聚合物合成工艺学题库
一、选择题：
1. HＤPE与LＤＰE进行比较，前者支链量（Ｂ）,机械强度( )，可应用于管材。
A. 少;低 B．少；高Ｃ. 多;低Ｄ. 多;高
２. 在丁苯橡胶乳液聚合中,分别采用（ C )低温聚合，和( )高温聚合；低温丁苯在（）方面优于高温丁苯。Ａ. ５0℃,１０0℃,极性、弹性、老化性Ｂ． 0℃，５０℃,加工性能、色泽、老化性
C．５℃，50℃,弹性、强度、加工性能Ｄ. 0℃，50℃,极性、弹性、老化性
３. 氨基树脂可由下列哪一类化合物进行合成?（C )
Ａ．苯酚与甲醛 B．二元酸与二元胺 C. 脲与甲醛 D．光气与双酚A 4．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５．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６．悬浮聚合与本体聚合工艺相比，前者（Ｂ )。
A．工艺简单,成本低 B. 导热效果好,产物纯度低
Ｃ. 转化率高，成本低 D. 后处理工艺简单
7. 乳液聚合生产过程中,破乳方法不包括（B)。
A. 强烈搅拌B．加热Ｃ. 加入电解质D．调节pH
8. 对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择（ A)搅拌器。
A．螺带式Ｂ. 平浆式 C. 锚式 D. 旋浆式
９. 下列哪种温度不是国际通用的描述塑料的耐热性能的( D )。
A. 马丁耐热温度
B. 维卡耐热温度
C. 热扭变温度
D. 玻璃化温度
10. C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近，可通过( C ）的方法进行分离。
Ａ. 闪蒸 B. 水蒸气蒸馏 C. 萃取精馏 D．减压蒸馏?11. APP是指( C)。
Ａ．全同聚丙烯 B. 间同聚丙烯 C. 无规聚丙烯 D．高分子量聚丙烯12．用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后，用( B )洗涤以除去分散剂。
Ａ. 稀碱 B．稀酸 C. 去离子水 D. 十二烷基苯磺酸钠13． BPO常常和(C ）组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
Ａ. 亚硫酸钠 B．硫代硫酸钠 C. 二甲苯胺 D. 硫酸亚铁
14. 石油裂解气经精制分离得到的主要产品中，丙烯收率为（ B )。
A. ２5％~26% Ｂ. 16%～１８％ C. １1%～1２% Ｄ. 29%～3０%
１5．下面哪种成型工艺不属于聚氨酯泡沫塑料的发泡成型工艺(D ）。
Ａ. 手工发泡 B. 浇铸法Ｃ. 喷涂法Ｄ．吹膜法
16．溶聚丁苯与乳聚丁苯相比，前者在( Ｄ)性能上占有优势。
A．生热、滚动阻力 B. 抗湿滑、耐磨性 C. 耐化学药品 D. A和B １7. 能够界面缩聚的单体有:（ B ）
A. 二元胺＋二元酸
B. 二元酰氯＋二元胺
C. 二元醇＋二元酸Ｄ. A和C
18. 酚醛树脂可由下列哪一类化合物进行合成?(A )
A. 苯酚与甲醛
B. 二元酸与二元胺
C. 脲与甲醛;
D. 光气与双酚Ａ19．熔融聚合的聚合中期的条件为(C )。
A．低温低压Ｂ. 低温高压 C．高温低压Ｄ. 高温高压
20. 测定PＰ等规度时所采用的溶剂为( B )。
A. 沸腾正辛烷
B. 沸腾正庚烷
C. 水Ｄ. 沸腾的芳烃
21．阳离子聚合所用的引发剂(C )
A. Ｌｅwis碱及弱碱性化合物
B. 碱金属及其烷基化合物
C. Lewiｓ酸,它没有质子，需加微量物质H２O，ROH生成络合物,而释放Ｈ或碳正离子引发
D. Leｗｉs酸，它有质子，可自由溶解,放出氢离子引发反应
