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《聚合物合成工艺学》期末复习资料1. 高分子合成材料的基本原料的来源：石油化工路线、煤炭路线。
2. 连锁聚合反应的工业实施方法有：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合；缩聚反应的工业实施方法：熔融聚合、溶液聚合、界面聚合。
3. 聚合过程中常用干燥设备有：厢式干燥器、气流式干燥器；常用分离设备：闪蒸罐、振动筛。
4. 乙烯高压聚合生产工艺流程主要生产过程分为：压缩、聚合、分离、造粒。
5. 聚氯乙烯悬浮聚合过程中温度控制非常关键，为了有效提高传热效率，可以通过：及时清除黏釜物、减薄釜壁、及时清除水垢途径来提高传热效率。
6. 三大合成材料是指塑料、合成橡胶、合成纤维。
7. 聚丙烯腈生产过程的主体原料有：丙烯腈、第二单体、第三单体。
8. 聚酯纤维的生产方法：酯交换缩聚法、直接酯化缩聚法。
9. 高浓度合成乳胶制备在工业上主要有浓缩法合直接合成法，其中浓缩法最常用的三种实施方法是：喷雾干燥法、膏化法、蒸发法。
10. 从乳液聚合所得的胶乳分离出橡胶的方法有：电解质凝聚法、冷冻凝聚法。
从溶液聚合的胶液分离出橡胶的方法有：直接干燥法、水凝析法。
11. 顺丁橡胶生产中，采用的典型Ni系引发体系中的主引发剂是环烷酸镍，助引发剂是三异丁基铝，第三组分是三氟化硼乙醚络合物。
12. 在高分子合成工业中通常聚合合成过程主要包括：原料准备与精制过程、催化剂（引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程和聚合物后处理过程、回收过程六个工序。
13. HDPE工业生产主要采用低压聚合，聚合机理是阴离子配位聚合。
LDPE工业生产主要采用高压聚合，聚合机理是自由基聚合。
14. 在聚乙烯、聚氯乙烯聚合工业生产中，分别可采用控制压力、温度等手段控制聚合物分子量。
15. 丁苯橡胶生产过程中分子量分布和支链的多少主要与停留时间有关，工业上采用8~12台聚合釜串联方法，可使分子量分布窄和支链少。
1. 液体橡胶的定义：液体橡胶是一种在室温下为黏稠状流动性液体，经过适当化学反应可形成三维网状结构，从而获得和普通硫化胶具有类似的物理机械性能的低聚物。
第一章绪论聚合物生产过程1.聚合物生产过程的基本内容包括什么？2.聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？3.举例说明如何选择某种聚合物的聚合实施方法？4.如何评价生产工艺合理及先进性。
5.思考题：开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？6.思考题：是否存在从聚合物单体到聚合物材料制品的最简化路线？举例说明。
聚合物工业与可持续发展1.三烯、三苯是哪些化学品？简述三烯、三苯和乙炊的来源。
2.聚合物工业的原料来源有哪些及其分类（是否属于可再生资源）？3.思考题：如何实现聚合物工业的可持续发展？4.思考题：可降解聚合物材料有哪些种类？此类材料的发展和使用具有哪些意义？参考答案聚合物生产过程1.聚合物生产过程的基本内容包括什么？答：任何聚合物的生产过程的都基本包括：生产准备，催化剂配制，聚合过程和后处理及回收四大过程。
①生产准备过程包括原料准备、公用工程的准备。
②催化剂的配制过程主要指催化剂的制备或配制与溶解：③聚合过程是聚合物生产过程的核心，是决定产品质量的宙要工序或过程；④后处理过程相当豆杂和繁多，尤其对于生产固体聚合物的生产过程，因采用的聚合实施方法不同，采用的后处理方式也不一样。
但归纳起来不外乎有：分岗工序、脱挥工序、脱灰工序、干燥工序、添加助剂（防老剂、增塑剂、加工助剂等）、产品形状处理工序（造粒、压块、切片），对于直接使用乳液的场合还需加涧湿剂、消泡剂。
除此之外聚合物后处理过程还包括，单体和溶剂的回收与精制工序。
2.聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？答：聚合物制备工程是以高分子材料科学与化学工程学为理论基础的工程学科：其生产加工的对象包括对天然高分子材料的改性和人工合成高分子材料的工业化生产。
聚合物制备工程包括的内容是合理设计及选用最佳的聚合实施方法，合理设计及选用相应的反应器，合理选择原料、催化剂的制备或精制工序，合理地选择或设计后处理工序设备,过程的优化或系统化及其控制方法以及三废处理等工序设备的设计等。
