第一章绪论
高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶
高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合
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。在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(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的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将
聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点
a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
c.优点：反应条件易控制，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。
连续聚合:单体和引发剂（催化剂）等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物连续不断地流出聚合反应器。目前只有悬浮聚合方法尚未实现大规模连续生产。连续聚合特点：
a.聚合反应条件是稳定的，容易实现操作过程的全部自动化，机械化，所得产品的质量规格稳定。
b.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。
c.缺点：不宜经常改变产品牌号，所以不便小批量生产。
3、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用。废气主要来自气态和易挥发单体积有机溶剂或单体合成过程中使用的气体。
粉尘则主要来自聚合后树脂干燥过程
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。
对于三废的处理：
首先在进行工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量；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，有针对性的进行回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。解决废旧塑料途径：
作为材料再生循环利用（再生）
（2）作为化学品循环利用（解聚成单体或裂解成燃油）
（3）作为能源回收利用（燃料）
第二章生产单体的原料路线
1、生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）
单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其它原料路线，
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哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）
原油经石油炼制得到汽油、石脑油、煤油、柴油等馏分和炼厂气，然后用它们做原料进行高温裂解分离得乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。
原油+水蒸气-----裂解------分离-------乙烯
第三章自由基聚合工艺
主要用于乙烯基单体和二烯烃类单体的聚合或共聚。所得线型高分子量聚合物分子结构的规整性较差，无定形聚合物。
自由基聚合实施方法所用原材料及产品形态
四种聚合方法的工艺特点
聚合方法的选择
聚合方法的选择取决于聚合物性质。相同性能的产品，产品质量好，设备投资少，生产成本低的方法将得到发展，其它方法则逐渐被淘汰。
乙烯基单体和二烯单体合成树脂四种聚合方法
合成橡胶由于易结块乳液聚合方法
自由基聚合引发剂
(1)过氧化物类：通式为 R-O-O-H 或 R-O-O-R
过氧化二苯甲酰(BPO)
过氧化二酰基和过氧化碳酸酯等化合物在分解时除产生自由基外，还放出CO2气体。
无机过氧类引发剂
过硫酸盐，如过硫酸钾 K2S2O8 和过硫酸铵 (NH4)2S2O8等，能溶于水，多用于乳液聚合和水溶液聚合
偶氮化合物
偶氮化合物通式：
偶氮二异丁腈(AIBN)
氧化还原引发体系
在还原剂存在下，过氧化氢、过酸盐和有机过氧化物的分解活化能显著降低。低温或常温条件下进行自由基聚合时，常采用过氧化物-还原剂的混合物作为引发体系。
氧化-还原体系产生自由基的过程是单电子转移过程，即一个电子由一个离子或由一个分子转移到另一个离子或分子上去，因而生成自由基。
引发剂的选择
(a)根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性的引发剂。
(b)根据聚合操作方式和反应温度选择适当分解速度的引发剂
(c)根据分解速度常数选择引发剂
(d)根据分解活化能Ed选择引发剂。
(e)根据引发剂的半衰期选择引发剂。
链转移反应
3.1 本体聚合生产工艺
(1)本体聚合（又称块状聚合）：在不用其它反应介质情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
(2)均相本体聚合指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。非均相本体聚合指生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。
(3)根据单体的相态还可分为气相、液相和固相本体聚合。采用本体聚合生产聚合物：高压法聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，及一部分聚氯乙烯。
液态单体需要预聚合，除反应热
1. 本体聚合工业生产举例
高压法聚乙烯、聚苯乙烯、PMMA、聚氯乙烯。
预聚合的原因：聚合反应是放热的反应，本体聚合无其他介质存在，放热比较大，散热困难。进行预聚合以达到适当的转化率。 几种单体的本体聚合流程
4. 本体聚合反应器
(1)形状一定的模型：适用于本体浇铸聚合。这种反应装置无搅拌器，其聚合条件应根据聚合时热传导条件而定。
(2) 聚合釜：流体粘度高，多采用旋桨式或大直径的斜桨式搅拌器。采用数个聚合釜串联，分段聚合的连续操作方式。 (3)本体连续聚合反应器
a. 管式反应器多为空管或管内加有固定式混合器
b. 塔式反应器：相当于放大的管式反应器，无搅拌装置
3.2 悬浮聚合生产工艺
MMA
引发剂
预聚合
浇模型逐渐升温聚合
有机玻璃浇铸制品
苯乙烯 预聚合
塔式聚合釜连续聚合
挤出
聚苯乙烯粒状树脂
切粒
乙烯
一次压缩
气相聚合（连续）
二次压缩
聚乙烯粒状树脂
高 压分离器
低 压分离器
挤出切粒
引发剂 氯乙烯 预聚合
后聚合
过筛、分离
聚氯乙
烯分装树脂
引发剂
回收氯乙烯
悬浮聚合是将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水相当中，同时经引发剂引发聚合的方法。
合成橡胶在常温下有粘性，容易结块，不宜用悬浮聚合方法。
悬浮聚合过程中影响颗粒大小及其分布的因素：
(1)反应器几何形状因素
(2)操作条件因素
3)材料数据因素
聚合反应发生在各个单体液珠内，一个单体小液滴即相似于一个孤立的本体聚合体系。
