聚合物基础知识

聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。

通过改变原材料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的各种产品。

聚氨酯材料可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有优异的综合性能。

聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于现代工业和日常生活的许多领域。

异氰酸酯，Isocyanate异氰酸酯是含有活性NCO基团一类化合物，包括单异氰酸酯和二异氰酸酯以及多异氰酸酯等。

单异氰酸酯是有机合成的重要中间体，可制成一系列杀虫剂、除草剂，也用于改进塑料、织物、皮革等的防水性。

TI，对甲苯磺酰异氰酸酯，一种很常用的密封胶的脱水剂和吸水剂。

二异氰酸酯和多异氰酸酯用于合成聚氨酯泡沫、橡胶、弹性体、涂料和胶粘剂等材料。

目前应用最广、产量最大的是：甲苯二异氰酸酯（Toluene Diisocyanate，简称TDI）；二苯基甲烷二异氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate，简称MDI）。

这两类异氰酸酯及其衍生物，由于分子中苯环和NCO相邻，其制品时间长了会有一定黄变效应。

非黄变的异氰酸酯，如HDI、IPDI、HMDI、XDI等TDI工业常用的TDI是2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体的混合物，3种常用的牌号：TDI-80/20，TDI-100和TDI-65/35。

前面的数字表示组成中2，4-TDI 的含量。

分子量：174，NCO含量为48.3%，无色透明液体，易挥发刺激性气体，剧毒，对人体毒害较大，运输、处置、储存都需要采取预防措施，确保安全。

MDI分子量：250，NCO含量33.6%。

一般有2,4′-MDI和4,4′-MDI两种异构体。

产品分类：纯ＭＤＩ、聚合ＭＤＩ、液化ＭＤＩ、改性ＭＤＩ等纯MDI纯MDI，全为4,4′-MDI，常温下为白色到微黄色晶体，５度以下密封储藏，保质期为三个月。

聚合物反应工程基础知识总结第一章（填空、选择、简答）1.聚合物反应和聚合物生产的特点：①反应机理多样，动力学关系复杂，重现性差，微量杂质影响大。

②除了要考虑转化率外，还要考虑聚合度及其分布，共聚物组成及其分布和序列分布，聚合物结构和性能等。

③要考虑反应时候的聚合物流动、混合、传热、传质等问题。

④要考虑反应器放大的问题。

2.本课程研究内容：1)聚合物反应器的最佳设计。

2)进行聚合反应操作的最佳设计和控制。

第二章（所有题型）化学反应器：完成化学反应的专门容器或设备。

1、反应器分类：1)按物料相态分类（这个老师重点上没说）2)按结构型式分类类型优点缺点举例釜式反应器优点：结构简单，加工方便，传质、传热效率高，适应性强，操作弹性大，连续操作时温度、浓度易控制，产品质量均一，适于多品种、小批量生产。

要求达到高转化率时，反应器容积大顺丁橡胶，丁苯橡胶，聚氯乙烯管式反应器结构简单、加工方便，耐高压，传热面大，热交换效率高，容易实现自动控制对慢速反应管子要求长且压降大高压聚乙烯的生产，石脑油的裂解，轻油裂解生产乙烯塔式反应器挡板型: 适于快速和中速反应过程，结构复杂固体填充式: 结构简单，耐腐蚀，适于快速和瞬间反应过程不同塔不同，书上没说，具体见老师ppt吧o(╯□╰)o苯乙烯的本体聚合，已内酰胺的缩聚流化床反应器传热好，温度均匀，易控制催化剂的磨损大，床内返混大，高转化率难丙烯氨氧化制丙烯腈，萘氧化制苯酐，聚烯烃的生产3)按操作方式分类间歇反应器：在反应之前将原料一次性加入反应器中，直到反应达到规定的转化率，即得反应物，通常带有搅拌器的釜式反应器。

优点是：操作弹性大，主要用于小批量生产。

连续操作反应器：反应物连续加入反应器产物连续引出反应器，属于稳态过程，可以采用釜式、管式和塔式反应器。

优点是：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。

半连续操作反应器：预先将部分反应物在反应前一次加入反应器，其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入，或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出，属于非稳态过程。

四章聚合物流变学基础1.与低分子物相比，聚合物的黏性流动有何特点？答：绝大多数低分子物具有牛顿流体的性质，即其粘性仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关。

比如水、甘油等。

高分子稀溶液也是。

而大部分聚合物熔体属于非牛顿流体中的假塑性流体，随剪切力增加而变稀。

与低分子物相比，聚合物的粘性流动（流变行为，主要是指聚合物熔体，而不包括聚合物溶液）具有如下特征：（1）聚合物熔体流动时，外力作用发生粘性流动，同时表现出可逆的弹性形变。