２1. 石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,乙烯收率为（A ）。
Ａ．２5%~２６% B. 16%～18% C． 1１％~12% D．２9%～30% ２２．下列对于官能度表述正确的是（ B )
A．单体的官能度即单体上的所有官能团数目 B. 指单体上可以参加反应的官能团数目
Ｃ．指单体上反应活性中心的数目 D. 指单体上反应活性中心的数目与所有官能团数目
23．粘度高流动性差的合成橡胶聚合反应釜中选用的搅拌器为（ D)。
Ａ. 涡轮式Ｂ. 锚式 C．平浆式 D. 螺带式
2４. 乳液丁苯胶可选用(Ｃ）作为引发剂。
A．BPOＢ. K２S2O8 C. K2S2O8-FｅSO4 D．TiCl3-AlCl3
25. 自由基聚合中,悬浮聚合在较高温度下进行时，可以选用( D ）做分散剂。
Ａ. 聚乙烯醇Ｂ. 羟丙基纤维素 C. 明胶 D. 碳酸镁
２６. 聚氨酯的配方中，扩链剂的作用是( C )
A. 交联
B. 构成PＵ中的软段部分 C．构成ＰU中的硬段部分 D. 减小分子量
27. 橡胶的加工工艺不包括（ D）
A．生胶塑炼 B.硫化 C.胶料混炼 D.原料干燥
２8. 乳液丁苯胶的合成是按（ A ）机理进行反应的。
A．自由基B．阴离子 C. 阳离子 D. 配位离子聚合
29. 阳离子聚合随聚合温度提高,聚合物分子量(Ｄ)。
A. 影响不大
B. 直线下降 C．上升 D. 抛物线状下降30．可以制成AＢ型及多嵌段等不同形式的嵌段共聚物的主要聚合方法为（ C)。
A．自由基聚合Ｂ．逐步加成聚合 C. 阴离子聚合Ｄ. 配位聚合
31.熔融聚合的聚合初期的条件为（A。
A. 低温低真空 B．低温高真空 C. 高温低低真空 D. 高温高真空
3２.环氧树脂中的环氧基团主要作用是( A ）。
A. 固化Ｂ. 断链C．支化 D. 聚合
33.IPP是指( A )。
A. 全同聚丙烯Ｂ. 间同聚丙烯C．无规聚丙烯 D. 高分子量聚丙烯
34．石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,Ｃ４馏分的收率为( C ）。
A. 2５%～26% Ｂ. １6％~18% Ｃ． 1１%~12% D. ２9％~30%
３5.下面哪种物质不能作为热塑性酚醛树脂的催化剂（Ｄ)。
Ａ．草酸 B. 盐酸 C. 硫酸 D. 六亚甲基四胺
36．溶液丁苯胶的合成是按( Ｂ）机理进行反应的。
A. 自由基
B. 阴离子 C．阳离子 D. 配位离子聚合
3７. 氨基树脂可由下列哪一类化合物进行合成?（Ｃ）
A. 苯酚与甲醛
B. 二元酸与二元胺
C. 脲与甲醛 D．光气与双酚
A
38. 在生产丁基橡胶的阳离子聚合反应中,随着聚合温度的升高其分子量会（ B ）。
A. 上升Ｂ．下降 C. 不变 D. 无法判断
3９．不饱和聚酯的固化原理遵循（ A ）。
A．自由基共聚规律 B. 阳离子共聚规律Ｃ. 阴离子共聚规律 D. 配位共聚规律
40．熔融聚合的聚合中期的条件为（ D ）。
Ａ. 低温低真空 B. 低温高真空Ｃ．高温低低真空 D. 高温高真空４1．顺丁橡胶采用( A ）。
A．溶液聚合法 B. 乳液聚合 C. 本体聚合D．悬浮聚合
42. 聚氨酯的配方中，扩链剂的作用是( C ）。
A. 交联B．构成PU中的软段部分 C. 构成PＵ中的硬段部分 D. 减小分子量
43. C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近，可通过（ C ）的方法进行分离。
A.闪蒸
B. 水蒸气蒸馏Ｃ. 萃取精
44. 下列反应不是工业生产中常用来合成聚酰胺的反应是( Ｂ）。馏 D．减压蒸馏?