分散剂的作用在于防止粘结成大粒子
水溶性高分子分散剂（保护胶）
.包括蛋白质、明胶、淀粉等天然高分子，甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素等纤维素衍生物，以及聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等合成高分子化合物。用量为0.05-0.2％
b. 高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成了高分子薄膜层，从而阻止了两液滴凝结。
. 保护胶被液滴表面吸附而产生定向排列，产生空间位阻作用。
(3)无机粉状分散剂
机固体粉末分散剂包括：高分散性碱土金属的磷酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。如高岭土、硫酸钙、磷酸钙、碳酸镁等
分散稳定作用是存在于水相中的粉状物在单体液滴表面形成隔离层，从而防止了液滴的凝结。
(2) 聚合工艺
a. 操作方式：采用间歇法操作。
b. 反应器：聚合反应釜，聚氯乙烯生产的最大容积为200m3
c. 悬浮聚合过程
3.3 溶液聚合生产工艺
(1)溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂（水或有机溶剂）进行聚合的方法。
(2)根据聚合物溶解于溶剂的情况分为：均相溶液聚合和非均相溶液聚合(又称为沉淀聚合)。如丙烯晴在二甲基甲酰胺的溶液聚合为均相溶液聚合,而其在水溶液中的聚合为非均相聚合
(3) 生产的产品：聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类共聚物等。
溶液聚合流程图
a. 溶剂对引发剂分解速度的影响：
自由基引发剂的分解速度与周围介质的性质有关 水：对引发剂 的分解速度基本无影响
有机溶剂：因溶剂种类和引发剂种类的不同而有不同程度 的影响。过氧化物，偶氮二异丁腈
某些有机极性溶剂对有机过氧化物有诱导分解作用，加速聚合反应速度。 偶氮二异丁腈：不显现诱导分解作用，应用最为广泛 Cs = ktr / kp
Cs ≥0.5……分子量调节剂
(2)溶剂的选择应注意的问题
a. 考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性
b. 溶剂的活性
c. 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响
d. 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
(1)引发剂
A. 根据溶液聚合所用溶剂、反应条件和引发剂半衰期选择引发剂。
b. 偶氮化合物引发剂的分解不受溶剂的影响，应用较广泛。过氧化物的分解速度受极性溶剂的影响，而且分解产生的氧化物，可能进一步参加反应生成交联结构，因而可能产生凝胶。
c. 引发剂的用量通常为单体量0.01—2％。
2)操作方式：半连续操作，便于控制聚合反应温度和速度
3)反应器：釜式反应器
4)聚合过程：先加溶剂于反应釜中加热至反应温度，再将溶有引发剂的单体按一定速度连续加入反应釜中。
3.5 乳液聚合生产工艺
乳液聚合是单体和水在乳化剂作用下形成的乳状液中进行聚合反应的一种聚合
物生产方法。反应体系主要由单体、水、乳化剂、引发剂和其它助剂所组成。
乳液聚合生产的合成树脂有：聚氯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚丙烯酸酯类共聚物等。
乳液聚合生产的合成橡胶：丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。
表面活性剂和乳化剂
HLB值：亲水亲油平衡值 (Hydrophile-Lipophile Balance)值用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。HLB值越大表明亲水性越大；反之亲油性越大。
表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度称“临界胶束浓度”(CMC)
乳化剂：使不溶于水的液滴与水形成稳定分散体系-乳化液的物质
破乳——使乳液中的胶乳微粒聚集凝结成团粒而沉降析出
乳液聚合的组分：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。
(4)引发剂：乳液聚合过程一般使用水溶性引发剂
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。（教材P37-38、P48、P51、P56、P60）
2.举例说明自由基聚合引发剂的分类，在高聚物生产中如何选择合适的引发剂。（教材P38-41、P44-45）
3.在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量，举例说明常用的分子量调节剂。（教材P46-47）
4. 自由基本体聚合生产用到的聚合反应器的类型和特点。（教材P49-50）
5.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用机理。（教材P53-54）
6.简述自由基悬浮聚合生产工艺。（教材P55-56）
7.自由基溶液聚合生产中溶剂对聚合反应的影响。（教材P57-58）
8. 自由基乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明，并简述不同乳化剂的稳定性作用原理。（教材P62-66）
9.自由基乳液聚合生产中常用的破乳方法有哪些。（教材P67）
10.简述自由基乳液聚合生产工艺。（教材P72、74、75、78、79）
第四章
定义：单体在阳离子或阴离子作用下，活化为带正电荷或带负电荷的活性离子，再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应，统称为离子型聚合反应(ionic polymerization)。
2) 阳离子聚合单体与引发剂或催化剂
●单体：具有强推电子取代基的烯烃类单体和共轭效应的单体。 工业生产主要单体有：异丁烯、乙烯、环醚、甲醛、异戊二烯等。 ●引发剂或催化剂：
共性：阳离子聚合所用的催化剂为“亲电试剂”。
作用：提供氢质子或碳阳离子与单体作用完成链引发过程。 链转移与终止：可以向单体或溶剂进行链转移
溶剂：提高溶剂的溶剂化作用，有利于形成松散离子对，增加聚合速率和聚合度。 常用的溶剂：卤代烷（CCl4、CHCl3、C2H4Cl2） 烃（C6H6、C7H8、C3H8、C6H14） 硝基化合物（C6H5NO2、CH3NO2）
不能用醚、酮、胺等容易与阳离子反应的溶剂。
●温度：降低聚合温度，可以抑制向单体的转移反应，有利于增长反应，聚合度增大。
3)阴离子聚合反应
●单体种类：单烯烃类、共轭双烯烃类、丙烯酸酯类、环氧化物、环硫化物、内酯等吸电子取代基。
●阴离子聚合通常在极性溶剂中如四氢呋喃、乙二醇甲醚、吡啶等进行。这种情
反离子亲核能力较强，一般只能形成低聚物
HClO 4、H 2SO 4、H 3PO 4、CH 3COOH 含氢酸需要加入微量水、醇、酸等助催化剂才能引发单体BF 3、AlCl 3、SbCl 5 较强
FeCl 3、SnCl 4、TiCl 4 中强BiCl 3、ZnCl 2 较弱Lewis 酸
只能引发活性较大的单体
I 2、Cu 2+等阳离子型化合物AlRCl 2等金属有机化合物
其他物质
