高分子合成工艺学,沈永涛老师部分,天津大学
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1.简要说明工程塑料的特性
优点：
①密度小，质轻，比强度高
②化学稳定性好
③的电绝缘性能
④优良的耐磨，减摩和自润滑性能
⑤优良的吸震性，抗冲击性，消声性和抗疲劳性能
⑥与金属材料相比，易于加工成型，且生产效率也高。
不足：
机械强度、硬度和导热性不计金属，耐温不及陶瓷，吸水性大，易
光化和蠕变
2.简要说明聚碳酸酯的性能、加工工艺特性)
①性能：
优点有：无臭、无味、无毒、透明（或呈微黄色），综合性能优
良，抗冲击性能优异，尺寸稳定性好，耐寒性较好，在较宽的温
度范围内具有良好的电绝缘性和耐电晕性，耐电弧性中等，透光
率和折射率高。
缺点是制品内应力较大，耐溶剂性较差，高温易
水解，摩擦系数大，无自润滑性，与其他树脂相容性较差
②加工工艺特性：
③碳酸酯的大分子链刚性很大，故其粘流态时的粘度较大。
另外它
的流变性接近于牛顿型，由于温度变化所引起粘度的变化较大，
而由剪切速率变化引起的粘度变化较小，故成型时常用温度来调
节其流动特性。
④在成型加工温度下（可在215~290℃）易于会接，所以必须控制
加工无聊的含水量低于0.02％
⑤聚碳酸酯粘流态的粘度高，流动性低，冷却速度过快时易产生内
应力，使制品极易应力开裂。
通常需要将制品在120℃下后处理
1~2h，以消除内应力。
3.简要说明成纤聚合物的结构和特征
①合物长链必须是线型的，尽可能少的支链，也无交联。
②合物应具有适当高的分子量，分子量分布要窄。
③聚合物分子结构要规整，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
的物理性能和机械性能
⑤结晶性聚合物的熔点和软化点应比允许的使用温度高的多，而非
结晶性的聚合物，其玻璃化温度应比使用温度高
⑥聚合物要有一定的热稳定性，易于加工成纤，并具有使用价值
4.简要说明合成纤维的性能
⑦聚酯纤维：强度高，耐热性高，弹性很好，耐光性好，耐磨性好，
耐腐蚀性好，吸水性较低
⑧聚酰胺纤维：强度高，弹性好，耐磨性特别好，耐腐蚀性能好，
染色性好，相对密度较小，弹性模数小易变性，耐热性差，耐光
性差，吸湿性差。
⑨聚丙烯腈纤维：近似于羊毛，蓬松卷曲和柔软，利用其热弹性可
以制膨体纱，保暖性好弹性好，耐光、耐气候型好，能耐酸，耐
碱性差，染色性较差。
⑩聚乙烯醇纤维：吸湿性好，强度较高，耐腐蚀和耐日光性好，柔软性和保暖性好，耐水性差，弹性染色性差。
5.简要说明橡胶加工过程的基本工序)
①生胶的塑炼：生胶（天然或者合成橡胶）在机械力、化学作用及
热的作用下，使大分子长链断裂，分子量下降，从而增加其可塑性
的工艺过程成为塑炼。
②混炼：生胶和各种配合剂混合均匀的过程，成为混炼，所得到的具
有混合物称为混炼胶或者胶料
③炼胶的加工成型，分压延和压型两种。
压延是指将混炼胶在压延机上制成一定形状和规格的半成品，可得
到一定厚度的胶片，或用作贴胶的片状织物。
压型指的是可用压出机连续挤压制的空心的胶管，或胎面，内胎等
半成品，也可将胶料直接装入模压中压制成一定形状的制品。
④硫化：又称热硫化，混炼胶压制所得的具有一定形状的半成品，在特