Ａ. 二元胺和二元酸的缩聚 B. 二元胺和二元醇的缩聚
Ｃ. w－氨基酸的缩聚 D．环状内酰胺的开环聚合
45. BPO常常和( Ｃ)组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
A. 亚硫酸钠
B. 硫代硫酸钠
C.二甲苯胺Ｄ. 硫酸亚铁
4６. 下面哪种物质不能作为热固性酚醛树脂的催化剂( Ａ）。
A．草酸 B．氢氧化钾 C. 氨水 D. 六亚甲基四胺
4７.对于环氧树脂来说,环氧值越少,其分子量（Ａ）
A 越小Ｂ越大 C 无影响 D 无法判断
4８．下列哪项不属于TPA法（直接酯化法)生产涤纶树脂的优点（Ｄ)
A 单体消耗少，生产成本低Ｂ无甲醇生成，省去回收工艺
C 利用TPＡ酸性自催化,省去拉醇化催化剂
D TPA对EG溶解度大，使ＥG／TＰＡ打浆输送反应比EG/DMT容易
4９.丙烯配位聚合选用的搅拌器为（ A )
A 三叶斜浆式三层搅拌器
B 锚式
C 平浆式
D 螺带式
５0. 在生产聚乙烯时，与自由基聚合相比，下列哪一项不是配位聚合的特点(D )
A 高温高压支链多
B 高结晶度Ｃ高熔点 D 高密度
51.乳液聚合的主要场所是（ A ）。
A.胶束
B.增容胶束
C.单体液
52. 白胶是由( B ）单体通过乳液聚合制得的。
滴 D．单体分子?
A．丙烯酸甲酯 B.醋酸乙烯酯Ｃ.甲基丙烯酸甲酯Ｄ．丙烯酸乙二醇酯
５3. 乙烯高压自由基本体聚合中,得到的是（ A ）。
A.HＰLDＰE
B.HPＨDＰＥC．LＬDPE D.LHＤPE
5４.对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合，反应釜应选择( A ）搅拌器。
Ａ．螺带式 B.平浆式 C.锚式Ｄ.旋浆式
55.本体法生产有机玻璃的特点不包括( C ）。
Ａ.提高聚合速率，分子量降低 B.反应体系粘度高,散热困难
C.分子量分布窄
D.产品后处理简单
二、填空题
1. L ＬＤＰＥ是 线性低密度聚乙烯 。
2． 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。(填写催化体系)
３． 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 -硫酸铁 。
４. 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 和二元胺 进行 扩链 反应。
5. 本体聚合主要组分包括 单体 、 引发剂 。
6. 双酚A 型环氧树脂的单体分别为 C
CH 3CH 3OH HO 和 CH 2CH O CH 2Cl 。
7. 引发剂的种类包括 过氧化物类 、 偶氮化合物 和 氧化还原引发体系 三大类。 8. 离子聚合反应根据增长链链段离子的电荷性质区分为 阳离子聚合反应 和 阴离子聚合反应 。
９. 乳液丁苯胶的合成是按 自由基 机理进行反应的。
10． 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 。
11． 溶液丁苯胶的合成是按 阴离子 机理进行反应的。
12. 聚氨酯是由 异氰酸酯 与 多元醇 反应制备的，其反应类型为 聚加成 反应。
13. 悬浮聚合主要组分包括 悬浮剂 、 单体 、 引发剂 、 水 。 1４. 酚醛树脂是由 苯酚 与 甲醛 反应制备的。
１5. 缩聚反应实施方法 熔融缩聚法 、 溶液缩聚法 、 界面缩聚法 、 固相缩聚法 。
16. 常见的搅拌器形式有 平浆式 、 旋浆式 、 涡轮式 、锚式 以及螺带式等。
１7. 表示合成纤维与天然纤维粗细程度的指标叫 纤度 。它有 重量单位 和 长度单位 两种表示方法。
18. 氨基树脂是由 醛类 与含有多个氨基的化合物反应制备的。
19. 写出下列合成纤维的学名：锦纶 聚酰胺 ;腈纶 聚丙烯腈纤维 。
２０. 乳液聚合生产过程中，破乳方法包括 电解质法 、改变pH 值的破乳、 冷冻破乳 、机械搅拌等。 ２1.写出下列英文缩写的中文名称:E ＰR 乙丙橡胶 、PA 聚酰胺 、ＰC 聚碳酸酯 、NBR 丁晴橡胶 。 22.对于均相体系,搅拌器的作用主要是加速传热过程，而对于非均相体系,则有 加速传热和 传质过程 的双重作用。
23.溶液聚合的原材料主要包括 溶剂 、 单体 、 引发剂 。
2４.高分子化合物生产过程的六个工序分别是原料的准备与精馏过程 、 催化剂配制过程 、 聚合反应过程 、 分离过程 、 聚合物后处理过程 、 回收过程。
25.表示合成纤维与天然纤维粗细程度的指标叫纤度。它有重量单位和长度单位两种表示方法。其中长度单位为 公支。
26.写出下列中文名称的英文缩写：丁苯橡胶 SBR 、聚酰亚胺PI 、聚碳酸酯 P Ｃ 、聚苯醚 P ＰO 。 ２7. 氨基甲酸酯基团(氨酯键） ＨＣONH- 。
28. 配位聚合生产中，目前适用于聚合的单体还仅限于α—烯烃 和 二烯烃
29. 工业上合成树脂的干燥方法,主要是 气流干燥机沸腾干燥 。当树脂含有机溶剂时,或粉状树脂对空气的热氧化作用敏感时，则用加热的 空气 作为载热体进行干燥。