特点
化合物
类型
况下，对应阳离子的影响可减少。
(2) 阴离子聚合引发剂
a. 碱金属及其烷基化合物：K、Na、Li、和C2H5Na、C4H9Li等。
b. 碱土金属烷基化合物：R2Ca、R2Sr等。
c. 碱金属氢氧化物：KOH、NaOH等
d. 碱金属烷氧基化合物：RONa、ROLi等
e. Lewis碱及弱碱性化合物：NH3、NR3、ROR等。
链终止反应：无杂质的聚合体系中苯乙烯、丁二烯等单体极难发生终止反应，活性链寿命很长。
原因：活性链带有相同电荷，不能偶合，也不能歧化；即使活性中心向单体转移或异构化产生终止也难于发生。
定义：配位聚合反应是烯烃单体的碳-碳双键与引发剂活性中心的过渡元素原子的空轨道配位，然后发生位移使单体分子插入到金属-碳之间进行链增长的一类聚合反应。
格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂
(1)主催化剂
a. 周期表中第IV族到第VIII族的过渡元素钛、钒、铬等的卤化物(或烷氧化物)，常用的主催化剂有TiCl4、TiCl3、VCl3、ZrCl3等，其中以TiCl3最常用。(2)助催化剂：主要是IA—IIIA族的金属烷基化合物或氢化物，最有效的是金属离子半径小、带正电的金属有机化合物如Be、Mg、Al等金属的烷基化合物，其中以AlEt3最常用。它们具有配位能力强，易生成稳定的双金属活性中心。4.2.3 配位聚合反应工业应用
合成树脂：高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯以及其共聚物；
合成橡胶：顺式聚丁二烯(顺丁橡胶)顺式聚异戊二烯(合成天然橡胶)以及乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物(乙丙橡胶)
记忆口诀
机理特征
自由基：慢快速。
阴离子：快慢无无
阳离子：快快易难
引发剂：自油水，阴碱，阳酸
1.离子聚合生产工艺特点
(1)对溶剂要求
a.从离子对的稳定和引发剂考虑，使用弱极性溶剂和低温条件
b.H2O和杂质对引发剂和影响大，所以溶剂纯度要求高
(2)溶剂的选择
a. 溶剂的极性大小、溶剂化能力。
b. 对聚合增长链活性中心不发生链终止或链转移等反应。
c. 不影响引发剂活性，杂质少。
d. 考虑不同溶剂对聚合反应速度、聚合物结构发生的影响。
e. 具有适当的熔点和沸点，在聚合温度下保持流动状态。
f. 对单体、引发剂(催化剂)和聚合物的溶解能力。
g. 成本、毒性、污染等因素。
(3)反应温度：影响聚合速度、产率、聚合度、结构规整度以及副反应等。
a. 阳离子聚合
阳离子聚合制备高分子量产品时应在低温下反应。
b. 阴离子聚合：活性中心较稳定，可在室温或更高温度下进行
(4)产品分子量及分布
a. 链终止方式：仅可能发生单分子链终止，或活性中心转移链终止。
b. 如有较多杂质，产物分子量低
c. 高纯度时，则产品分子量增长程度相同，分子量分布窄。阴离子聚合可生产分散指数接近1.0的单分散产品。
2. 配位聚合生产工艺特点
(1)催化剂
Ziegler-Natta催化剂、氧化铬-载体(phillips)催化剂、过渡金属有机化合物-载体催化剂
(3) 反应温度：聚乙烯80-150oC，聚丙烯65-80oC
(4)氢对链增长速度的影响：在一些催化剂体系，氢压力增加则聚合速度加快，最后达一极限值。原因是在高浓度单体和分子氢条件下，可创造新的活性中心从而提高反应速度。
离子与配位聚合生产工艺过程
(1)原料准备
a.单体：纯度要求>99%(甚至99.95%)，原料单体必须进行精制
b.溶剂
●离子聚合用弱和非极性溶剂如仲胺、芳烃、卤化烃等
●配位聚合溶剂则主要是脂肪烃
●溶剂必须进行精制以脱除水分和有害杂质
(2)催化剂制备
a. 催化剂在配制过程中应严格控制。种类、用量和配制条件包括加料次序、温度以及放置温度与时间等对活性都有影响
b. 活化处理：某些载体固相催化体系CrO3-Al2O3-SiO2(Phillips催化剂)，需经活化处理（条件：400-800℃，干燥空气中进行）。
c. 陈化处理：使二元以上催化剂的各组分相互反应，转变为具有活性的催化剂。
(3)聚合工艺过程
a. 操作方式：分为间歇操作和连续操作
水的存在会破坏离子与配位聚合催化剂，因此一般采用本体和溶液聚合方法。(4) 聚合装置：用于淤浆法和溶液法的环式反应器、釜式反应器；用于气相本体法的沸腾床反应器，装有搅拌装置的流动床反应器，装有搅拌装置和隔板的卧式反应器等。
(5) 后处理
a. 脱单体
b. 脱灰
第5章缩合聚合生产工艺
第一节合成高分子化合物的基本方法 一、教材分析和教学策略 1、新旧教材对比： 教材的要求与过渡教材不一样，如要求学生书写缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子和原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线表示。 2、本节的内容体系、地位和作用 本节首先，用乙烯聚合反应说明加成聚合反应，用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体的反应条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节（即重复结构单元）、聚合度等概念，能识别加聚反应与缩聚反应的单体。利用“学与问”“思考与交流”等栏目，初步学会由简单的单体写出聚合反应方程式、聚合物结构式或由简单的聚合物奠定基础。 本节是在分别以学科知识逻辑体系为主线（按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质来编写）和以科学方法逻辑发展为主线（先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法，再介绍有机合成，最后介绍合成高分子化合物的基本方法），不断深入认识有机化合物后，进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。明显可以看出来是《有机化学基础》第三章第四节“有机合成”基础上的延伸。学习本讲之后，将有助于学生理解和掌握高分子材料的制取及性质。
3、教学策略分析 1）开展学生的探究活动： “由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（2n-1）”；由聚合物的分子式判断单体。 2）紧密联系前面学过的烯烃和二烯烃的加聚反应、加成反应、酯化反应、酯的水解、蛋白质的水解等知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意官能团、结构、性质三位一体的实质。 3）运用多煤体生动直观地表现高分子化合物合成的基本方法。 二、教学设计方案 （一）教学目标： 1、知识和技能 ①能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 ②能说明加聚反应和缩聚反应的特点 2、过程与方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、态度与价值观 使学生感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。 （二）教学重点： 通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体。 （三）教学难点： 理解加聚反应过程中化学键的断裂与结合，用单体写出聚合反应方程式和聚合物结构式；从聚合物结构式分析出单体。