聚合物制备工程复习要点一：1，高分子材料合成工业发展趋势：扩大产能及装置大型化、产品结构调整、加强高分子材料科学与工艺学的理论基础研究、催化剂的重大作用、合成、加工与应用的一体化、计算机与信息技术迅速推广应用、发展清洁生产，注重可持续发展、2，清洁生产的四个等级：提高化学反应转化率和选择率，减少污染来源，实现“零排放”；将不可避免的废料经过处理，作为原料再循环利用；将不可循环的废料进行无毒化后处理，使其对环境的影响降到最小；将处理过的“三废”有选择的向环境（水域、大气）排放。
3，高分子合成工业过程：4，工业反应过程发生了什么:三传一返（返混、动量传递、热量传递、质量传递）5，工业反应过程开放中需解决三个问题：反应器的合理选型、反应器操作的优选条件、反应器的工程放大6，工业过程放大的两种方法：逐级经验放大、数学模型放大二：1，三条原料路线：石油（天然气）化工路线；煤化工路线；农林产品原料路线。
2，高温裂解得到最初单体：四烯三苯（乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯）3，制备氯乙烯的方法：石油化工路线（乙烯氧氯化法）、煤化工路线（电石乙炔法）4，三：1，自由基聚合的四种方法：本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合2，自由基聚合生产引发剂的选择：按照聚合方法选择引发剂（油溶性、水溶性）、根据聚合反应操作方式及温度选择引发剂、根据分解速率常数选择引发剂、根据分解活化能选择引发剂、根据半衰期选择引发剂,3，影响分子量的因素：引发剂、聚合温度、链转移反应4，本体聚合概念：在不使用溶剂和分散介质的情况下，以少量的引发剂或光和热引发使单体进行聚合反应的方法。
本体聚合特点：主要优点：产品的纯度高、工艺过程比较简单、三废污染小。
主要缺点：相对发热量较大、聚合反应热排出困难；体系粘度高、温度难以稳定，分子扩散困难，聚合物分子量分布宽。
（解决本体聚合体系放热和散热这一对矛盾的措施有：控制聚合反应的转化率、将聚合反应分步（反应器）进行、采用特殊聚合设备，强化聚合反应器的传热、控制“自加速效应”）典型的本体聚合生产工艺有：非均相本体聚合——聚氯乙烯本体聚合生产、本体浇铸聚合——有机玻璃生产、气相本体聚合——高压聚乙烯生产单体预聚灌模法的主要优点：（1）在预聚釜内进行单体的部分聚合，可以减轻模具的热负荷；缩短单体在模具内的聚合时间，提高生产效率，保证产品质量；（2）使一部分单体在模具外先行聚合，减少了其在模具内聚合时的收缩率；（3）增加粘度，从而减少在模具内的泄漏现象；（4）克服溶解于单体中氧分子的阻聚作用。
说明：粗体部分重点把握，方框部分为名词术语。
仅作为复习资料用。
1.高分子有天然高分子与合成高分子之分，合成高分子是通过聚合反应。
聚合反应根据不同的分类方法分成不同的类型，机理分为连锁聚合和逐步聚合，连锁聚合反应根据其活性中心分成自由基聚合，离子聚合和配位聚合，连锁聚合反应中只有一种单体参加的称为均聚合，两种或两种以上单体参加的则称为共聚合，但对其它聚合不适用，如己二胺与己二酸的缩聚不叫共聚合。
逐步聚合包括缩聚和逐步加成聚合。
根据聚合时单体和聚合物的结构变化分成加聚反应，缩聚反应和开环聚合反应，加聚反应的产物称为加聚物，缩聚反应的产物称为缩聚物。
2.会写常见单体或聚合物的聚合反应式。
（聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，天然橡胶，丁苯橡胶，顺丁橡胶，聚对苯二甲酸乙二醇酯聚己二酰己二胺）。
注意共轭二烯类单体聚合时有1,4-聚合，1,2-聚合和3,4-聚合之分，一般不加说明时只写1,4-聚合。
单体的生产路线主要有石油路线，煤炭路线和其它路线，石油路线主要生产三烯（乙烯，丙烯，丁二烯），三苯（苯，甲苯，二甲苯），煤炭路线主要生产乙炔。
4.三烯的生产主要是石油的炼制（常减压蒸馏）的轻油组分，如轻柴油或炼厂气经裂解分离后得到；三苯是石油的炼制（常减压蒸馏）的石脑油组分经重整或加氢汽油，萃取分离得到；煤炭炼焦后得到焦炭，与生石灰反应形成碳化钙，与水反应形成乙炔（反应式）。