30.加聚反应可分为 和 及 。
三、判断题
1． 煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚等。( √ )
2. 利用齐格勒-纳塔催化剂可合成ＬDPＥ。( ×)
3. 悬浮聚合突出特点是聚合速度快,同时产物分子量大。（×）
４. PＶC的空隙率主要影响材料的强度。( ×）
5. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。(√ )
6. 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。( ×）
7. 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。（×）
8. 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。( × )
９．悬浮聚合生产工艺的主要工序为:原料准备、聚合、脱单体、过滤分离、水洗、干燥等。(√ )
10. 阴离子聚合反应不存在链终止过程。（√）
１1. 离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合和溶液聚合两种。（√ )
1２. 离子聚合反应中微量水的存在不会破坏催化剂，对聚合反应无影响。( × )
1３．萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。( √ )
14．溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。（√)
15. 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。( × )
16. ＬＤPE生产中用丙烷、丙烯、乙烷或H2作链转移剂,控制分子量。（√)
１7．二元胺-二元酸聚酰胺熔点随主链上的C原子数目的升高逐渐降低。( ×)
18. 反应型粘合剂的固话条件主要是固化温度,分为低温固化和高温固化两种。( ）
1９. 所谓自动加速现象是当自由基聚合到达中期后,随转化率增加，聚合速率自动加快的现象。（√）
20．煤转化的途径包括：气化、液化和焦化。（√ )
２１. 一般精馏法能从裂解气中抽取丁二烯。（×）
２２. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。( √ )
2３. 线型缩聚影响分子量的主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。（×）
2４. 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。( √)
２5. 引发剂的半衰期：指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。( √ )
26. ＬＤPE生产中用丙烷、丙烯、乙烷或H2作链转移剂，控制分子量。（√）
27. 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。( × )
２8. 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。( × )
29. 二元胺-二元酸聚酰胺熔点随主链上的C原子数目的升高逐渐降低。（×）
30. 为了防止单体贮存过程中发生自聚现象，必要时应当添加阻聚剂。（√ )
31. 自由基聚合反应中水分子对反应无不良影响,因此可以用水作为反应介质。( × )
３２．离子聚合及配位聚合实施方法只有本体聚合和溶液聚合两种。( ×）
33. 环氧粘合剂固化剂主要有热固化和冷固化两种,热固化的温度为大于50℃。( × )
3４．用于涂料中的溶剂沸点高低可以反映挥发速度的快慢。( √）
3５．缩聚反应中原料单体分子官能团的摩尔比对反应没有影响。( ×）
36. 引发剂的半衰期:指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。( √）
3７．熔融指数越大，表示粘度越小。( √）
38. 塑料的原料是合成树脂和添加剂(助剂)。( √）
39. 乳液聚合和水溶液聚合采用水溶性引发剂，本体、悬浮和有机溶液聚合采用油溶性引发剂。（√ )
40. 聚氯乙烯生产中主要是向单体的链转移,故生产中依靠控制反应温度控制产品平均分子量。（√)
四、完成反应式或名词解释
1. 写出聚苯乙烯的合成反应方程式。
2.二元异氰酸酯和二元醇的反应方程式。
3．写出聚氯乙烯的合成反应方程式
4． 写出制备尼龙6的反应方程式。
H 2N-(CH 2)6－NH ２+HOOC-(CH 2) 4－COOH →－HN-(C Ｈ2)６－N Ｈ-OC-(CH ２)4-CO-
5．写出尼龙66的合成反应方程式。
6. 写出制备尼龙10１0的反应方程式。
7.