聚合物合成工艺（1～20章） 1、高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经聚合反应 合成高分子化合物，为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 2、合成高分子材料有：合成塑料，合成橡胶，合成纤维，涂料，粘合剂，离子交换树脂。 3、合成树脂可以用：（溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合）方法制得； 合成橡胶可以用溶液聚合/乳液聚合方法制得； 、高分子化合物生产过程有： (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。 、原料准备与精制过程：包括原料（单体、溶剂、助剂等）贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备。 、催化剂(引发剂)配制过程：包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备。 、聚合反应过程：包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备。、分离过程：包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备 、常用分离方法：高真空脱除，蒸汽蒸馏，闪蒸，水洗，离心过滤分离；沉淀分离；喷雾干燥分离。 、聚合物后处理过程：将分离得到的聚合物经进一步处理，得到性能稳定方便使用的产品，包括干燥，造粒，筛分，批混，包装等工序与设备。、回收过程：主要是对回收的单体、溶剂进行精制，然后循环使用。包括离心分离、过滤、分馏、精馏等工序与设备。 、在聚合物生产过程中反应器上的粘结物有何危害如何防止 危害：降低反应器传热效率；影响产品质量。 防止：a.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；c.聚合釜满釜操作减少液体界面；d.反应物料中加防粘釜剂等。 5、合成树脂与合成橡胶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。 6、如何对聚合物生产流程评价 (1)产品性能的考查；(2)原料路线的考查；(3)能量消耗与利用的考查 (4)生产技术水平的考查；(5)经济性的考查。 7、高分子聚合反应产物的特点是： 1、分子量大小不等，结构亦非完全相同的同系物的混合物； 2、其形态为坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液；
一、名字解释 1、本体聚合：在不加溶剂、分散介质（或只加少量引发剂）的情况下依靠热引发（或引发剂引发）而使单体进行聚合的方法 2、乳液聚合：指单体和水在乳化剂的作用下，并在形成的乳状液下进行聚合反应 3、悬浮聚合：单体作为分散相悬浮于连续相中，在引发剂作用下进行自由基聚合的方法 4、溶液聚合：单体溶解在适当溶剂中并在自由基引发剂作用下进行的聚合方法 5、扩链反应：分子量不高的聚合物，通过末端活性基团的反应（或其他方法）使分子相互联接而增大分子量的过程的反应 6、聚合物合金：化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物 7、互穿网络聚合物：互穿网络聚合物（IPN）是一种独特的高分子共混物。它是由交联聚合物Ⅰ和交联聚合物Ⅱ各自交联后所得的网络连续地相互穿插而成的 8、乳化剂：能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质， 9、悬浮剂：防止涂料中的固体耐火粉料沉淀而加入的物质 10、缩聚反应：具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子（如H2O、HX、醇等）的化学反应 11、界面缩聚：将可以发生缩聚反应的两种反应在两相界面进行的方法 12、凝胶反应：线性高分子化合物由于分子的交联反应使粘度无限增大而产生的反应 13、临界胶束浓度：表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度 14、粘合剂：粘合剂是具有粘性的物质 15：玻璃化效应：对某些单体和在某些条件下进行的乳液聚合过程来说，当转化率升高到某一值时，聚合反应速率突然大幅度降低，其时间—转化率曲线趋近于一条水平线，这种现象叫做玻璃化效应。 二、简答题 1、自由基聚合用到的引发剂哪三类？（1、过氧化物类； 2、偶氮化合物； 3、氧化-还原引发体系） 2、悬浮聚合分散剂两类：（1、无机固体粉末分散剂；2、水溶性高分子分散剂） 3、分子量调节剂————在聚合体系中添加少量链转移常数大的物质，添加少量即可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量，也叫粘度稳定剂或链转移剂 4、工业生产中实现缩聚反应以生产线性高分子量聚合物的方法是（熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚） 5、保护胶类分散剂都是高分子 6、聚氨酯交联反应哪三种？（1、用多元醇类作交联剂的交联反应；2、利用过量二异氰酸酯的交联反应；3、采用其他交联剂的交联反应） 7、聚氨酯橡胶合成按加工方法分为（混炼型、浇注型、热塑性） 8、聚氨酯涂料有哪些独特的优点？（1、涂膜耐磨与粘附力强2、涂膜防腐性性能优良3、施工范围广4、调整聚氨酯涂料配方，可获得所要求的涂料性能5、优良的电气性能6、能与多种树脂混用7、装饰与保护性能好8、耐温性能好） 9、ABS树脂结构与性能的联系：A丙烯腈的贡献是耐化学药品性、热稳定性和老化稳定性；B丁二烯的贡献是柔韧性、高抗冲击性、耐低温性；S苯乙烯的贡献是刚性、表面光洁性和易加工性 10、悬浮聚合与乳液聚合的相同点和不同点（相同：都是以水为分散介质；不同：但是悬浮聚合反应发生在分散于水中的单体液滴中，单体液滴直径一般在100~1000μm,而乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒一般在0.05~0.1μm；乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的液滴内部向水相传热容易得多，所以乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的液滴中的分布均匀得多 11、本体聚合生产工艺特点：产品十分纯净；在后处理时可以省去复杂的分离回收等操作过程；工艺