5.单体有烯类单体（单烯类和共轭二烯类）和带有可反应官能团的单体，单烯类单体的选择性与取代基的体积效应和共轭效应有关，一般取代基的体积不太大，具有一定的吸电性的取代基可进行自由基聚合，如乙烯，氯乙烯，丙烯酸或酯类，甲基丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，丙烯腈等；带有供电性取代基的可进行阳离子聚合，主要是异丁烯；带有吸电性取代基且形成π-π共轭的可进行阴离子聚合，如丙烯酸酯类，丙烯腈等；苯乙烯，丁二烯，异戊二烯等三种聚合均可。
***丙烯只能进行配位聚合，目前配位聚合的单体是α-烯烃和共轭二烯烃。
聚合物合成工艺学1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些？适用范围如何？①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等；②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌；平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌；螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用，特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—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在性质上的不同，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：干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品潮湿的粉状稳定剂等合成树脂粒状塑料均匀化干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品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3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。
由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。
聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。
这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。
此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
聚合物合成工艺学题库一、选择题：1. HDPE与LDPE进行比较，前者支链量( B )，机械强度( )，可应用于管材。
A. 少；低B. 少；高C. 多；低D. 多；高2. 在丁苯橡胶乳液聚合中，分别采用（ C ）低温聚合，和（）高温聚合；低温丁苯在（）方面优于高温丁苯。
A. 50℃，100℃，极性、弹性、老化性B. 0℃，50℃，加工性能、色泽、老化性C. 5℃，50℃，弹性、强度、加工性能D. 0℃，50℃，极性、弹性、老化性3. 氨基树脂可由下列哪一类化合物进行合成？（C ）A. 苯酚与甲醛B. 二元酸与二元胺C. 脲与甲醛D.光气与双酚A4. 本体聚合常采用分段聚合工艺，其目的是（B ）A. 降低反应温度B. 导出反应热C. 提高转化率D. 简化工艺5. 离子聚合过程，一般选择（D）工艺。
A. 悬浮聚合B. 乳液聚合C. 本体和悬浮D. 本体和溶液6.悬浮聚合与本体聚合工艺相比，前者（B ）。
A. 工艺简单，成本低B. 导热效果好，产物纯度低C. 转化率高，成本低D. 后处理工艺简单7. 乳液聚合生产过程中，破乳方法不包括（ B）。
A. 强烈搅拌B. 加热C. 加入电解质D. 调节pH8. 对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择（ A）搅拌器。
A. 螺带式B. 平浆式C. 锚式D. 旋浆式9. 下列哪种温度不是国际通用的描述塑料的耐热性能的（ D ）。
A. 马丁耐热温度B. 维卡耐热温度C. 热扭变温度D. 玻璃化温度10. C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近，可通过（ C ）的方法进行分离。
A. 闪蒸B. 水蒸气蒸馏C. 萃取精馏D. 减压蒸馏11. APP是指（ C）。