8. 写出2,６-甲苯二异氰酸酯与1,4－丁二醇的反应方程式。
9. 写出制备不饱和聚酯树脂的反应方程式。
10. 写出丁腈橡胶的合成反应方程式。
11.熔融指数: 熔融指数是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。 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。
固相缩聚: 指反应物原料在固体状态下的缩合反应
淤浆聚合: 催化剂(引发剂）和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂（稀释剂）的聚合反应
环氧当量:含有一当量环氧基的环氧树脂克数
环氧值：指每100克环氧树脂中含有的环氧基的当量数。
单体浇铸尼龙：采用碱催化聚合法使己内酰胺或其它内酰胺单体直接在模其内聚合并凝固成型。
熔融缩聚:在单体和聚合物的熔融温度以上将它们加热熔融，然后在熔融态进行的缩聚方法。
氨基树脂：含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。
环氧树脂：指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物。
溶液聚合:将单体和引发剂溶于适当溶剂中,在溶液状态下进行的聚合反应。
本体聚合：是单体在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。
悬浮聚合高顺式聚丁二烯:聚丁二烯橡胶是以1,3-丁二烯为单体经悬浮聚合而得到的一种通用合成橡胶双酚A 型环氧树脂:由双酚Ａ、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合,经水洗,脱溶剂精制而成的高分子化合物。
溶液丁苯：丁二烯与苯乙烯在有几溶剂中用有机锂化合物作引发剂进行阴离子共聚反应所得的弹性体
五、工艺流程图
1．丁苯橡胶乳液聚合合成工艺流程图。
反应物添加到反应釜→聚合(多釜串联，连续操作）→聚合终点（添加终止剂）→脱单(闪蒸,脱丁二烯；汽提塔,脱苯乙烯)→分离(食盐破乳；真空篩分过滤)→干燥（箱式干燥）→装袋包装→成品
H 3N (CH 2)10 NH 3 OOC(CH 2)8COO n + HOOC(CH 2)8COOH N(CH 2)10N H H C O (CH 2)8C O []OH n HOOC(CH 2)8C O + 2n H 2O OH H 2C=O OH CH 2OH H +H +OH 2CH 2OH 22H 2C=O H-OH HO-CH 2-OH H +HO-CH 2-OH 2++++C C O O HO-CH 2CH CH 3OH C C O O
O -CH 2CH CH 3OH OH +
2.画出溶液聚合的工艺流程图。
3．画出苯乙烯本体连续聚合的工艺流程图。
4. 画出有机玻璃的本体浇铸工艺流程图
5.一步法制备浇注聚氨酯橡胶。
6.二步法制备浇注聚氨酯橡胶。
7．乳液聚合法合成聚氯乙烯糊用树脂的生产工艺流程图。
8．画出一般悬浮聚合的工艺流程图。
六、问答题
1.线型缩聚物生产工艺有何特点?
熔融缩聚特点：优点是生产工艺过程简单生产成本低，可连续法生产直接纺丝，聚合设备的生产能力高。缺点是反应温度高,要求单体和缩聚物在反应温度下不分解,单体配比要求严格,反应物料粘度高,小分子不易脱除，局部过热可能产生副反应,对聚合设备密封性要求高。广泛用于大品种缩聚物。
溶液缩聚特点：优点是溶剂存在下可降低反应温度避免单体和产物分解,反应平稳易控制,可与产生的小分子共沸或与之反应而脱除,聚合物溶液可直接用作产品。缺点是溶剂可能有毒、易燃，提高了成本,增加了缩聚物分离、精制、溶剂回收等工序,生产高分子量产品时须将溶剂蒸出后进行熔融缩聚。适用于单体或缩聚物熔融后易分解的产品生产。界面聚合的特点：优点是反应条件缓和，反应时不可逆的,对两种单体的配比要求不严格。缺点是必须使用高活性单体，需要大量溶剂，产品不易精制。适用于气液相、液-液相界面缩聚和芳香族酰氯生产芳酰胺等特种性能聚合物。固相缩聚的特点:优点是反应温度低于熔融缩聚温度，反应条件缓和。缺点是原料需充分混合,要求达一定细度,反应速度低,小分子不易扩散脱除。适用于提高已生产的缩聚物的分子量以及难溶的芳族聚合物的生产。
2.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过程上的主要差别是什么?