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合。 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。在溶液聚合方法中， 离子对紧密离子对疏松离子对自由离子共价键淤浆聚合如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。 连续聚合：单体和引发剂（催化剂）等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物连续不断地流出聚合反应器。解决废旧塑料途径：（1） 作为材料再生循环利用（再 生）（2）作为化学品循环利 用（解聚成单体或裂解成燃 油）（3）作为能源回收利用 本体聚合（又称块状聚合）： 在不用其它反应介质情况 下，单体中加有少量或不加 引发剂发生聚合的方法。 特点聚合过程无其他反应 介质，优点产物纯净，反 应器有效容积大，后处理过 程简单。缺点放热量 大，反应热排除困难，不易 保持一定的反应温度 乳液聚合是单体和水在乳 化剂作用下形成的乳状液 中进行聚合反应的一种聚 合物生产方法。反应体系主 要由单体、水、乳化剂、引 发剂和其它助剂所组成优 点以水为介质速度快可 直接应用不适用有机溶剂 缺点固体聚合物时乳液需 要破乳洗涤脱水干燥等工 序成本高残留的乳化剂难 于清洗洗涤时产生污水 杂质含量高 溶液聚合单体溶解在适当 溶剂中在自由基引发剂的 作用下进行的聚合方法优 点温度易控制易于调节 产品的分子量及分布易于 输送可直接应用缺点单 体浓度低聚合速度慢设备 生产能力和利用率低单体 浓度低向溶剂链转移使 用有机溶剂时增加成本环 境污染重有机溶剂回收困 难 悬浮聚合：将单体在强烈的 搅拌及分散剂的作用下，分 散悬浮于连续相水中
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
高分子合成工艺学． 论第一章绪 ：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂高分子合成材料等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子合成工业的任务高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、塑料的原料。填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。（硫化剂、合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂。硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚离子聚合及配位聚合实施方法合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精(1)原料准备与精制过程制、干燥、调整浓度等过程相设备。溶解、：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、引发剂(2)催化剂()配制过程贮存、调整浓度等过程与设备。：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(3)聚合反应过程送过程与设备。：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程分离过程(4)与设备。：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装聚合物后处理过程(5)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。、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。2：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，间歇聚合．
PET的合成及生产工艺 高分子09-2 摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。聚对苯二甲酸二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET 的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位,并介绍了PET的制备方法和工艺流程。 关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇直接酯化法 PET的结构及性能 聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。 PET的应用 玻璃纤维增强PET适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、硒整流器等。PET工程塑料目前几个应用领域的耗用比例为：电器电子26%，汽车22%，机械19%，用具10%，消费品10%，其他为13%。目前PET工程塑料的总消耗量还不大，仅占PET总量的1.6%。 1.薄膜片材方面：各类食品、药品、无毒无菌的包装材料；纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料；录音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜
第一章 1.高分子合成工艺学的主要任务。 将基本有机合成生产的单体，经聚合反应合成高分子化合物，为高分子合成材料成型提供基本原料。基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。2．高分子材料的主要类型、品种及发展方向。 塑料。品种：通用塑料，工程塑料。发展方向：具有优异性能的高性能、耐高温塑料。 合成橡胶。品种：通用合成橡胶，特种合成橡胶。发展方向：通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品，特种橡胶主要制造耐热、耐老化。耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。 合成纤维。品种：聚酯（涤纶纤维）、聚丙烯腈（腈纶纤维）、聚酰胺（棉纶纤维或尼龙纤维）等。发展方向：具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。 3．工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法，简单说明原因。 4．说明高分子合成材料的生产过程，各过程的特点及意义。 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、 调整浓度等过程与设备。 2、催化剂（引发剂）配制过程。包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、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、脱落溶剂、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。 第二章 1．石油裂解制烯烃的工艺过程。 液态烃在水蒸气存在下，于750~820?C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5 s。 2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。 基本原料来源：石油、煤炭、植物及农副产品等。单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。
