工艺流程设计与高聚物单体

高聚物单体的判断方法高聚物单体是合成高聚物的基本组成单元，通过聚合反应将单体分子连接起来形成高分子链。

判断一种化合物是否为高聚物单体，可以从以下几个方面进行分析。

高聚物单体通常具有较高的分子量。

高分子量是高聚物的显著特点，使其具有独特的物理和化学性质。

因此，如果一种化合物的分子量较大，那么它有可能是高聚物单体。

可以通过凝胶渗透色谱等分析方法来确定化合物的分子量。

高聚物单体通常具有多个反应官能团。

反应官能团使单体能够与其他单体进行化学反应，形成高分子链。

常见的反应官能团包括双键、羟基、胺基、羧基等。

因此，如果一种化合物含有多个反应官能团，那么它有可能是高聚物单体。

可以通过红外光谱、核磁共振等方法来确认化合物中的反应官能团。

高聚物单体通常具有较低的反应活性。

由于高聚物单体需要通过聚合反应连接成高分子链，其反应活性通常较低。

因此，高聚物单体在常规实验条件下不易发生自发聚合反应。

可以通过热分析、差示扫描量热等方法来测定化合物的热稳定性，进而判断其反应活性。

高聚物单体通常具有较高的溶解度。

由于高分子链的存在，高聚物单体通常具有较高的溶解度，能够在溶剂中形成均匀的溶液。

可以通过溶解度实验来测定化合物在不同溶剂中的溶解度，进而判断其是否为高聚物单体。

高聚物单体通常具有特定的结构特征。

不同类型的高聚物单体具有不同的结构特征，如线性结构、支化结构、交联结构等。

可以通过核磁共振、质谱等分析方法来确定化合物的结构特征，进而判断其是否为高聚物单体。

判断一种化合物是否为高聚物单体可以从分子量、反应官能团、反应活性、溶解度和结构特征等方面进行分析。

通过合理运用上述方法，可以对高聚物单体进行准确判断，为高聚物的合成提供重要依据。

聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计是指通过合理的工艺参数选择和优化，使得合成得到的聚合物具有所需的性能和品质。

在聚合物合成过程中，工艺参数的选择和调整对聚合物的结构和性能具有重要影响，因此合成工艺设计是聚合物合成的关键环节之一、本文将从聚合物合成的基本原理、工艺参数选择以及工艺优化等方面对聚合物合成工艺设计进行详细阐述。

聚合物合成是指通过单体的化学反应，使其发生聚合反应，形成高分子化合物。

在聚合物合成过程中，需要考虑的因素包括单体选择、聚合反应的条件选择、聚合反应的控制等。

而聚合物的性能则与合成过程中的工艺参数有关，如反应温度、反应时间、反应剂配比等。

因此，聚合物合成工艺设计的目标是通过优化工艺参数，使得聚合物具有所需的性能和品质。

首先，选择合适的单体是聚合物合成工艺设计中的重要一步。

单体的选择应考虑单体的反应活性、亲水性或疏水性等属性，以及单体的供应和价格等因素。

同时，还需要考虑单体的稳定性和合成工艺的可行性。

根据所需的聚合物性能，选择适当的单体组合，通过控制单体的反应条件和配比，进行聚合反应。

其次，在确定合适的单体后，需要选择合适的聚合反应条件。

聚合反应的条件包括反应温度、反应时间、溶剂选择等。

反应温度是聚合反应中的一个重要参数，它会影响聚合反应的速度和聚合物的结构。

反应时间则决定了聚合反应的程度和聚合物的分子量。

而溶剂的选择则会影响聚合物的溶解性和成品的性能。

最后，在确定了合适的聚合反应条件后，需要进行聚合反应的控制。

聚合反应的控制主要包括控制反应速率、控制单体的添加速率等。

控制反应速率可以通过控制反应温度和溶剂的选择来实现。

而合适的单体添加速率可以控制聚合物的分子量分布和分子结构。

通过合理的反应控制，可以获得具有所需性能和品质的聚合物。

综上所述，通过合理的单体选择、聚合反应条件的确定和聚合反应的控制，可以实现聚合物合成工艺的设计。

聚合物合成工艺的设计对聚合物的性能和品质具有重要影响，因此在聚合物合成过程中，需仔细研究和优化合成工艺，以获得具有所需性能和品质的聚合物产品。

合成高分子化合物的反应类型及高聚物单体的推断四川省安县中学 付祥东一、合成高分子化合物的反应类型 （一）加聚反应（1）由乙烯制备聚乙烯（2）由苯乙烯制备聚苯乙烯 1、单烯聚合nC H 2=C H 2nC H 2 C H 2C H =C H 2n C H 2n单体链节聚合度注意反应部位、反应本质。

