量分布要窄。③、聚合物分子结构应规整,易于结晶,最好能形成部分结晶的结构。④、聚合物大分子中含有极性基团,可增加分子间作用力,提高纤维的物理和机械性能。⑤、结晶性聚合物的熔点和软化点应比允许的使用温度高很多,而非结晶性聚合物其玻璃化温度比使用温度高。⑥、聚合物要有一定的热稳定性,易于加工成纤,并具有实用价值。 7.什么是生物基高聚物?什么是可生物降解高聚物?两者之间有什么区别和联系?答:生物基高聚物:以生物产品为原料制成的高聚物称为生物基高聚物。 生物降解聚合物:能够被细菌、真菌、藻类等微生物分解、破坏的高聚物。 8.可生物降解高聚物在结构上有什么特点?答:①直链、②柔软的链结构、③脂肪族高分子、④宽分子量分布的聚合物、低分子量的低聚物、⑤非晶态聚合物低熔点高分子比、⑥酯键、肽键、⑦亲水高分子、⑧表面粗糙 9.研究可生物降解高聚物的意义何在?答:完全生物降解材料能被微生物完全分解,对环境有积极的作用。 10.具有下述两条件之一的聚合物具有水溶性:a、主链上含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键,而形成的聚合物为无定形结构;b、主链为C-C键,但沿主链分布众多的亲水基团。 11.聚电解质:离子型的水溶性聚合物 12.憎水缔合聚合物:憎水缔合聚合物:水溶性聚合物分子中如果含有少量憎水长碳链(C6~18)构成的单体链段,则具有憎水缔合的现象,与一般水溶性聚合物的溶液性质有所不同,因此叫憎水缔合聚合物. 13.吸水性树脂:具有交联结构的水溶性聚合物,失去了水溶性,但具有吸水性和保水性。 14.水凝胶:吸水能力较小的吸水性树脂,吸水量为干树脂百分之数十份。 15高吸水性树脂:吸水量达数10倍以上的称为高吸水性树脂。 16.比较乳液丁苯和溶液丁苯的异同点。 答:1溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶两种生产方法的原料和配置基本相同,主要原料都是丁二烯和苯乙烯,但是乳液聚合过程中需要几十种助剂,而溶聚丁苯橡胶只需烷基锂作催化剂,和少量几样助剂,溶液配置简单操作方便。而且溶聚无规丁苯橡胶的分子量小,可以填充大量的炭黑和油墨。同时不需要塑炼,低温性能良好,永久变形小,不需要使用,增塑剂,比较容易包锟,在添加原料以后,很容易形成带状,胶片十分光滑,收缩度小,加工过程也比较安全,比起乳聚丁苯橡胶的混炼容量大多了。2溶液聚合转化率理论上可达百分百,反应周期约为乳液聚合周期的一半;乳液聚合转化率一般在70%左右,反应周期约七个小时。3溶聚需要大量的溶剂,使用的催化剂也是不同的,主要产生的橡胶根据催化剂的不同分为几种。分为醇烯系溶液共聚丁苯橡胶和锂系溶液共聚丁苯像胶。锂系溶聚丁苯橡胶可分为两种类型:嵌段型、无规型。这里一般是指:无规型溶聚丁苯橡胶。在生产装置上,需要增添一些设备,主要用于溶剂精制和回收,对水、电、气的需求加大。4乳聚丁苯橡胶的生产过程中,排污量远高于溶聚丁苯橡胶,在生产过程中所产生的污染。5采用溶液聚合法生产丁苯橡胶用到的生产装置应变能力强,适应性强,可迅速转产,改产,可与SBS等共用一套生产装置。6溶液聚合的生产过程较灵活,可以通过控制分子量、分布情况、支化度、苯乙烯含量及嵌段程度来生产各种产品,橡胶烃含量可高达98%。7溶聚丁苯橡胶硫化速度快,加工性能好,胶质纯,硫化剂和促进剂的用量减少,溶聚丁苯橡胶的加工省时、省力、省能。 17.有机硅聚合物:如何提高有机硅聚合物的分子量。 答:提高线型聚合物分子量的合成方法-催化重排 如欲制取分子量较高的线型聚合物(硅橡胶),必须采用高纯度的二氯硅烷单体,实际上这种高纯度单体很难制得.工业上通常由二氯硅烷先转化成环状的四聚体,即八甲基环四硅氧烷,再在酸性或碱性条件下发生催化重排(开环聚合),可获得分子量高达40-80万的线型聚合物. 18.聚乙烯的合成与生产工艺:LDPE生产工艺,气相本体法聚合工艺条件的控制。答:(1)生产工艺控制原料准备:主要是乙烯单体、分子量调节剂的选择与准备。(2)分子量的控制根据PE的分子量的大小可选择相应的分子量调节剂即链转移剂。(3)添加剂:添加剂的种类和用量根据PE的牌号和用途来定。为了便于计量及与PE混合均匀常将添加剂配成浓度为12.0%的白油溶液或分散液。(4)催化剂的配制实际上是聚乙烯引发剂,工业上称催化剂 2 气相本体聚合 1.压力一般在122~303MPa之间;2.温度的确定主要取决于引发剂的类型,反应温度一般在130℃~350℃范围之间;3.反应时间:一般在15s~2min范围内,主要取决于反应器类型和产品的不同牌号。 19聚氯乙烯的合成与生产工艺:悬浮聚合生产工艺条件的控制。 答:1、反应组分的选择和配比:悬浮聚合的反应组分主要包括以下几种:单体、水、引发剂、分散剂、反应助剂。 (1)单体:纯度>99.98% (2)水:去离子水(3)分散剂:分散剂种类的选择直接影响到颗粒的形态,生产过程中的分散效果和产品的性能。 2、助分散剂作用:进一步降低单体表面和单体-水相界面的张力,使聚合物颗粒疏松度进一步增强,另外催化剂、助分散剂的电荷作用,可增强液滴的稳定性,助分散剂实际是一些表面活性剂,一般亲油力>亲水力。 3、分散剂的配比:随分散剂的种类不同,配比略有不同。 4、主分散剂:为水量的0.1%左右 5、助分散剂:为水量的0.001%~0.01% 6、引发剂:油溶性自由基引发剂 7、聚合助剂VCM聚合过程中,为了进一步提高聚合物的性能和改善聚合条件,往往还要加入若干聚合用的助剂。(1)抗氧剂(2)水相阻聚剂(3)防粘釜剂(4)链转移剂(5)抗“鱼眼”剂(6)链终止剂 2、聚合条件的控制(温度、搅拌速度、时间) (1)温度聚合温度的确定主要是根据单体、引发剂和产品的性能来确定。一般聚合温度高于引发剂的分解温度,低于单体和水的沸点温度,一般46~60℃范围内。(2)时间悬浮聚合是间歇式反应,出料是一釜接一釜的进行的,工业上称聚合时间为“干锅”时间,聚合时间由转化率来决定 粘釜产生的原因 a、釜壁由于腐蚀或机械损伤,形成凹凸不平的缺陷,聚合物尤其是少量单体在水相中形成的粒性低聚体在此沉积,与金属釜壁产生范德华力,形成物理吸附。 b、粘附作用,粘稠的聚合物被搅拌力飞溅到釜壁。 防釜措施根据以上原因可采取相应措施如下: a、使聚合釜内壁钝化,最有效的方法,对内壁进行防粘涂布处理。防粘涂层面法方面能利用的文献很多,防粘技术是工厂的商业秘密。 b、加入水相阻聚剂 20.酚醛树脂的合成与生产工艺:碱法酚醛树脂的合成工艺 答:1、合成原理:过量甲醛与苯酚 [mol比为(1.1~1.5):1] 在碱性条件下进行缩聚就能生成热固性酚醛树脂。其反应可分为三个阶段,每个阶段都可以从树脂的外形及其溶解性来区分。(1)甲阶树脂(A 阶树脂):苯酚在碱NaOH作用下,生成酚钠,由于酚氧离子的离域化作用,而使邻位、对位离子化,然后甲醛与之发生亲电加成反应。2)乙阶树脂(B阶树脂):甲阶树脂在 100~130℃加热,进一步反应产生部分交联,即可转变为乙阶酚醛树脂(或B阶树脂),也称半熔树脂,为固体,在丙酮中不溶解,只能溶胀,热塑性较差。3)丙阶树脂(C 阶树脂;在固化成型时形成)在材料成型加工过程中,乙阶材料进一步被加热约120~170°C生成网状结构,这时候苯酚的三个官能团位置全部发生了作用,达到了理想的分子结构,这种树脂已完全硬化失去热塑性,也不溶(或溶胀)于任何溶剂。