洛阳理工学院/ 学年第二学期高分子合成工艺学期末考试试题卷（5）答案及评分标准 一填空题 (每空1分，共26分) 1、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材料成型 2、水 3、亲水基团 亲油基团 4、胶乳颗粒成核 颗粒增长 5、缩合聚合反应 6、共缩聚物 7、固相缩聚法 8、间歇式液相本体法、液相气相组合式连续本体法、淤浆法(又叫做溶剂聚合法) 9、锦纶 10、聚丙烯酰胺 11、聚异戊二烯 12、电解质凝聚法 冷冻凝聚法 13、生胶塑炼 胶料混炼 混炼胶的加工成型 硫化 14、粘度稳定剂 15、聚酯纤维 聚丙烯腈纤维 评分标准 每个空1分，多答、少答、错别字均不给分；同一空有两个意义相同的答案时，写上其一均给分。 二、选择题（每小题1分，共10分) 1、B， 2、A， 3、D 4、B 5、C 6、B 7、B 8、C 9、C 10、D 评分标准 选对给1分，。 三、名词解释（每小题3分，共21分) 1、反相悬浮聚合法：将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮于油类连续相中，在引发剂作用下进行聚合的方法。 评分标准：完整答题给3分 2、临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度。 评分标准：完整答题给3分。 3、配位聚合：是指烯类单体的碳－碳双键首先在过渡金属引发剂活性中心上进行配位、活化，随后单体分子相继插入过渡金属－碳键中进行链增长的过程。 评分标准：完整答题给3分， 4、熔融缩聚法：无溶剂情况下，使反应温度高于原料和生成的缩聚物熔融温度，即反应器中的物料在始终保持熔融状态下进行缩聚反应的方法。 评分标准：完整答题给3分
5、静态界面缩聚：分别含有两种可发生缩聚反应单体的水相与有机相静置分为两层液体时，其界面可以发生缩聚反应。 评分标准：完整答题给3分。 6、维卡耐热温度：将试样置于每小时升温50℃的等速升温烘箱中，试样上放置测试用金属针，面积为一平方毫米，负荷为50N。金属针刺入塑料深度为1mm时的温度为维卡耐热温度。 评分标准：完整答题给3分，“金属针”前2分，后1分 7、应力破裂：在使用过程中塑料时常需承受外界压力或存在有成型时产生的内应力，塑料可能对某种溶剂在无应力状态下稳定，但在应力下接触溶剂时产生破裂的现象。 评分标准：完整答题给2分，“但在应力下”前后各占1分 四、简答题(每小题5分，共30 分) 1、对于聚合反应工艺条件及设备的要求也很严格，表现在哪几个方面？ ① 不仅要求单体高纯度，对所有分散介质(水、有机溶剂)和助剂的纯度都有严格要求，它们不仅不能含有害于聚合反应的杂质，而且不能含有影响聚合物色泽的杂质。各种助剂的规格应当严格一致。 2分 ② 反应条件的波动与变化，将影响产品的平均分子量与分子量分布；因此为了控制产品规格，反应条件应当稳定不变或控制波动在容许的最小范围之内。为此需要采用高度自动化控制。1分 ③ 因为产品形成之后，不能进行精制提纯，所以对大多数合成树脂的聚合生产设备，在材质方面要求不能污染聚合物，因此聚合反应设备和管道在多数情况下应当采用不锈钢、搪玻璃或不锈钢碳铜复合材料等制成。 1分 ④生产不同牌号产品的方法可以采用：使用分子量调节剂；改变反应条件；或改变稳定剂、防老剂等添加剂的种类等。 1分 2、有机分散相在水连续相中稳定分散应具备的条件？ （1）在有机分散相与水连续相的相界面之间，应当存在保护膜或粉状保护层以防止液滴凝结。 （2）反应器的搅拌装置应具备有足够的剪切速率以使凝结的液滴重新分散。给定条件下得到稳定的平均粒径范围。 （3）搅拌装置的剪切力能够防止两相由于密度的不同而分层。 评分标准：（1）、（2）每答一项给2分，（3）给1分。 3、悬浮聚合后处理包括哪些？ （1）回收未反应单体：气态单体减压即可，常压下为液体的单体则较长时间加热，单体也可与水共沸脱出。 （2）聚合物脱水：在专门的设备中进行单体剥离，称之为汽提。 （3）聚合物离心分离：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，用稀酸洗涤以去除。 （4）聚合物干燥：对PS、PMMA一般用气流式干燥塔。
互动课堂 疏导引导 一、有机合成题的解答方法 解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类、带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的突破点。基本方法有： （1）顺合成法。采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料→中间产物→产品。 （2）逆合成法。采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品→中间产物→原料。 （3）综合比较法。采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得到最佳的合成路线。 二、有机合成遵循的原则 （1）起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染，通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 （2）尽量选择步骤最少的合成路线。 （3）合成路线要符合“绿色、环保”的要求。 （4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。 （5）要按一下的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。 三、官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键。 （2）通过加成（加H）或氧化（加O）消除醛基。 （3）通过消去或氧化或酯化等消去羟基。 四、官能团的引入 （1）引入羟基（—OH）：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成等。（2）引入卤原子（—X）：烃的取代，不饱和烃与卤素（X2）、HX的加成，醇与HX的取代等。 五、官能团的衍变 （1）利用衍生关系引入官能团，如醇醛羧酸 （2）通过化学反应增加官能团 如C2H5OH CH2==CH2 （3）通过某种手段，改变官能团位置 如：CH3CH2CH2OH CH3CH==CH2 六、各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况
“聚合物合成原理及工艺学” 习题集 四川大学高分子科学与工程学院
第一章绪论 1.试述高分子合成工艺学的主要任务。 2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。 3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。 4.如何评价生产工艺合理及先进性。（配方合理，原料易得，配方成本合理，工艺程短，产品质量高） 5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？