反应通式：C =CnC C n X M Y NX M Y N2、二烯聚合nC H 2=C H—C H =CH 2n—C H 2C H C H 2—双键变单键、单键变双键聚1，3—丁二烯nC H 2=C —C H =C H 2n—C H 2—C =C H —C H 2—聚2—甲基—1，3—丁二烯C H 3C H 33、混烯共聚n—C H 2—C H 2—C H 2—C H —C H 3nC H 2=C H 2 nC H 2=CHC H 3n—C H 2—C H 2—C H —C H 2—C H 3—C H 2—C H 2—nn—C H 2—C H —C H 2—C H —C H 3C H 3n—C H 2—C H —C H —C H 2—C H 3C H 3（二）缩聚反应nH O —C H 2—C H 2—O H nH O O C — —C O O H—O —C H 2—C H 2—O O C — —C O —n2nH 2O聚乙烯聚苯乙烯催化剂催化剂nH O —C H —C O O HC H 3—O —CH —C O —C H 3nnH 2OnH 2N —(C H 2)6—N H 2 nH O O C —(CH2)4—C —H N —(C H 2)6—N H —O C —n2nH 2OnH 2N —C H —C O O HC H 3—H N —C H —CO —C H 3nnH 2O缩聚反应官能团：合成有机高分子化合物反应比较二、由加聚产物推单体(1)—C H 2—C —C H 3C O O C H 3nC H 2=CC H 3C O O C H 3(2)—C H 2—C H 2—C H —C H 2—C H 3C H 2=C H 2 和 C H =C H 2C H 3n(3)—C H 2—C H = C —C H 2—C H 3nC H 2=C H — C =C H 2C H 3去掉两端键主链上单键变双键，双键变单键超过四键处断键，单体自然现—O H —C O O H ——N H 2聚酯类 聚酰胺类4、—C H 2—C —C H 2—C = C H —C H 2—-C H 3C H 3n C H 2=C 和C H 2=C — C H =C H 2C H 3C H 3C H 3C H 3（二）由缩聚产物推单体1、凡链节中含有酯基（—C —O — O）结构的，其合成单体必为两种从酯基中间断开，在羰基上加-OH ，在O 原子上加H 原子得到羧酸和醇。

（六）高聚物与单体一、形成高分子化合物的两种反应类型：（1）加聚反应：烯烃或HCHO 所特有，表示形式为① n A →—A —n （单个单体A ） ②n A + nB → —A —B —n （双单体A 、B ） (2)缩聚反应：由小分子形成高分子化合物同时有小分子生成的反应，表示形式为： ① n A → —A ′n + n 小分子（单个单体A ）②n A + nB → —A′B ′n + n 小分子 （双单体A 、B ） **A 、B 叫单体，方括号内的叫结构单元。

从反应方程式的表观看：两类反应的共同特点是有n ；不同点有两个：①对应的结构单元前者与单体相同而后者则与单体不同；②前者无小分子生成，而后者则有小分子生成。

二、四类主要高聚物1、加聚成碳链：如…-CH 2-CH 2-CH2-CH 2- (2)、缩聚成酯链：nHO -CH 2-CH 2-OH + nHOOC -COOH → —O -CH 2-CH 2-O -C —C —n + 2nH 2O3、缩聚成肽链：nH 2N -CH 2-COOH → —NH -CH 2—C —n + nH 2O4、酚醛（或酮）缩聚：小结：①含有苯酚基团的高聚物肯定是由苯酚与醛或酮发生缩聚反应而得。