（2）聚合物的流动并不是高分子链之间的简单滑移，而是运动单元依次跃迁的结果。

（3）它的流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的性质和大小等外界条件的影响。

（4）绝大数高分子成型加工都是粘流态下加工的，如挤出，注射，吹塑等。

（5）弹性形变及其后的松驰影响制品的外观，尺寸稳定性。

2.什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？使用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型。

答：牛顿粘性定律：某些液体流动时切应力τ与切变率D之比为液体的粘度。

遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,凡是流体运动时其切变率D与切应力τ不成线性关系的流体称为非牛顿流体。

η=K(dvx/dy)n= Kγn-1式中，K为稠度系数，N•S”／m ；为流体特性指数，无因次，表示与牛顿流体偏离的程度。

由方程式可见：①当n=1时，η=K，即K 具有粘度的因次．此时流体为牛顿流体；②当η<1时，为假塑性或剪切变稀流体；③当η>l时，为膨胀塑性或剪切增稠流体；④当剪切应力高于流动前的剪切屈服应力的流体叫宾哈流体3.何为表观黏度？试述大部分聚合物熔体为假塑性流体的理由。

答：表观黏度为非牛顿流体剪切应力，即剪切速率曲线上的任一点所对应的剪切应力除以剪切速率。

因为大部分的聚合物是热塑性塑料而热塑性塑料的剪切速率在10-104S-1。

流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的快，并且不存在屈服应力，流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低。

第一章 聚丙烯的结构和性质第一节 聚丙烯的结构一、分子结构由丙烯聚合的高分子化合物，聚合反应中链增长的方式，即下一个单体连接到分子链上的形式决定了分子链的形状和甲基的空间排列，决定其立构规整度，进而决定其结晶结构、结晶度、密度及相关的物理机械性能。

1．等规聚丙烯（iPP ）、间规聚丙烯（sPP ）和无规聚丙烯（aPP ）聚丙烯立构中心的空间构型有D 型和L 型两种：如果此立构中心D 型或L 型单独相连，就构成iPP ：如果立构中心D 型和L 型交替连接，就构成sPP ：如果立构中心D 型和L 型无规则地连接，甲基无规则地分布在主链平面两侧，就构成了aPP ：D ： CH 3C CH2 H L ： H CCH2 CH 3 CH 3 C CH2 HH C CH2 CH 3 CH 3 C CH2 H CH 3CCH2 H 或 H C CH2 CH 3 HCCH2 CH 3 H C CH2 CH 3 CH 3 C CH2 H CH 3CCH2 H H C CH2 CH 3等规聚丙烯是高结晶的高立体定向性的热塑性树脂，结晶度60%~70%，等规度>90%，吸水率0.01%~0.03%，有高强度、高刚度、高耐磨性、高介电性，其缺点是不耐低温冲击，不耐气候，静电高。

间规聚丙烯结晶点较低（与等规聚丙烯相比），为20%~30%，密度低（0.7~0.8g/cm 3），熔点低（125~148℃），分子量分布较窄（M w /M v =1.7~2.6），弯曲模量低，冲击强度高，最为优异的是透明性、热密封性和耐辐射性，但加工性较差（以茂金属催化剂聚合可得间规度大于80%的间规聚丙烯）。

无规聚丙烯分子量小，一般为3000至几万，结构不规整，缺乏内聚力，在室温下是非结晶、微带粒性的蜡状固体。

2．无规共聚物、抗冲共聚物和多元共聚物丙烯-乙烯无规共聚物：使丙烯和乙烯的混合物聚合，所得聚合物的主链上无规则地分布着丙烯和乙烯链段，乙烯含量一般为1%~4%（质量分数），乙烯抑制丙烯结晶，使无规共聚物结晶度下降，熔点、玻璃化温度、脆化点降低，结晶速度变慢，材料变软，透明度提高，韧性、耐寒性、冲击强度均较均聚物提高，主要用于高抗冲击性和韧性制品。

聚氨酯基本常识一、聚氨酯基础知识聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革、铺面材料等到品种。

广泛用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工业以及纺织等领域。

（一）PU制品的基本组成：生产聚氨酯（PU）制品，其所用的原材料按性质、功能来分，可分为如下几个组份：组份一：异氰酸酯（盐）类—此类原料是PU树脂主要原料之一。

其官能团为：—NCO（即为异氰酸酯基），此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。

常用的原料有：MDI、PAPI、TDI三种。

特殊的：HDI（1，6—己二异氰酸酯），IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯），H12MDI（二环己基甲烷二异氰酸酯），HTDI （甲基环己基二异氰酸酯）。