第二章生产单体的原料路线 1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。 2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。 4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的。 5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。 6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？ 7.简述苯乙烯的生产方法。 8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？ 9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺 1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程中如何调节？ 2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？ 3.引发剂的分解速率与哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？ 4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？ 5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。 6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？ 7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。 8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。 9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。 10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？ 11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。 12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用途。 13.比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程，改进聚苯乙烯的性能，可采用哪些方法？ 14.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。 15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同。
第一章绪论 高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。 三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。 塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。 合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。 自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合 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。在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。 (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的特点。 间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将
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。 5.选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 6.生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。 （1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经抽提（萃取分离）得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。 （2）煤炭路线（资源有限，耗能大））煤炭路线（资源有限，耗能大）煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。 （3）其他原料路线）主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。本路线原料不足、成本较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的基础上小量生产某些单体，其出发点是可取的。 7.简述由最基本的原料（原油、天然气和煤）制造高分子材料的过程。
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。 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
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。 5. 选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 6. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。 （1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。
1.塑料管材的“四节”特点节能、节水、节地、节材 2.PVC软管、硬管的挤出工艺区别软管的挤出生产线不设定径装置，而是靠通入压缩空气维持一定形状，起到定径效果。 3.我国管材定型一般采用外径还是内径定型，具体有几种形式我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用外径定型法。具体形式：内压定径法、真空定径法、顶出法。 4.请分别解释挤出PVC板材时三辊压光机的作用，冷却输送辊的形式以及作用三辊压光机的作用：起冷却定型作用，不起延展成型作用；冷却输送辊的形式：排管冷却器； 作用：①支持没有完全冷却的板材防止变形；②充分冷却板材 5.挤出板材时机头温度一般如何控制？①机头温度沿板材幅宽分多段控制，使中间低两边高，以保证机头两边的物料容易流动；②机头温度比机身温度高5-10℃.（机头较宽，物料要在较宽机头范围内均匀分布，必须提高料温，才能保证熔料的流动性。） 6.请问注射螺杆与挤出螺杆有哪些不同？注射螺杆的独特之处：①旋转运动加轴向水平运动； ②长径比小，压缩比小；③加料段较长；④螺杆头部多为尖头，一般有止逆环。 7.请简单介绍反应注射成型工艺（RIM）由单体或低聚物以液态形式计量，瞬间混合的同时注入模腔，在模腔中迅速反应，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚合物。SRIM：将玻璃纤维毡、网等预成型体，预先铺放在预热的模具中，使用RIM注射机进行注射成型 8.PP周转箱一般有什么用途？可采用什么材料成型？并请给出采用注射成型时的工艺流程图。用途：周转和贮存食品，饮料。可采用PP/HDPE材料成型 成型前的准备→合模→注射（充模）→保压→冷却固化→开模→顶出制品→后处理 9.采用压延成型法加工软制PVC薄膜时，请给出完整工艺流程。 