高分子合成工艺学赵蕴慧老师部分
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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。
第一章绪论说明高分子合成材料的生产过程(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)回收过程此外,三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备第二章石油化工原料路线,裂解制备烯烃芳烃等石油化工包括开采、炼制、裂解等步骤石油裂解生产烯烃:原料:主要是液态油品和裂解副产物乙烷,C4馏分等,并含有乙烷、丙烷、丁烷的可液化天然气等。
装置:大规模装置多数是管式裂解炉。
为避免裂解管内结焦,须采用沸点较低的油品。
过程:液态烃在水蒸汽存在下,于750~820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
另外还包括精制过程分离过程等等。
产品:产品成分复杂,包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
主要产品:乙烯,收率25~26%;丙烯,收率16~18%;C4馏分,收率11~12%。
石油裂解生产芳烃:原料:用全馏程石脑油(沸点<220℃的直馏汽油)于管式炉中,820℃下裂解生产芳烃。
过程:在催化剂的作用下,包括以下四种主要反应:①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。
产品:苯、甲苯、二甲苯等芳烃,混合芳烃收率为石脑油总量30~33%由C4馏分制取丁二烯:途径:(1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯;(2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二烯。
还包括萃取精馏等过程第三章自由基聚合工艺基础1. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型,说明各自特点。
有机过氧化物:过氧化物类引发剂具有氧化性,易使(甲基)丙烯酸酯类单体氧化而变色。
过氧化类引发剂易燃易爆,贮存和使用时的安全要求较高偶氮化合物对产品色泽要求较高时,应使用偶氮类引发剂。
偶氮类引发剂的毒性较大,作为医用材料时不易采用。
氧化-还原引发体系:适用于低温反应体系,在低温下引发效率仍然较高。
2:均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程,悬浮聚合的流程及后处理方法?均相聚合,产物为透明圆球状颗粒非均相聚合生成颗粒不规则、不透明流程:反应组分的准备,聚合,过滤水洗,干燥,包装是,成品后处理:(1). 回收未反应单体:气态单体减压即可;常压下液态单体则较长时间加热;单体也可与水共沸脱出。
《高聚物合成工艺学》的教学方法研究朱国全;李爱香;粟常红;董抒华;林治涛;申红望【摘要】《高聚物合成工艺学》是一门重要的高分子材料与工程专业的基础课,具有其自身的课程特点.为提高教学效果,以适应现代化建设对高分子人才的需求,整合相关领域具有成功经验的教学特点,积极构建一个新的综合型课程教学模式是非常重要的.本文通过对该课程不同教学方法的研究并进行实践,有效地提高了教学效果.%Polymer Polymerization Technology is the main basic course of Polymer Materials Science and Engineering specialty,and it bears individual curriculum character. In order to improve the teaching effectiveness and to adapt to the need of people for modernization of China, it is very important to build a novel teaching model through integrating the merits of a lot of teaching models. Different teaching methods on the course were researched and practiced, and better teaching effectiveness was achieved.