聚合物合成工艺-第1章

第一章高分子合成工业最基本的原料：石油、天然气、煤炭自由基聚合实施方法主要由：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等四种方法。

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。

根据聚合反应的操作方式，可分为间歇聚合与连续聚合两种方式。

间歇聚合操作是聚合物在聚合反应器中分批生产的，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。

连续聚合操作方式，反应得到的聚合物，连续不断地流出聚合反应器，不宜经常改变产品牌号。

1、高分子合成工业的基本任务将基本有机合成工业生产的单体（小分子化合物），经过聚合反应（包括缩聚反应等）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。

2、高聚物的合成工艺过程包括：原料准备和精制过程、催化剂（引发剂）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、三废处理过程。

3、牌号，生产不同牌号的聚合物的方法。

牌号不同：主要是平均分子量不同生产不同牌号产品的方法主要是：(1)使用分子量调节剂（链转移剂CTA）；(2)改变反应条件T、P；（3）改变催化剂配方(4)改变稳定剂、防老剂等添加剂的种类等。

4、简述合成树脂和合成橡胶生产过程的主要区别。

P14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性质的不同，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：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5、聚合反应器的形状有哪些？根据聚合反应器的形状主要可分为管式聚合反应器、塔式聚合反应器和釜式聚合反应器，此外尚有特殊形式的聚合反应器例如螺旋挤出机式反应器、板框式反应器等。

第一章课后思考题（聚合物合成工艺学）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特点？答：连续生产：优点:聚合反应条件稳定，容易实现操作过程中的自动化；若条件一致，则产品质量规格稳定；设备密闭，减少污染；适合大规模生产；劳动生产率高，成本较低。

缺点：不便于小批量生产某牌号产品。

间歇生产：优点:反应条件以控制；物料在聚合反应器内停留时间相同；便于改变工艺条件。

缺点：不易实现操作过程的全部自动化；必须按配方规定的顺序进行；不适合大规模生产，生产能力低。

3.合成橡胶和合成树脂在生产过程中的那两个过程？试比较他们在这两个生产过程上的主要差别是什么？答：主要差别是分离过程和聚合物后处理过程；分离过程：合成橡胶：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左右的胶粒析出，且悬浮于水中，经过滤洗涤得到胶粒；合成树脂：将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂是可以与原来的容剂混溶的，再沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉末状固体析出，如果通过细孔进入沉淀用溶剂中，则生成纤维状产品。

后处理过程：合成橡胶:采用箱式干燥机活挤压膨胀干燥机进行干燥；合成树脂：用加热的空气作为载热体进行气流干燥，含有机溶剂时，用加热的氮气进行干燥。

聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计一、聚合物的合成工艺1、热压合成热压合成是指在热压机上通过压力密实，使原料反应，利用压力、温度等好的物理条件促使原料反应，使形成的聚合物具有均一结构和克制度。

这种合成方法有两个优点：1) 合成所需的能耗较低，2) 合成时间较短，但是热压合成反应温度在聚合物热变形温度以下，反应时间较短，仅有一部分工厂拥有热压合成机，因此，这种方法并不能满足所有聚合物的合成需求。

2、水热合成水热合成可利用聚合物在水中的溶解性，是一种比较常用的聚合物合成方法。

水热合成是指在高温水和高温气体中对聚合物进行反应，使原料在水中发生聚合，形成的聚合物具有均一结构和克制度。

这种合成方法有三个优点：1) 无需反应室；2) 反应温度低；3) 反应条件简单，但由于特定的聚合物在水中的溶解性和水热合成反应温度较低，反应时间较长，聚合物很容易磏面变质，因此，不适用于大规模合成。

3、溶剂聚合溶剂聚合也称为液相聚合，是指将聚合物原料加入溶剂中，加热、反应，使聚合物形成，这种合成方法受到的应用最多，可以制成高级聚合物，如聚酯、聚酰胺等。

在这种合成方法中，聚合物原料具有较高的溶解度，合成时间较短，但溶剂聚合的反应温度比较高，聚合物的熔点较低，不适合大规模合成。

二、聚合物合成工艺的选择1、热压合成热压合成最适合制造低熔点、结晶度大的聚合物，如聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚氨酯、聚酰胺等，这些聚合物在热压机上的反应温度比较低，同时可以在反应时间较短的情况下实现克制度高、结构均一的聚合物。

2、水热合成水热合成最适合制造溶于水的聚合物，如聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚酰胺等，这些聚合物在水中可以容易溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。

3、溶剂聚合溶剂聚合最适合制造有较高溶解度的聚合物，如聚酯、聚酰胺等，这些聚合物可以在芳香烃溶剂中溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。

高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。

而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。

4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。

工程塑料是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。

但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。

热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。

例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。

热固性塑料一般由线型分子变为体型分子，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型；一当成型后，再次受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。