配料→捏合→塑炼（开炼机、密炼机、挤出机）→供料→金属探测→压延→引离→轧花→冷却→β射线测厚→卷曲切割 1.什么是蜡状层？请分析其产生原因？该如何消除？蜡状层：采用不适当的稳定剂使压延机辊筒表面蒙上的一层薄膜蜡状物质，致使薄膜表面不光，生产中发生黏辊的现象或在更换产品时发生困难。原因：所用的稳定剂与树脂相容性较差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包围在辊筒表面，形成蜡状层。消除：①选用正电性低的适当的稳定剂 ②掺入含水氧化铝等吸收金属皂类更强的填料③加入酸性润滑剂 2.PVC人造革主要生产方法。压延法成型PVC人造革的两种方法生产方法：压延、涂覆、层合。压延分为：直接贴合--直接利用压延机将物料贴合引入布基，分布层合--压延成薄膜，复合设备将薄膜与布基分次贴合。 3.压延成型时，采用60m/min的辊速，但仍然采用40m/min时的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温上升，流动性增加，出现脱辊或破裂现象，制品质量下降 压延成型时，采用40/min的辊速，但仍然采用60/min的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温过低，难以正常包辊，制品表面毛糙，不透明，有气泡甚至出现孔洞 4.PE挤出吹塑桶的成型工艺流程：物料→熔融塑化→挤出型坯→吹胀→制品冷却→脱模→后处理→制品 5.挤出吹塑时，如果吹气速度过快会出现什么情况？（1）进气处产生局部真空造成型坯内陷，完全吹胀后形成横隔模片（2）型坯从口模处被气流拉断以及无法吹胀 6.缠绕成型的概念，湿法缠绕成型工艺流程图将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品。用于制造各种回转体。 分为干法（预浸带）和湿法（有胶槽）缠绕成型。 湿法工艺流程图：纱架→胶槽浸胶→张力控制（张力辊）→芯模缠绕→固化→脱模 干法与湿法区别：干法--采用预浸胶处理的预浸纱带在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕
高分子材料的合成工艺 1.1 基本概念 单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。 链节(Repreat unit)----链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元。 聚合度(Dregree of Polymerization)----衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以x表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是统一计平均值。 自由基----是指带电子的电中性集团，具有很高的反应活性。 引发剂（Initiator）----又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（即初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。 分子量（molecular weight）----化学式中各个原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（Relative molecular mass），用符号Mr表示。 分子量分布（molecular weight distribution）----由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 均聚物(Homopolymer)----由一种单体聚合而成的聚合物。 共聚物(Copolymer)----由一种以上单体聚合而成的聚合物，生产聚合物的聚合反应成为共聚反应。 无规共聚物(Random Copolymerization)---- 在高分子链中不同单体单元的序列分布无规则。A和B两种单元在链中的排列顺序是不能预示的。在烯类单
《高分子合成工艺》作业参考答案第一章 1、单体储存过程中应注意什么咨询题，储存设备应考虑哪些咨询题，什么缘故？ 答：单体储存过程应该注意： （1）为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂，如在1，3-丁二烯中加人防老剂对叔丁基邻苯二酚。 （2）为防止着火事故的发生，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）防止爆炸事故的发生，第一要防止单体泄漏，因单体泄漏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（乙烯）或经压缩冷却后液化的单体（丙烯、氯乙烯、丁二烯等）的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气爱护，防止空气进入。 2、引发剂储存是应注意什么咨询题？ 答：多数引发剂受热后有分解和爆炸的危险，干燥纯粹的过氧化物最易分解。因此，工业上过氧化物引发剂采纳小包装，储存在阴暗、低温条件下，防火、防撞击。 3、聚合反应产物的特点是什么？ 答：聚合物的分子量具有多分散性；聚合物的形状有坚强的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液；聚合物不能用一样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。 4、选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是按照产品的用途所要求的产品形状和产品成本选择适当的聚合方法。 自由基聚合能够采纳本体、溶液、乳液和悬浮聚合等方法；离子聚合只能采纳本体和溶液聚合。
聚合操作能够是连续法或者间歇法；聚合反应器有不同的类不、排热方式和搅拌装置等。 5、如何选用聚合反应器？ 答：按照聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特点、聚合反应器操作特性和经济效益等聚合反应的特性以及过程操纵的重点，按下列原则选择聚合反应器： （1）重点在于目标产物的生成时，在原料配方一定的情形下，当反应物浓度高关于目标聚合物生成有利时，可选用管式聚合反应器或间歇操作的釜式聚合反应器，当反应物浓度低对目标聚合物生成有利时，可选用连续操作的釜式聚合反应器或多级串联釜式聚合反应器 （2）重点在于确保反应时刻的场合可选用塔式或管式聚合反应器 （3）重点在于除去聚合热的场合能够选用搅拌釜式聚合反应器 （4）重点在于除去平稳过程中产生的低分子物的场合，可选用搅拌釜式聚合反应器，薄膜型聚合反应器或表面更新型聚合反应器（5）关于高粘度体系，应尽量选择相应的专门型式的聚合反应器。 6、常见的聚合反应器有哪些？简述釜式聚合反应器结构。 答：常见的聚合反应器有：釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、流化床式反应器、专门形式聚合反应器。 釜式反应器包括：容器部分、换热装置、搅拌装置、密封装置、其它结构 7、高分子合成工艺路线选择原则？ 答：高分子合成工艺路线的选择原则为：满足产品的性能指标要求；生产的可靠性；技术上的先进性；经济上的合理性；生产装置大型化；清洁生产、注重可连续进展。