A. 全同聚丙烯B. 间同聚丙烯C. 无规聚丙烯D. 高分子量聚丙烯12. 用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后，用（ B ）洗涤以除去分散剂。
A. 稀碱B. 稀酸C. 去离子水D. 十二烷基苯磺酸钠13. BPO常常和（C ）组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
2015聚合物制备工程复习范围
一、基本概念与简述题
1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么？聚合物制备工程的内容主要包括哪些方
面？
2. 举例说明如何选择一种或几种聚合物所采用的不同聚合实施方法，并说明理由。
3. 聚合物工业的原料来源有哪些？哪些属于可再生资源？简述乙烯、丙烯、异丁烯、
异戊二烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯类单体的制备方法。
单体或有机溶剂在储存及运输过程中应注意的问题？
4. 反应器的最基本特征是什么？反应器按照操作形式如何分类及其特点？
5. 聚合反应器按照结构特征分类有几种？釜式反应器的结构特征及搅拌附件的安
装；釜式聚合反应器的除热方式及其所适用的场所。
6. 搅拌器有哪些种类？各有何特点？如何选用搅拌器？
7. 挡板、导流桶作用是什么？选择的依据是什么？在实际安装时需要注意哪些问
题？
8. 聚合物生产的分离、后处理包括的内容及其对产品性能的影响？
9. 分离的含义是什么？通常聚合物从聚合介质中分离有几种方法？
10. 写出反应器设计的物料衡算方程。
分别写出间歇反应器与理想连续反应器的物料
衡算方程。
11. 间歇反应器、理想混合反应器、平推流反应器的定义及反应物的浓度变化特征？
12. 停留时间分布函数F(t)和停留时间分布密度函数E(t)的概念和联系，测定原理和方
法及其对应的函数关系。
13. 连锁聚合常用的聚合实施方法、特点、及其主要品种
14. 本体聚合的主要工程问题是什么？采取何措施解决之？实施本体聚合的主要反应
器是什么？主要产品及其聚合机理是什么？
15. 溶液聚合的主要品种有哪些？如何选择溶液聚合所用的溶剂？
16. 悬浮聚合的定义、聚合体系组成？悬浮聚合适合哪些产品的生产？
17. 常用悬浮聚合分散剂有哪些种类？其稳定机理是什么？
18. 乳液聚合的定义、聚合体系组成？乳液聚合适合哪些产品的生产？
19. 乳化剂稳定乳液的原理是什么？破乳有哪些方法？
20. 乳化剂的特征参数有哪些？如何选择乳化剂的类型和用量？
21. 凝胶效应、玻璃化效应及其机理？
22. 乳液聚合的机理与特点。
23. 如何控制乳液聚合的反应速率和乳胶粒的直径尺寸？
24. 在乳液聚合中聚合温度和引发剂的选择主要依据是什么？
25. 乳液聚合有几种工艺方法，各自的优缺点是什么？
26. 乳液聚合工艺对其粒径分布的影响。
27. 简述逐步聚合实施方法及其特点、品种。
28. 熔融缩聚制备高分子量聚合物可以采取的方法有哪些？
29. 常见的合成树脂与塑料的品种，其聚合机理与实施方法。
30. 常见聚乙烯的主要品种及其合成原理、分子结构的特点
31. 简述茂金属催化剂、后过渡金属催化剂及非茂金属催化剂的概念及特点。
32. 高压聚乙烯（LDPE）本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制手段
33. 高压聚乙烯（LDPE）本体聚合，釜式和管式反应器对聚合物性能的影响？
34. 聚丙烯的主要代表生产方法及其特点？聚合工艺及装置特点？
35. 聚丙烯催化剂经历了几代的发展？每一代催化剂特点及聚合效果？每次催化剂的
重大发展，对聚丙烯聚合工艺过程产生了何种影响？
36. 调控聚乙烯、聚丙烯分子量的主要手段有哪些？
37. 苯乙烯系树脂的种类及其聚合方法。
38. 聚苯乙烯的本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制手段？
39. 试分析聚苯乙烯本体聚合后期升高温度对产物分子量及其分布的影响，并简要阐
述以自由基本体聚合方法制备高分子量聚苯乙烯（数均分子量大于40万）的工艺方法。
40. 苯乙烯的悬浮聚合为何进行加压聚合？
41. 聚苯乙烯悬浮聚合的成粒机理及其发泡聚苯乙烯聚合的生产工艺过程
42. HIPS的本体聚合工艺。
43. 制备HIPS的关键要控制哪段过程, 相转变时相发生了什么变化, 在哪个阶段发生
相转变？
