聚合物合成工艺学思考题

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。

《聚合物合成工艺学》各章重点第一章绪论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。

3. 聚合反应设备1、选用原则：聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特性、聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响、经济效应。

2、搅拌的功能要求及作用功能要求：混合、搅动、悬浮、分散作用：1）推动流体流动，混匀物料；2）产生剪切力，分散物料，并使之悬浮；3）增加流体的湍动，以提高传热效率；4）加速物料的分散和合并，增大物质的传递效率；5）高粘体系，可以更新表面，使低分子蒸出。

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。

高聚物合成工艺课后题答案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℃。

聚合物合成工艺学—习题指导1. 简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向答:天然高分子和合成高分子. 天然-棉麻等;合成-塑料橡胶纤维等. 向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展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. 简述高分子合成材料的基本原料（即三烯三苯乙炔）的来源答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线4. 简述石油裂解制烯烃的工艺过程答:石油裂解装置大多采用管式裂解炉.石油裂解过程是沸点在350 C 左右的液态烃,在稀释剂水蒸气的存在下,于750-820 高温裂解化为低级烯烃,二烯烃的过程5. 画出C4 馏分制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取.精馏及简单精馏的目的答:萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法.以上操作过程目的是为了得C4 馏分中的丁烷,丁烯与丁二烯分离.简单精馏则是为了出去甲基乙炔,2- 顺丁烯1,2- 丁二烯与高沸点物6. 试述合成高分子材料所用的单体的主要性能,在贮存,运输过程中以及在使用时应注意那些问题?答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物 1 ）防止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物 2 ）提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力,以免贮罐爆炸3）防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备 4 ）防止单体贮存过程发张自聚现象,必要时添加阻聚剂 5 ）贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险6）为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护.为防止单体受热后产生自聚现象,单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施;或安装冷却水管,必要时进行冷却.7. 自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?答:影响因素:聚合反应温度,引发剂浓度,单体浓度,链转剂种类和用量.反应温度的升高,所得聚合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量,一般仅为千分之几,严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件;选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量,由于聚合物品种的不同,采用的控制手段可能各有侧重,如PVC 生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关8. 一苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点答:预聚合:原料苯乙烯自苯乙烯车鉴定师送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为80--100C, 聚合物浓度高,预聚温度可提高到115--120C. 而后反应后聚合, 在聚合塔内再升温,循环反应,使发宁完全特点:方法较简单,相对放热量较大,有自动加速效应,形成的聚合物分子量分布较宽,本体聚合流程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材和其他型材9. 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: 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,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10. 试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改型方向.答:st：尺寸稳定性好，收缩率好吸湿性低，高折光率，易着色，导热系数随温度变化而变化,具有良好的介电性你能和绝缘性,力学性能优异,耐碱、盐酸、磷酸、硼酸等,易燃烧,易发生静电,但不耐硝酸,不溶于非极性烷烃,但易溶于苯,甲苯,二甲苯中,耐候性差,易发生脆化.改性方向：高抗冲击性（加入弹性体），可发性PS （加入发泡剂）, 与其他单体进行共聚,有AS AAS MBS ABS 等PMMA:高透明性，无毒无味，且耐候性良好, 优异的无传导性,具有独特的电性能,耐电弧性及不漏电性能好.缺点:力学性能中等,表面硬度低,易被划伤,具有一定的脆性改性:采用MMA与丁二烯共聚，具有表面硬度高，抗冲击性好，MMA与a- 甲基苯乙烯共聚,具有很好的加工成型性.11. 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,而处于动态配横.12. 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13.均相与非均相粒子状态有什么区别,他们是怎么形成的均相粒子:透明的圆球状,生成的聚合物可溶于单体液滴,形成粘稠液体粘度随转化率上升而上升,当单体转化率上升到一定程度,聚合物占优势后,逐渐转变为透明的圆球状颗粒.非均相粒子:不透明不规整,当生成的聚合物不溶于单体液滴,则链增长到一定程度时就会有沉淀析出,生成初级粒子,然后聚集成次级粒子,为非均相相成核13. 紧密型与疏松型颗粒的PVC 有何区别?这些区别是如何形成的?答:XJ-规整的圆球状；XS-多孔性不规则颗粒.所选用的分散剂不同，疏松型的PVC 树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚.14. 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.15. 悬浮聚合中主要物系组成及其作用答:物系组成:悬浮聚合是多相聚合体系,其中聚合体系由单体分散相（简单单体相）和水连续相（水相）组成.单体想主要由单体引发剂组成,必要时还有调节剂和其他一些特定的配合剂.单体作为反应原料引发剂,诱导使反应进行.其他组分如调节剂,发泡剂等来调节性能.水溶液相主要由水,分散剂及其他助剂所组成.用来对水质控制酸碱度,硬度, 氯离子含量及机械杂质等.16. 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,然后进入单体回收,干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.17. 试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?（悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布)答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度, 密度和表面张力等;分散剂.18. 苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程答:高温：ST( 100 )去离子水(140-160 ) NaCO3 (10% ) MgSO4(16%)0.12 苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐0..12 2,6- 叔丁基对苯酚0.025. 工艺过程:ST 高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作，初始反应T为80C,逐渐升温到140，反应t为5-24H,然后酸洗，再经离心分离,脱水干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒低温:苯乙烯100;过氧化异丙苯0.8;石油,醚6-10;紫外线吸收剂(UV-9)0.2 ;分散剂()PVA)4-6;抗氧化剂264 0.3;软水200-300.工艺过程:a.发泡剂处理 b. 操作条件-压力(表压) MPa0.4-0.; 温度 C 90-100; 时间4h c 预发泡 d 熟化 e 成型.19. 苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别?答:苯乙烯:生产工艺:原材料-ST 单体,引发剂阻聚剂,去离子水;工艺过程-高温聚合和低温聚合,P 溶于M, 使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗粒,PVC聚合物不溶于单体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级粒子,最后形成不规则不透明的颗粒20. 试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH 调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶术中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.21. 乳液聚合生产方法特点答: a 集合速度快,分子量高,可同时提高分子量和反应速率;b 以水为介质,成本低,反应体系粘度小,稳定性优良,反应热易排出,可连续操作;c. 乳液制品可直接作为涂料哦和黏合剂,粉料颗粒小,适用与某种特殊适用场合;d. 由于使用乳化剂,聚合物不纯,后处理复杂, 成本高.22. 自由基溶液聚合的特点答a作为传热介质使体系系统传热较易，温度容易控制；体系粘度低，减少凝胶效应,可以避免局部过热；易于调节产品的分子量及其分布.23. 自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用：a溶剂对引发剂分解速度的影响b溶剂的链转移作用对分子量的影响 c 溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响•溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 b 溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性, 安全性和生产成本.24. 在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响答:Cs 增大促使产品由高分子量向低分子量转变；可以降低向大分子进行链转移反应,减少了支链结构.25. PAN 溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在?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.26. 简述溶液聚合生产聚丙烯晴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27. 试论述VAc 溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么用量比单体少的多?反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处?答:因为从聚合速率和分子量两方面考虑,采用甲醇作溶剂时的链转移常数小而且PVAc 的甲醇溶液可进一步醇解为PVA（沸点与要求的聚合温度相近）且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有影响,因此用量要比单体少.28. 简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系答:将生成的PVAc 置于甲醇溶剂中反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解,合成纤维用PVA 的醇解度为96% —100%, 分散剂及织物上浆剂要求醇解毒为80% 左右29. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合:需使中性分子生成离子对,此时要求较高的能量,所以生成的粒子不稳定.必须在聚合前用溶剂在低温下使之稳定,不能使用强极性溶剂.多在低温下弱极性溶剂中反应.选择溶剂的原则应考虑溶剂极性大小,对离子活性中心的溶剂化能力,可能与引发剂产生的作用以及熔点或沸点高低,是否容易精致提纯以及与单体,引发剂和聚合物的相容性等因素.自由基聚合：a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性b溶剂的活性：应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响：选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性,安全性和生产成本30. 离子型催化聚合主要有哪几种类型? 答：阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合31. 阴离子配位催化剂的主要组成有哪些?答：主引发剂：IV—VIII 族过渡金属化合物、主要是卤化物共引发剂： I—IIIA 族金属烷基化合物第三组分：有机给电子化合物（N、P、0）载体:Mg的化合物.32. 目前那些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的?答:阳离子：丁苯橡胶阴离子:热塑性弹性体SBS、星形苯乙烯热塑性弹性体配位阴离子：PE、PP33. 溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些?答：丙烯（纯度）99.5% ）25%汽油（含水量<25PPm） 75%Ticl3 0.024~0.032%Al(Et)2cl 0.64%H2 100~20PPm34. 比较缩聚与加聚反应特征?答:缩聚:一般遵守逐步聚合机理,反应过程中有小分子副产物产生,每一步反应的速率和活化能大致相同,反应早期转化率就很高,随后低聚物继续反应,体系由分子量递增的一系列中间产物构成,中间产物的两分子都能发生反应加聚:一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链增长、链终止等基元反应进行,各基元反应的Rp 和Ea 相差很大,整个过程中分子量变化不大,转化率逐渐增加,始终由单体、高聚物和引发及组成35. 试述缩聚反应的分类及实施方法.答:按生成产物的结构分:线型缩聚、体型缩聚按参加反应的单体种类分:均缩聚、异缩聚、共缩聚实施方法:均缩聚:一种单体参加的缩聚反应异缩聚:两种单体参加的缩聚反应共缩聚: 均缩聚和异缩聚中加入其它单体进行的缩聚线型缩聚:官能度是 2 的单体进行的缩聚反应体型缩聚:有官能度大于 2 的一部分单体进行的缩聚平衡缩聚:36. 在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量?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.。