(已排版)聚合物合成工艺学课后习题全解

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。

《高聚物合成工艺学》试题

《高聚物合成工艺学》试卷二 一.名词解释(21分) 1.反相悬浮聚合 2.互穿网络聚合物IPN 3.硅橡胶 4.脱灰 5.热固性 6. 种子聚合 7. 聚酯纤维 二.填空(20分) 1.三大合成材料是指:,,。 2.高分子合成工业中用自离子聚合反应机理生产的聚合物主要采用有:,,,四种聚合方法来实施。 3.低温丁苯橡胶乳液聚合过程中主要的影响因素是,。常采 用的控制乳液胶粒的粒径。 4.ABS用那三个单体聚合:,,。分散相常采用,聚合方法。连续相常采用,聚合方法。 5.在聚氯乙烯聚合生产中,主要采用手段控制聚合物分子量。 6.评价高聚物耐热性两个重要指标是:,。

三.判断(10分) 1.聚合反应釜中搅拌器只起到加速传热的作用。() 2.水油比是指反应体系中水的用量与单体重量之比。() 3.HDPE常用高压聚合生产工艺。() 4.热塑性酚醛树脂不需加入固化剂即可在加热的条件下固化。() 5.聚四氟乙烯常采用本体聚合工艺生产。() 6.顺丁橡胶的分子量越大,分子量分布越窄,其力学性能越好,但是加工性能越差。() 7.聚苯乙烯的聚合可以是本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。() 8.浅色剂只有将带色杂质变为浅色或无色物质,改善纤维白度的作用。() 9.在乳液聚合过程中,搅拌强度太高,会使乳胶粒子数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至导致破乳。() 10.悬浮聚合体系一般是由单体、引发剂、水和分散剂四个基本部分组成。() 四.简答(25分) 1.简述石油裂解制烯烃的工艺流程。 2.简述本体聚合的特点。 3.简述悬浮聚合过程的影响因素。 4.聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法和两步法两种,对比两种方法的特点。 5. 试比较高温和低温丁苯配方的主要区别。 五.问答(24分)

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档