44. PVC树脂主要聚合实施方法有哪些？
45. PVC悬浮聚合成粒机理（微观、宏观机理）、聚氯乙烯生产的工艺控制（温度控制
与转化率控制）
46. 紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别？这些差别是如何形成的？
47. 试简述悬浮聚合过程中产生粘釜的原因，并提出可能防止粘釜的措施。
48. 影响PVC悬浮聚合颗粒特性的主要因素有哪些？
49. 如何制备粒径分布是双峰分布的糊树脂？为何需要双峰分布？
50. ABS的主要工业聚合实施方法有哪些？采用乳液掺混法，其三个关键工艺是什
么？
51. 举例常见工程塑料和特种工程塑料及其实施方法。
52. 如何实现聚甲醛的稳定？聚甲醛的主要制备工艺有哪几种？
53. 举例说明聚碳酸酯的主要合成工艺及其特点。
54. 常见的热固性树脂包括哪些种类？
55. 线型酚醛树脂与甲阶酚醛树脂合成原理有何差异？分子结构有何差异？如何实现
固化？
56. 双酚A型环氧树脂的分子结构、制备方法，及其与有机胺固化剂的反应机理？
57. 不饱和聚酯树脂的基本组成、制备工艺？
58. 常见的橡胶品种与其聚合机理、实施方法。
59. 顺丁橡胶的种类、特点和催化体系。
60. 镍系顺丁橡胶所用的催化剂组分和各组分的作用。
61. 试说出制备顺丁橡胶的多釜串联操作时的搅拌桨选取的原则和使用的桨型。
62. 丁苯橡胶有哪些品种，各自的优点和工艺。
63. 在乳聚丁苯橡胶的生产中为什么要控制转化率在60％左右？
64. 调控乳液丁苯橡胶分子量的主要手段有哪些？
65. 溶聚丁苯橡胶的聚合机理是什么？其具有哪些特点？溶液丁苯橡胶可以采用哪些
操作方式制备，为何其聚合物分子量分布不同？
66. 聚异戊二烯主要品种、催化体系和实施方法。
67. SBS聚合采用哪种操作方式，为什么？
68. 丙烯酸酯乳液聚合与丁苯橡胶的乳液聚合在聚合工艺上有何区别？
69. 二元乙丙橡胶与三元乙丙橡胶分子结构有何差异？乙丙橡胶的主要聚合工艺有哪
些？
70. 成纤高聚物的特征有哪些？
71. 常见的合成纤维品种、聚合机理及其实施方法。
72. 聚酯（PET）的实施方法、工艺路线、控制等摩尔比的方法？
73. 聚酰胺66（尼龙66）合成方法与聚酰胺6的工业合成方法有何区别；尼龙66工
业生产控制等摩尔比的方法。
74. 聚酰胺6可以采用水解开环聚合，本体浇铸聚合等实施方法，其催化体系和分子
结构存在哪些差异？
75. 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？
76. 试分析在VAc溶液聚合中，影响PVA分子量及分子结构的主要因素有哪些？
77. 为何均聚聚丙烯腈不适于用作合成纤维用树脂？聚丙烯腈的主要生产工艺有哪
些？
78. 合成聚氨酯的主要原料包括哪些？从化学结构角度分析，为何聚氨酯可用于合成
材料的各个领域？
79. 常见的特种合成纤维有哪些种类？其中芳纶1313和1414的结构有何差异？
80. 芳杂环特种合成纤维（例如芳纶、PBI、PBO等）的实施方法有哪些？
二、流程与工艺：流程框图、过程描述及生产控制手段
1. 试用流程框图和必要的文字描述聚乙烯的高压聚合生产工艺，并指出制备LDPE 的主要影响因素是什么？
2. 试用流程框图和必要的文字描述聚苯乙烯的本体聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是什么？
3.试用流程框图和必要的文字描述聚丙烯气相聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是什么？
4. 试用流程框图和必要的文字描述镍系顺丁橡胶聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是什么？
5．试用流程框图和必要的文字描述聚氯乙烯的悬浮聚合生产工艺，并指出制备PVC 的主要影响因素是什么？
6. 试用流程框图和必要的文字描述乳液丁苯橡胶工业生产过程，及其产品质量的控制方法。
比较溶聚与乳聚丁苯橡胶的工艺过程特点。
7．试用流程框图和必要的文字描述聚酯（PET）熔融缩聚生产过程，及制备高分子量聚酯的控制方法。
三、计算
理想反应器设计计算：间歇釜、单级理想混合反应器、平推流反应器，多级理想混合反应器
1、已知反应器体积，求出口浓度；
2、计算间歇反应器体积、连续聚合反应器体积。
3、计算达到预期转化率所需要的时间。
参看：计算例题。