定的温度和压力下反应一段时间，胶料中的生胶和配合剂等会发生一
系列的变化，使原处于塑性状态的橡胶转变成一定形状的弹性橡胶制
品。
6.简要说明橡胶生产中对转化率的控制)
在聚合反应中，随着聚合转化率的上升，聚合物浓度增加，可引起聚合物链转移反应的加剧，因此支化和交联的几率大大提高。
由于支化和交联可产生凝胶，在生产过程中形成挂胶，堵塞管道等，有课影响产品性能，另外，转化率越高，则生育道题及引发剂浓度越低，聚合速度也下降，降低了设备的生产能力，所以聚合转化率必须控制，自由基聚合控制在60％左右，离子型聚合可适当提高。
三、1. 分别说明生产LDPE、LLDPE及HDPE的反应体系(单体、催化体系、及采用的聚合方法。
LDPE:单体为乙烯，或含有少量极性基团的由乙烯和醋酸乙烯酯或丙烯酸乙酯，催化剂为氧和过氧化物，聚合方法为气相聚合（釜式和管式）
LLDPE：单体为乙烯和α-烯烃，催化剂为Ziegler催化剂，少量使用硅胶为载体的三氯化铬催化剂，聚合方法采用淤浆聚合，溶液聚合或者低压气相聚合。
HDPE：单体为乙烯、乙烯和1-1丁烯或者1-己烯，催化剂为Philips催化剂和Ziegler催化剂，聚合方法为淤浆法，溶液法和气相聚合法。
2. 合成高压聚乙烯的工艺条件、过程特点，所采用的聚合设备)
工艺条件：反应温度一般在130~150℃范围，反应压力一般在122-303MPa 或者更高，较短的聚合停留时间（12s-2min）取决于反应器类型；过程特点：气态乙烯处于不能被压缩的近似液体，称气密相状态，分子间距离小，碰撞增加，易于聚合，反应过程中放热明显，如不及时排除将造成爆炸；聚合设备有管式反应器和釜式反应器两种。
四、1. 尼龙-6纤维的生产工艺和设备，影响聚合及工艺控制的各种因素
工业中采用的生产工艺是常压连续聚合熔融纺丝工艺，主要设备为聚合管（直型和U型），加料管，充氮气管和排气管。
影响聚合及工艺控制的因素有原料纯度，引发剂，聚合温度和聚合时间，分子量稳定剂，尼龙-6树脂中单体及低聚物含量的问题。
2. 尼龙-66的生产流程，影响因素和控制条件。
生产流程以连续法为主：分离工序（将尼龙-6含量升高并预聚），闪蒸工序（放出水蒸气），后反应工序（完成缩聚反应），产物的注带、切粒或直接纺丝。
聚合及工艺控制的各种因素：两单体等摩尔比，反应的可逆平衡特性及温度、压力的控制，分子量稳定剂，尼龙-66熔体的热稳定性，尼龙-66中低分子物的含量。
五、1. 低温丁苯橡胶配方、合成工艺特点，聚合过程主要影响因素及其控制。
配方：单体（丁二烯和苯乙烯），水，引发体系（氧化还原体系），乳化剂（脂肪酸皂等），分子量调节剂，终止剂，其它组分（pH调节剂，表面能力调节剂级乳液稳定剂等）
合成工艺特点：典型的乳液聚合流程，聚合温度级压力各为5℃、400-200kPa，聚合转化率约为60％，8~12个釜串联。
影响因素及其控制：单体的纯度，共聚单体的配比，聚合终点的确定与控制，乳液胶粒粒径的控制。
2. 溶液丁苯橡胶合成体系的组成，生产过程工艺控制条件。
体系：单体，有机锂化合物引发剂，极性溶剂添加剂（四氢呋喃），烷基碱金属化合物等
控制：橡胶结构控制：添加无规剂，高温共聚法，控制两单体的加料方法调节单体组成控制反应终止。
加入偶联剂引发活性聚合合成星形支化共聚物。