第一章绪论L简述高分子化合物的生产过程。

答；（1）原料准备与梢制过程；包抵单休、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。

0）催化剂（引发剂）配制过程；包播聚合用催化剂、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；包抬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；包括未反向单体的回收、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；主要是未反应单休和溶剂的回收与精制过程及设备哇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、岀料、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，不适于大规模生产占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4优点是聚合反应条件稳定,容易实现操作过程的全部白动化、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主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；合成橡胶足高粘度溶液，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。

后处理工程的主耍差别：合成树脂的T燥+主耍是气流干燥机沸腾下燥*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。

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。

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。

聚合物合成工艺学部分复习题的参考答案一、针对工业上悬浮法聚合生产聚氯乙烯的的生产工艺，回答下列问题：1、写出聚氯乙烯向单体转移终止的反应式。

2、简述悬浮法生产聚氯乙烯的工艺过程。

（1）准备：计量去离子水→聚合釜→开启搅拌→依次加悬浮剂溶液、水相阻聚剂硫化钠溶液、缓冲剂碳酸氢钠溶液。

（2）聚合：聚合釜内升至规定温度→加溶有引发剂的单体溶液→开始聚合（严格控温，温度波动≤±0.2℃，冷凝器用于单体蒸发冷凝回流排出聚合热）→釜压达规定值→结束反应→加链终止剂→贮液罐。

（3）分离单体：贮液罐→减压脱除大部分未反应单体→含 2－3％ VC 的 PVC 浆料→热交换器预热→单体剥离（汽提）塔顶，PVC 浆料与塔低通人的热的水蒸气做逆向流动，VC 与水蒸气一同逸出→ PVC 浆料（10－5 － 10－6 VC 质量分数）→塔底→热交换器冷却。

（4）聚合物后处理：经冷却的 PVC 浆料→离心机，脱除盐水，得到含水 20－30％的滤饼→螺旋输送机→气流干燥器，热风干燥→旋风分离器，除去湿的空气→沸腾床干燥器，挥发物 < 0.3%-0.4% →滚筒筛，筛分除去大颗粒树脂→料斗→成品包装。

3、氯乙烯的沉淀悬浮聚合只到转化率 70％后才有明显的自动加速现象，为什么？转化率 70％之前，体系内存在含 VC 27％的PVC 树脂颗粒（凝胶体）和单体液滴，聚合热由单体液滴的蒸发冷凝排除，同时由于凝胶体内 PVC 分子链堆砌疏松，能进行正常的链增长和向单体转移的链终止反应，自动加速现象尚不明显。

转化率达 70％时，体系内单体液滴已近乎消失，同时由于转化率的提高，凝胶体内 PVC 分子链堆砌较紧密，链终止反应受阻，而凝胶体内尚能进行正常的链增长，因此自动加速现象明显，转化率 80％后聚合反应速率逐渐降低。

二、针对工业上丁基橡胶的生产工艺，回到下列问题：1、设计合成丁基橡胶的大致生产配方。

异丁烯/ 异戊二烯：质量比为97 : 3 ；异丁烯的质量分数为25％－40％；溶剂氯甲烷，质量分数为50％－70％；引发剂AlCl3 ：0.2% - 0.3% (以单体量计算)；共引发剂水：0.002%（以AlCl3 量计算）；分子量调节剂：乙烯或丙烯。

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。

聚合物合成工艺学思考题及其答案第一章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。

聚合物合成工艺学课后习题全解本书教材配套题全部免费供大家学习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。