—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,在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶,其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,同时进行强烈搅拌,未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—２0mｍ左右的橡胶析出,且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。②后处理过程的差异：合成树脂后处理方框图:
干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品
潮湿的粉状树脂稳定剂等粒状塑料均匀化
干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品
合成橡胶后处理方框图：潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品答：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。
3.以丁苯橡胶生产为例说明高分子化合物生产过程的六个工序。
（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。
4．在举例说明自由基聚合引发剂的分类，在高聚物中如何选择合适的引发的剂？
根据引发剂的溶解性能：分为油溶性（过氧化物，偶氮化合物)，水溶性（氧化—还原引发体系)。
过氧化物类：通式为R-O-O-H 或Ｒ-O-O-R。烷基（或芳基)过氧化氢:R-O-O-Ｈ过酸：
过氧化二烷基(或芳基)：Ｒ-O-Ｏ-R 过氧化二酰基：
过酸酯、过氧化碳酸二酯、过氧化磺酸酯等
偶氮化合物类：偶氮化合物通式，其中—CＮ基团有助于偶氮化合物稳定。偶氮二异丁腈(AＩBN),偶氮二（2-异丙基)丁腈, 氧化还原引发体系：氧化-还原体系产生自由基的过程是单电子转移过程,即一个电子由一个离子或由一个分子转移到另一个离子或分子上去，因而生成自由基。（a) 过氧化氢-亚铁盐氧化-还原体系（ｂ) 过硫酸盐－亚硫酸盐氧化－还原体系,体系pＨ降低。(ｃ) 过硫酸盐-Fｅ+2氧化-还原体系，体系ｐH降低。（d) 过氧化二苯甲酰－二甲苯胺引发体系，引发效率较差。
引发剂的选择：（ａ) 根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性的引发剂。（b) 根据聚合操作方式和反应温度选择适当分解速度的引发剂。（c) 根据分解速度常数选择引发剂。(d) 根据分解活化能Ed选择引发剂。(e）根据引发剂的半衰期选择引发剂。
5．乳液聚合生产方法特点。
乳液聚合的特点：优点：聚合反应热清除较容易;反应体系粘度低；分散体系的稳定性优良,可连续操作；产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂。缺点:分离过程较复杂，产生大量废水，直接干燥能耗大；聚合物杂质含量较高。
6.什么是间歇操作聚合和连续操作聚合?其各自的优缺点分别是什么?
间歇聚合操作是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,聚合物将从自聚合反应器中卸出。优点是反应条件易控制,升温、恒温可精确控制在一定温度；物料在聚合反应器中内停留时间相同;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。缺点是不易实现操作过程的全部自动化,每一批产品的规格难以控制一致。此外，由于聚合反应器不能充分利用，所以反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适合大规模生产。
连续聚合操作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地流出聚合反应器,因此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;如果聚合反应条件严格一致,则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。缺点是不一经常改变产品牌号,所以不便小批量生产某牌号产品。
7.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点？
悬浮聚合的特点:优点:用水作为连续相,聚合反应热易除去;操作安全；反应体系粘度较低；温度易控制;分离较容易;产品纯度较乳液聚合的高。缺点:分散体系不稳定，间歇法生产。
乳液聚合的特点:优点:聚合反应热清除较容易;反应体系粘度低；分散体系的稳定性优良，可连续操作；产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂。缺点：分离过程较复杂,产生大量废水，直接干燥能耗大；聚合物杂质含量较高。
8.PAN溶液聚合一步法及二步法的主要区别何在?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.
一步法：就是均相溶液聚合中的溶剂既能溶解单体又能溶解聚合物。
特点:１、聚合结束后,溶液可直接纺丝。2、生产连续化。3、要增加溶剂回收的工序。
二步法:就是非均相缩聚,介质只能溶解或部分溶解单体而不能溶解聚合物。聚合过程中，产物不断的呈絮状沉淀析出。
特点：１、温度低。２、产品色泽洁白。3、产物分子量分布窄。４、聚合速度快,转化率高，没有溶剂的回收过程。
9. 缩合聚合怎样从单体配比上保证具有较高分子量?
１0. 丁苯橡胶生产中采用什么方法除去未反应的单体？
11. 熔融缩合聚合中采用什么方法加快反应,保证反应向正方向移动？
答:ａ、保证原料配比等摩尔 b、保证原料纯度、无杂质 c、选用合适的催化剂?ｄ、使反应温度控制
在适当的范围 e、反应前期通入惰性气体，既能防止缩聚物氧化变色，又能?降低副产物分压,后期抽
真空,使小分子挥发.