②高聚物的链上含有氧原子或氮原子，则一定是缩聚反应而成；（中学里只有聚甲醛例外）而如果全是碳原子则应是加聚反应而成。

③单个单体发生自身的缩聚反应则必含两个官能团，一个是-COOH ，另一个是-OH 或-NH 2。

双单体的缩聚也必含两个官能团。

[练习]1、下列高聚物不是由两种单体聚合而成的是A 、—CH 2-CH=C-CH 2—nB 、—CH 2-CH=CH-CH 2-CH-CH 2—nC 、—CH 2—nD 、—NH -CH 2-C -NH -CH -C —n 2、异戊二烯和苯乙烯按1：1比例发生加聚反应生成高聚物经结构简式可能是 A 、—CH 2-C=CH-CH 2—n B 2-CH 2-CH 2-CH-CH 2 nC 、—CH 2-CH-CH 2-CH 2—nD 、—CH 2-C=CH-CH 2—n3、天然橡胶是下列哪种物质的聚合物A 、CH 3-C=CH -CH 3B 、CH 2=CH-CH=CH 2C 、CH 2=C-CH=CH 2D 、CH 2=CH-C=CH 34、乙烯和丙烯按1：1的物质的量比聚合，生成聚合物乙丙树脂，该聚合物的结构简式可能是5、下列各有机物，自身分子间在一定条件下能发生缩聚反应，又能在适当条件下自身分子内反应形成环状结构的是A 、苯酚B 、α-氨基丁酸C 、丙烯醇D 、6-羟基已醛 6、现有两种烯烃：CH 2=CH 2，CH 2=CR 2（R 为烃基），它们的混合物进行聚合反应，产物中含：① [CH 2—CH 2]n ；② [CHR —CHR]n ；③ [CH 2CH 2CH 2CR 2]n ④ [CH 2CH 2CHR —CHR]n ； ⑤ [CH 2—CR 2]nA 、①③⑤B 、①⑤C 、②④D 、只有① 7、下列高分子化合物中，通过两种单体加聚而成的为8、以农副产品为原料可制得高分子材料 ，它能在乳酸菌作用下迅速降解，有希望用于制造一次性饭盒，有关该高分子的判断正确的是A 、相对分子质量一定是偶数；B 、相对分子质量一定为奇数；C 、由单体通过加聚反应制得；D 、其单体为：9、写出合成下列高分子化合物的单体的结构简式：10分子中的碳原子不完全在同一平面上，且A 分子中含有一个苯环，A 有如下变化关系：O O O + nC=O CH 3 CH 3C + n H 2OCH 3 CH 3 n CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 Cl CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 O OA 、[2-C=CH -CH 2 ]n ClB CH 2 ]n D 、[CH 2-O ]nC 、[CH 2-CH 2-CH -CH 2 ]n CH 3 [O -CH -C ]n OCH 3 CH 3HO -CH -COOH已知：①R-X NaOH ,加热−→−−−R-OH+HX②一个碳原子上同时连两个羟基不稳定，会失水形成羰基 ③B 、C 、D 、E 、F 的分子结构中均有一个苯环根据变化关系和已知条件，试回答（1） A 是 ，B 是 （均填结构简式） （2）写出E 经缩聚生成高聚物的化学方程式 （3）写出F 经加聚生成高聚物的化学方程式 （4）E →F 的反应类型是 反应（5）茚与硫酚反应生成的反应类型是 反应。

高聚物单体的确定——断键法断键法是用来确定高聚物单体的一种方法。

这种方法主要依赖于加热分解的原理，通过断路热分析，能在高聚物中辨认出不同类型的单体。

断键法是由狄拉克在二十世纪初使用的，他发现可以将复杂的高聚物分解成单体，找出它们的实际组份和单体结构，后续发展了断键法用于定性和定量分析高聚物。

断键法及其衍生物是一种热力学分析方法，热释放实验能检测出高聚物内部所含有的每种单体组份及其含量，从而使高分子加工和合成更加精准。

热释放的实验，一般采用Fourier变换红外光谱仪能使样品在被不断加热的情况下直接进行检测，并能够获取样品的热分释放结构，得到它的实际物料的含量。

早期的断键法实验，是根据样品的热释放能量，推测该样品中每种功能单体类型和含量，是根据实验者手中拥有的热释放系数参考表，以及通过拟合技术实现的，但高聚物中所含成分多种多样，而每种成分的热释放系数参考表往往缺乏，因此，实验者推断的结果存在较大的不确定性。

近年来，科学家们利用现代分子对比技术进行了改进，使用计算机模拟来确定热分解时断键发生的离子活性，从而更有效地判定高聚物抝离子物质准确率更高，并且能够精准地确定断键发生的温度。

使用这种新型断键研究，可以使实验者获得准确不受环境影响的热释放系数参考表，以及得出准确的实验结果和结论，进而使研究人员更有效地完成实验和研究工作。

总的来说，断键法是一种重要的方法，主要应用于高聚物的研究，广泛用于物料的定性和定量分析，提供了准确的数据支持，有助于理解高聚物的结构，重塑高聚物的单体组成及其内部关系，这有助于更深入地探索高聚物的物理性质和化学性质，改善其加工性能和使用效果。

一、聚氯乙烯生产工艺1、原料〔1〕原料：氯乙烯、去离子水(处理后的水PH值在5-8.5左右)、分散剂(水解度通常在40%-55%之间)、引发剂(半衰期为2小时)、其他助剂(链终止剂、链转移剂、抗鱼眼剂、防粘釜剂)〔2〕原料路线：由乙炔法制的氯乙烯,乙炔可由碳化钙和水作用制得，然后由乙炔和氯化氢的作用下制的氯乙烯，其中碳化钙课从煤炭或者天然气中制的。