如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。

3.与其它材料相比，高分子材料具有那些特征（以塑料为例）？答：与其他材料相比，高分子材料有以下特性(以塑料为例)。

聚合物合成原理及工艺学题库第一部分：聚合物合成原理1. 聚合物的基本概念聚合物是由大量重复单元组成的巨大分子，通过化学键相互连接形成线性或者支链结构。

常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

聚合物的性质取决于其结构以及聚合过程中的控制条件。

2. 聚合物的合成方法(1) 聚合反应聚合反应是指将单体分子通过共价键将其连接成高分子聚合物的过程。

常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和羧化聚合等。

(2) 聚合物合成的原理在聚合物合成中，通常需要考虑单体的选择、聚合反应的控制条件以及引发剂等因素。

合成聚合物的过程一般包括引发剂引发聚合、聚合反应的进行以及制备和纯化工艺。

第二部分：聚合物工艺学1. 聚合过程的设计(1) 聚合物合成的反应条件在设计聚合过程中，需要考虑反应温度、压力、溶剂选择等因素。

这些条件会直接影响到聚合反应的进行以及最终聚合物的性质。

(2) 聚合物的结构控制通过不同的反应条件和控制手段，可以实现对聚合物结构的调控。

例如，改变引发剂种类和用量、反应温度和时间等，可以获得不同结构和性能的聚合物。

2. 聚合物的后处理工艺(1) 聚合物材料的纯化合成完聚合物后，通常需要进行纯化工艺以去除单体、引发剂和副产物等杂质。

纯化工艺包括溶剂萃取、结晶分离等方法。

(2) 聚合物制品的加工聚合物在制品化生产中，还需要进行各种后处理工艺，比如塑料制品的注塑成型、挤出成型等，以获得符合需求的最终产品。

第三部分：题库1.请简要介绍聚合物的基本概念。

2.聚合物的合成方法有哪些？请简要描述其中一种方法。

3.在聚合物工艺学中，为何需要考虑聚合反应的反应条件？4.聚合物的结构控制对其性能有何影响？举例说明。

5.请描述一种聚合物材料的纯化工艺。

6.聚合物制品的加工工艺有哪些？简要描述其中一种加工方法。

通过对聚合物的合成原理及工艺学的学习和掌握，可以更好地理解聚合物材料的合成与加工过程，为相关领域的研究和应用提供基础支持。

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范围广泛等特点。

聚合物加工工程答案【篇一：聚合物成型加工习题答案】第一章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。

而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。

4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。

工程塑料是指拉伸强度大于50mpa，冲击强度大于6kj/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。

但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。

热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。

例如：pe、pp、pvc、abs、pmma、pa、pc、pom、pet、pbt。

热固性塑料一般由线型分子变为体型分子，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型；一当成型后，再次受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。

如pf（酚醛树脂）、uf（脲醛树脂）、mf（三聚氰胺甲醛树脂）、ep（环氧树脂）、up（不饱和树脂）等。

聚合物合成工艺学各章重点及要点部分内容不全，大家自己看书第一章绪论1．高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致，催化剂配置，聚合反应过程，分离过程，聚合物后处理过程，回收过程2．聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却，夹套附加内冷管冷却，内冷管冷却，反应物料釜外循环冷却，回流冷凝器冷却，反应物料部分闪蒸，反应介质部分预冷。

第二章聚合物单体的原料路线1．生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）石油化工路线，煤炭路线，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）2．石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）得到单体和原料：乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。

得到聚合物：聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。

3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1．自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。

聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。

2．引发剂及选择方法，调节分子量方法种类：过氧化物类、偶氮化合物，氧化还原体系。

选择方法：（1）根据聚合操作方式和反应温度条件，选择适当分解速度的引发剂。

（2）根据引发剂分解速度随温度的不同而变化，故根据反应温度选择适引发剂。

（3）根据分解速率常数选择引发剂。

（4）根据分解活化能选择引发剂。

（5）根据引发剂的半衰期选择引发剂。

分子量调节方法：控制引发剂用量、控制反应温度、选择适当分子量调节剂。

§ 3-2本体聚合生产工艺1．本体聚合传热方法、排热措施排热措施：采用预聚、后聚分步聚合法；反应达到一定转化率就分离出聚合物；较低温度，较低引发剂浓度下反应；紫外线或辐射引发聚合；强化聚合设备的传热。

第一章绪论一、填空题1、人类社会的进步是与材料的使用密切相关的材料有四大类，即木材、水泥、钢铁、塑料。

2、高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、粘合剂、涂料、离子交换树脂等。

3、塑料工业包括塑料生产和塑料制品生产两个部分。

4、塑料制品生产主要由原料准备、成型、机械加工、修饰和装配等连续过程组成。

5、压缩模塑又称模压成型或压制成型。

6、挤出成型的优点：生产具有连续性、产率高、投资少、收效快。

7、合成树脂在常温常压下一般是固体，也有为粘稠状液体的。

8、酚醛树脂，俗名电木，它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。

9、人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶。

10、常用压缩模的热固性塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等。

二、名词解释：1、成型：成型是将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形样的制品或坏件的过程，在整个过程中最为重要，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。

2、机械加工：机械加工是指在成型后的工件上钻眼、切螺纹、车削或铣削等，用来完成成型过程所不能完成或完成得不够准确的一些工作。

3、修饰：装配是将各个已经完成的部件连接或配套使其成为一个完整制品的过程。

4、挤出成型：挤出成型是将塑料在旋转螺杆与机筒之间进行输送、压缩、熔融塑化、定量地通过机头模子成型。

5、合成树脂：合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质。

6、过程集中制：过程集中制是将塑料制品的加工工序所需要的各种设备分别集中起来进行生产的机制。

7、过程集中制：按照一种产品所需要的生产过程实行配套成龙的生产。

三、问答题1、塑料主要应用于哪些方面答：塑料主要应用于农牧渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防工业、家具、日用品、玩具、医用等方面。

2、塑料制品生产目的是什么答：塑料制品生产是一种复杂而又繁重的过程，其目的在根据各种塑料的固有性能，利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定形状有价值的塑料制件和型材。