XDI（苯二亚甲基二异氰酸酯），NDI（萘—1，5—二异氰酸酯）。

改性的异氰酸酯类：是指过量的异氰酸酯与含活泼氢类化合物反应，生成末端是—NCO的预聚物。

如液化MDI（碳化二亚胺改性MDI），鞋底原液B料（聚酯多元醇改性MDI），弹性体所用的预聚物等。

组份二：活泼氢类——此类原料是PU树脂主要原料之一。

一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基（—OH）或胺基（—NH2）等。

常用的有：聚酯多元醇，聚醚多元醇，二元醇（EG，BDO，1，6—HDO，PG等），MOCA，TMP，HQEE，水等组份三：溶剂类—此类原料量大，在合成中不参与反应。

常用的有：DMF，MEK，TOL，ETAC，CY，二甲苯，汽油，水等。

组份四：助剂类—此类原料量少，但对制品的品质影响很大，同时其种类很多，根据其作用来分有：催化剂：有机锡类（DBTDL，辛酸亚锡），叔胺类（三亚乙基三胺，三乙醇胺，三乙胺等）表面活性剂：改善制品内部或表面性质。

如硅油匀泡剂（DC—193，DC—5043），DS—80，OT—70等。

抗氧化剂：防止制品在制作过程中，被空气氧化发生颜色变化。

常用的是BHT，I—1010等。

着色剂：分无机和有机颜料，常将颜料与多元醇研磨成糊状物——色浆或色膏，有红、黄、绿、蓝、黑五种颜色。

聚合物生产过程主要包括哪些工序在现代化工生产中，聚合物被广泛应用于各个领域，如塑料、橡胶、纺织品等。

聚合物的生产是一个复杂的过程，主要包括以下几个工序：1. 原料准备聚合物的生产首先需要准备原料。

原料通常是一些化学物质，如单体、催化剂、稳定剂等。

这些原料需要经过仔细的筛选和配比，确保生产过程的稳定性和产品质量。

2. 聚合反应聚合反应是聚合物生产过程的核心步骤。

在这个工序中，原料中的单体分子会发生聚合反应，形成高分子链结构。

这个过程通常需要在特定的温度、压力和催化剂存在下进行，以确保聚合物的结构和性能符合要求。

3. 放热和冷却在聚合反应过程中，由于反应释放热量，需要进行放热控制，以避免反应温度过高。

同时，完成反应后需要对产物进行冷却处理，以稳定聚合物结构并方便后续工序操作。

4. 精细处理生产出的聚合物可能含有杂质或未反应的残余物，需要经过精细处理来提纯。

这个工序通常包括溶剂萃取、过滤、结晶等步骤，以确保最终产品的纯度和质量。

5. 成型加工经过精细处理后的聚合物可以进行成型加工，以制备成各种最终产品。

成型加工通常包括挤出、注塑、压延等工艺，根据产品的形状和用途选择合适的加工方法。

6. 检测和检验生产出的聚合物产品需要经过严格的检测和检验，以确保其符合规定的质量标准。

这个工序包括对产品外观、物理性能、化学成分等方面进行检测，只有合格的产品才能出厂销售。

通过以上工序的有序进行，聚合物生产过程可以高效地实现，产出符合要求的产品，满足市场需求。

在今后的化工生产中，随着技术的不断创新和完善，聚合物生产过程也将不断优化，为社会提供更多优质的聚合物产品。

聚合物(polymer)的基础知识聚合物(polymer)，又可称为高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin)。

聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer)，藉共价键来组合而成的。

聚合物的种类繁多，一般若是以对热之变化来分类，它可以分为两大类︰一、热固性塑料(Thermoset plastics)︰指的是加热后，会使分子构造结合成网状型态，一但结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出所谓的[非可逆变化]，是分子构造发生变化(化学变化)所致。

二、热塑性塑料(Thermo plastics)︰指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料，即可运用加热及冷却，使其产生[可逆变化](液态←→固态)，是所谓的物理变化。

热塑性塑料又可再区分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。

PE属于结晶性的聚合体，结晶对塑料的影响：1.主要是尺寸不能固定，用射出成型的较少，很难做精密零件。

PP有二次结晶的问题食用塑料必须加入抗氧化剂，因氧气透过材质影响产品品质，所以用防腐剂抗氧化。

高压阀压出来的是低密度乙烯，低压阀压出来的是高密度乙烯。

MPS+PC+PBT做汽车保险杠结构式： -[-CH2-CH2-]-n英文名称:Polyethylene比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度：140-220℃聚乙烯是最结构简单的高分子。

它是由重复的–CH2–单元连接而成的。

聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。

聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。

鉴别：用牙咬，无异味，软；用火烧，味同蜡烛。

PE特性聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，绝缘性好，密封性较好，透明，软，不耐高温。

具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，盛装物不变色，化学药剂很难清洗。