12.简述溶液聚合法生产聚丙烯腈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
13. 写出反应器选择的四点原则。
14．采用什么措施解决苯乙烯本体聚合过程的散热问题？
答:苯乙烯连续本体聚合的散热问题可有预聚和聚合两段来克服，釜-塔串联反应器,分别承担预聚、后聚合的任务。预聚可在立式搅拌釜内进行，80-90℃,BＰＯ或AIＢN为引发剂，转化率在30％－35%以下,这时,尚未出现自动加速现象，聚合热不难排出,透明粘稠的预聚物流入聚合塔顶端缓慢流向塔底,温度自100℃增至20０℃，达到99%转化率，自塔底出料,经挤出冷却、切粒,即成透明粒料产品
15. 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,后进入单体回收, 干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品。
１6. 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,而处于动态平衡。
1７．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．?
一．填空题(２0分,每空１分）
1. 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）
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. K2S２Ｏ8; C. K２S2O8-FeSO４; D. TｉCｌ３-AｌCl3；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 ）。
Ａ．聚合反应速度； B. 聚合物等规度； C. A和B; D. 与以上无关;
4. 聚酯型聚氨酯与聚醚型聚氨酯相比具有( A ）。
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. HDPE与ＬＤPE进行比较,前者支链量( B ），机械强度( B），可应用于管材。
A．少, 低; B. 少，高; C．多，低； D. 多, 高；
6. 在丁苯胶乳液聚合中,分别采用（ C )低温聚合,和( C ）高温聚合;低温丁苯在（)方面优于高温丁苯。
A．5０℃,１0０℃,极性、弹性、老化性； B.0℃,50℃，加工性能、色泽、老化性;
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
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；
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。
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通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。 2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合与溶液聚合两种方法。 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非均相溶液聚合。 4、塑料的原料是合成树脂和助剂。 5、塑料成型重要的有：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。 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弹性体。 7、高分子合成工业的基本原料为石油、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，聚合釜中必须安装搅拌器。 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。脱除未反应单体用闪蒸的方法，对于沸点较高的单体则进行蒸汽蒸馏，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。用醇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。
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。
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×
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，
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》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）
一：各聚合原理的分子量控制 1.自由基聚合：控制平均分子量的手段：（1）严格控制引发剂的用量，一般仅为千分之 几；（2）严格控制反应温度和其他反应条件；（3）选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。 2.线性缩聚：①线型高分子量缩聚物生产过程中单体转化率的高低对产品的平均分子量产 生重要影响。 ②缩聚物生产过程中两种二元官能团单体的摩尔比应严格相等，而加入适量 的一元官能团单体以控制产品的平均分子量； ③缩聚反应生成的小分子化合物须及时用物理方法或化学方法除去，其残存 量对聚合度产生明显影响。 3.阴离子：单体用量。 二：丁苯橡胶为什么不用悬浮聚合？ 答：由于合成橡胶在室温下为弹性体状态，容易粘结成块，因此一般不能用本体聚合和悬浮聚合方法进行生产。 三：破乳的方法 答：1）加入电解质：少量增大稳定性，过量破乳 2)改变pH 值：脂肪酸的生成使乳液失稳 3) 冷冻破乳：水先析出结晶， 4)机械破乳：粒子的碰撞
5) 稀释破乳：临界胶束浓度 五：酸法制酚醛树脂 碱法制酚醛树脂 六：比较悬浮聚合和乳液聚合、本体聚合的优缺点。 悬浮聚合的特点：优点：用水作为连续相，聚合反应热易除去；操作安全；反应体系粘度较低；温度易控制；分离较容易；产品纯度较乳液聚合的高。缺点：分散体系不稳定，间歇法生产。 乳液聚合的特点：优点：聚合反应热清除较容易；反应体系粘度低；分散体系的稳定性优良，可连续操作；产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂。缺点：分离过程较复杂，产生大量废水，直接干燥能耗大；聚合物杂质含量较高。 本体聚合的特点：优点：无反应介质，工艺过程简单。缺点：聚合反应热的散发困难，反应温度难以控制，一般先进行预聚合，排除部分反应热；反应后期粘度大，单体反应不易进行完全. 溶液聚合的特点：优点：聚合温度易控制，聚合物分子量分布及结构状态易调节。 缺点：聚合速度慢，设备利用率低，增加了溶剂回收和纯化工序，成本较高，有一定的危险性，聚合物分子量较低，转化率不高。