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】2页(P147-148)【关键词】高聚物合成工艺学;教学方法;教学效果【作者】朱国全;李爱香;粟常红;董抒华;林治涛;申红望【作者单位】山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049;山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049;山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049;山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049;山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049;山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049【正文语种】中文【中图分类】G624.0随着社会的发展,高分子材料在大众生活中变得越来越重要,已经被应用到日常生活、工业生产、科技国防建设等多个领域,成为了国家科技发展和经济建设中不可缺少的一部分[1-3]。
《高分子材料加工工艺》课程简介学时:30 学分:1.5 以材料学、高分子化学、高分子合成原理与工艺学、高分子物理、复合材料等为基础,系统介绍聚合物加工的理论基础(如流变性质、加工过程中的物理和化学变化等)、塑料的成型加工、橡胶加工、合成纤维的纺丝与加工及高分子复合材料与高分子共混物的加工成型等方面的知识,使得学生能掌握聚合物加工过程中表现出的形状、结构和性质等方面的变化;掌握聚合物加工性、流变性和物理化学变化及加工中的两个过程特点;掌握聚合物加工的各种形式(挤出、注射、压延、模压、真空成型、压力成型、流涎、浇铸、湿法或干法纺丝、拉伸等);进一步使学生能结合加工方法和工艺过程熟练掌握聚合物材料的加工性质和加工原理,为学生将来从事高分子材料的生产和科研工作打下必要的理论基础。
授课教师:张巧莲、胡珊《固体物理》课程简介学时:30 学分:1.5固体物理学的基本任务是从宏观到微观研究固体的各种物理性质,阐明其规律性,是物理学的最主要的分支学科之一,是材料科学的重要基础。
研究对象主要是金属、无机半导体、无机绝缘体、晶体、非晶态固体(准晶体和非晶体)和有机固体等。
研究内容有,晶体与非晶替的微观结构、晶格动力学、电子态及其运动、各种元激发、杂质与缺陷、各种物理性质(包括力、热、声、光、电和磁学性质)及其耦合,固体的体性质和表面及界面的性质等。
授课教师:孟大维《精细陶瓷》课程简介学时:20学分:1.0 精细陶瓷是一门专业选修课,目的是让学生较全面了解无机非金属材料的发展,适应时代的要求,本课程的教学着眼于精细陶瓷主要生产过程及原理,阐述精细陶瓷的主要品种及应用。
本课程主要内容包括精细陶瓷的粉末制备、成型工艺及烧成方法概述。
结构陶瓷包括氧化物陶瓷、SiC陶瓷和Si3N4陶瓷。
功能陶瓷包括电介质陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷及导电和超导陶瓷简介。
此外,还介绍目前材料学界较感兴趣的研究领域包括玻璃陶瓷、纳米陶瓷以及金属陶瓷。
第一章绪论
说明高分子合成材料的生产过程
(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
此外,三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备
第二章
石油化工原料路线,裂解制备烯烃芳烃等
石油化工包括开采、炼制、裂解等步骤
石油裂解生产烯烃:
原料:主要是液态油品和裂解副产物乙烷,C4馏分等,并含有乙烷、丙烷、丁烷的可液化天然气等。
装置:大规模装置多数是管式裂解炉。
为避免裂解管内结焦,须采用沸点较低的油品。
过程:液态烃在水蒸汽存在下,于750~820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
另外还包括精制过程分离过程等等。
产品:产品成分复杂,包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
主要产品:乙烯,收率25~26%;
丙烯,收率16~18%;
C4馏分,收率11~12%。
石油裂解生产芳烃:
原料:用全馏程石脑油(沸点<220℃的直馏汽油)于管式炉中,820℃下裂解生产芳烃。
过程:在催化剂的作用下,包括以下四种主要反应:①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。
产品:苯、甲苯、二甲苯等芳烃,混合芳烃收率为石脑油总量30~33%
由C4馏分制取丁二烯:
途径:(1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯;