第一次作业 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作合成的高聚物为基础制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点：①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。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。 ②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。 ③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不饱和单体和二烯烃类单体的加成聚合反应和活性单体的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：（1）单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （2）①为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。②为了防止着火事故发生，单体贮罐要远离反应装置，贮罐区严禁明火以减少着火的危险。③为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；贮存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的贮罐应是耐压容器；高沸点的单体贮罐应用氮气保护，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聚合物的形态为坚韧的固体物、粉状、粒状和高粘度的熔体或溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制方法如蒸馏、结晶和萃取等方法进行精制提纯。 5.选择聚合方法的原则是什么？ 答：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。 第二次作业 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型高聚物和缩聚（逐步聚合型）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） 原油经炼制得到汽油、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，经萃取分离得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。 （2）煤炭路线（资源有限，耗能大） 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、和苯酚等。 焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔，由乙炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等乙烯基单体或其他有机原料。 （3）其他原料路线（原料不足、成本较高）
聚合物合成工艺学课后习题 第一次作业 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作合成的高聚物为基础制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点：①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。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。 ②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。 ③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不饱和单体和二烯烃类单体的加成聚合反应和活性单体的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：（1）单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （2）①为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。②为了防止着火事故发生，单体贮罐要远离反应装置，贮罐区严禁明火以减少着火的危险。③为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；贮存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的贮罐应是耐压容器；高沸点的单体贮罐应用氮气保护，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聚合物的形态为坚韧的固体物、粉状、粒状和高粘度的熔体或溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制方法如蒸馏、结晶和萃取等方法进行精制提纯。 5.选择聚合方法的原则是什么？ 答：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。 第二次作业 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型高聚物和缩聚（逐步聚合型）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） 原油经炼制得到汽油、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，经萃取分离得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。 （2）煤炭路线（资源有限，耗能大） 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、和苯酚等。 焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔，由乙炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等乙烯基单体或其他有机原料。 （3）其他原料路线（原料不足、成本较高） 1
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲 Polymer Synthesis technology 一、课程基本信息 学时：40 学分：2.5 考核方式：考试与平时成绩相结合；平时成绩占总成绩的30% 中文简介： 本课程为材料化学方向必修课程, 主要介绍了工业生产上合成高分子材料的新方法，重要品种的生产工艺技术；各种聚合方法进行工业化生产的特点、配方原理、流程组织原理和典型工业生产过程、聚合反应的基本化工单元及典型生产设备等内容。其主要任务是在学习该门课程以后，学生了解并掌握石油化工生产的简单有机物经聚合反应生产高分子化合物的基本原理、聚合方法、聚合生产工艺, 掌握向合成树脂、合成橡胶、合成纤维材料提供原料的生产工艺过程, 并为合成涂料、粘合剂、离子交换树脂、工程高分子材料、功能高分子材料等打下基础。 二、教学目的与要求 高聚物合成工艺学研究高分子的合成和制造工艺问题，主要涉及各种典型高分子材料聚合过程的实施方法和操作方式。通过本课程的学习，使学生掌握高聚物的各种典型合成方法的原理、工艺流程、主要的设备结构、基本工艺条件和关键的工艺技术问题，认识产品的质量要求和影响因素，了解安全生产、环境保护和工艺设计的有关问题。不仅要使学生获得高聚物合成工业的专业知识，而且更重要的是培养学生运用相关知识分析和解决实际问题的能力，为解决将来生产工艺和科学研究中的实际问题打下基础，同时培养学生严谨细致、实事求是的科学作风，使其逐步具备科技人员应有的素质。 三、教学方法与手段 1.突出重点，以课堂讲授为主，以聚合物种类-结构与性能-合成原理-合成工艺- 应用为主线，对课程中的重点着重讲解。 2.精讲多练，把现代教育多媒体技术运用到授课过程中，在教学过程中应注意理论联系实际，把教师讲授与课堂讨论相结合，通过实例提高学生分析问题解决问题的能力。 3.学以致用，把理论知识与生产生活和后续课程相结合。由于本课程实践性较强，因此采用启发式教学，培养学生思考问题、解决问题的能力；通过作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。 四、教学内容及目标