(2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二
烯。
还包括萃取精馏等过程
第三章自由基聚合工艺基础
1. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型,说明各自特点。
有机过氧化物:过氧化物类引发剂具有氧化性,易使(甲基)丙烯酸酯类单体氧化而变色。
过氧化类引发剂易燃易爆,贮存和使用时的安全要求较高
偶氮化合物
对产品色泽要求较高时,应使用偶氮类引发剂。
偶氮类引发剂的毒性较大,作为医用材料时不易采用。
氧化-还原引发体系:适用于低温反应体系,在低温下引发效率仍然较高。
2:均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程,悬浮聚合的流程及后处理方法?均相聚合,产物为透明圆球状颗粒
非均相聚合生成颗粒不规则、不透明
流程:反应组分的准备,聚合,过滤水洗,干燥,包装是,成品
后处理:(1). 回收未反应单体:气态单体减压即可;常压下液态单体则较长时间加热;单体也可与水共沸脱出。
(2). 离心分离:经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂颗粒。
用粉状无机物作为分散剂时,用稀酸洗涤去除。
(3). 干燥:一般用气流式干燥塔,对于表面粗糙有空隙的产物,则用沸腾床干燥器或转筒式干燥器进一步干燥。
3说明乳液聚合生产中的化学组成、操作方式及特点。
乳液聚合的组成:单体、乳化剂、反应介质、引发剂、分子量调节剂、电解质、终止剂等;合成橡胶中还要加入防老剂、填充油等。
操作方式包括间歇操作、半连续操作、连续操作。
间歇操作工艺特点
a.聚合体系放热很不均匀,反应受冷却系统的限制;
b.生产共聚物时,较难控制组成;
c.多种因素对胶乳粒径分布加宽有影响。
半连续操作工艺特点
a.可用加料速度控制聚合速度和放热速度;
b.可控制共聚物组成和所得胶粒颗粒形态,使颗粒形态均一;
c.后添加单体的方式容易通过反应过程中易凝聚的阶段,生产高固含量胶乳;
d.后加单体的方式易产生支链。
连续操作工艺特点
a. 多釜串联连续操作,聚合全过程中各釜放热量稳定、易控制;
b. 单位体积反应釜生产能力高于间歇或半连续法,产品性能稳定;
c. 胶乳粒径和分子量分布窄;
d. 除第一聚合釜,部分单体可在其他聚合釜进料,可提高生产能力,减少“结垢”,提
高固含量。
4种子乳液聚合:
a.工业上采用种子乳液聚合方法为提高产品乳液中固体微粒粒径。
b. 在聚合物的胶乳粒子存在下,聚合过程中不生成新的胶乳粒子,而在原有粒子上增长,原有粒子好似“种子”一样进行聚合。
c. 物料配比和反应条件必须控制适当。
实用意义:聚氯乙烯糊用树脂
第四章
离子聚合反应及其工业应用
工业应用:聚异丁烯,低分子量聚异丁烯,丁基橡胶
催化:Ziegler-Natta催化剂;
氧化铬-载体催化剂(Phillips催化剂);
过渡金属有机催化剂-载体催化剂。
配位聚合反应及其工业应用
高密度聚乙烯、聚丙烯
离子聚合或配位聚合工艺:原料制备,催化剂制备,聚合工艺过程
催化:Ziegler-Natta催化剂;
氧化铬-载体催化剂(Phillips催化剂);
过渡金属有机催化剂-载体催化剂。
第五章
1.PET树脂生产主要反应条件。
混合釜:T=30~40℃t=45~60min
酯化釜I:T=250~260℃t=~ p=~×105Pa
酯化釜II:T=255~270℃t=1h45min p=~×105Pa
前缩聚釜:T=265~275℃t=1~ p=~
中缩聚釜:T=275~280℃t=50~60min p=~
后缩聚釜:T=280~285℃t=60~80min p=~
2典型线型缩聚物生产工艺:
熔融缩聚:原料配方设计,缩聚工艺(直接法,酯交换法),后处理。
产品如PET 反应温度高于单体和缩聚物的熔点,体系处于熔融状态,聚合体系中有单体、少量催化剂和聚合物;
对配比及单体纯度要求严格;
需要减压排除小分子。
溶液缩聚:选择确定并配置溶剂,缩聚工艺及后处理(均相,非均相)。
主要制备芳香族缩聚树脂
体系中包括单体、催化剂、溶剂和聚合物;
反应结束后需排除溶剂;
适于分子量高且难熔的耐热聚合物,如:聚酰亚胺、聚苯醚、芳香族聚酰胺等。
界面缩聚:
界面缩聚为不平衡缩聚反应;
单体活性大,聚合物在界面迅速生成(反应速率常数约104~105 L/;
对单体纯度与官能团摩尔比要求不严,反应主要与界面处的单体浓度有关。
固相缩聚
在原料和聚合物熔点以下进行的缩聚反应。
反应温度一般比单体熔点低15~30℃;
产物的分子量较高,分子量分布比熔融缩聚产物宽。
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