2、生产工艺〔液相悬浮聚合〕〔1〕聚合机理：自由基连锁加聚聚合，它的反响一般由链引发、链增长、链终止和链转移。

〔2〕聚合的主要工艺条件单体纯度到达99.98%;采用偶氮二已丁腈(AIBN纯度98%)；反响温度控制在55-59度之间；所使用的分子量调节剂是琉基醋酸辛脂；所采用的助剂有链终止剂、链转移剂、抗鱼眼剂、防粘釜剂；反响压力在0.50-0.65MPa之间。

〔3〕工艺流程图〔4〕聚合反响设备氯乙烯悬浮聚合的主要设备室聚合釜，大型釜多采用碳钢构造。

国矮胖釜多采用单层浆，并用三爷后掠式桨叶，瘦长釜用多层桨，并用平桨和涡流桨。

3、聚氯乙烯新品种、改性品种〔1〕超低聚合度聚氯乙烯树脂这种树脂是一种孔隙率较高的疏松型树脂，具有良好的吸收增塑能力，可显著改良硬制品的抗冲击强度。

可用于做注塑制品、地唱片等等。

〔2〕耐油耐寒聚氯乙烯树脂氯乙烯和丙烯酸脂共聚可改良氯乙烯的耐油性和耐寒性，这种共聚树脂与增塑剂、填料、颜料及添加剂等共混复合则可制成具有弹性的高分子复合材料，广泛用于制造耐油制品，如垫圈、耐油鞋底、软管等等。

〔3〕消光聚氯乙烯树脂国外采用悬浮法生产含 1.5%1,5-己二烯辅助单体的氯乙烯共聚物，利用两者的相溶性到达小光的目的。

这种树脂表观密度和孔隙率高、颗粒分布均匀、流动性好、易于加工。

4、技术进展〔1〕聚合釜大型化目前已有127立方米、150立方米、200立方米聚合釜问世。

采用大型釜的同时解决了反响热的导出、粘釜及徐终止反响等技术。

〔2〕工艺控制自动化采用大型电子计算机对聚合过程进展程序控制，到达最高的平安性、生产能力的提高、良好的产品质量、最低环境污染等。

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，经过聚合反应(包括缩聚反应等)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。

基本有机合成工业、高分子合成工业和高分子合成材料成型工业是密切相联系的三个工业部门。

（2）对于三废的处理：①在进行工厂设计时应当考虑将其消除在生产对程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量。

必须进行排放时．应当丁解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地进行回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理产所。

不能用清水冲淡废水的方法降低废水中有害物质的浓度。

②对含有不涪于水的油类废水，利用密度的不同，流经上部装有挡板的水池以清除浮油，然后进行生物氧化处理。

③对含有固体微粒的废永应流经沉降池，使微粒自然沉降，然后废水迷往处理中心。

如果废水中溶有较多的有机溶荆.则不适于生化处理，需要焚烧处理。

废水中舍有重金属时·应当用离子交换树脂进行处理。

④有机废渣通常作为锅炉燃料进行焚烧。

(3)回收利用方法:①作为材料再生循环使用;②作为化学品循环使用;③作为能源回收利用 6、最重要的原料来源路线：①石油化工路线;②煤炭路线;③其他原料路线.7、C4馏分的组成：丁烷、丁烯和丁二烯，是石油炼制过程中和液态烃高温裂解过程中产生。

8、引发剂的选择 ①根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性引发剂；②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；③根据分解速度常数；④根据分解活化能；⑤根据引发剂的半衰期。

特点：①本体聚合是四种方法中最简单的方法,无反应介质,产物纯净,适合制造透明性好的板材和型材； ②后处理构成简单，可以省去复杂的分离回收等操作过程,生产工艺简单,流程短,设备少,较经济； ③反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本比较低.缺点：①放热量大,反应排除困难,不易保持一定的反应温度；②物料黏度很大 11、本体聚合中改善传热所采用的方法？ ①加入一定量的专用引发剂调节反应速率； ②采用较低的反应温度,使放热缓和； ③反应进行到一定转化率,粘度不高时就分离聚合物； ④分段聚合，控制转化率和“自动加速效应”； ⑤改进和完善搅拌器和传热系统,以利于聚合设备的传热； ⑥采用“冷凝态”进料和“超冷凝态”进料；⑦加入少量内润滑剂改善流动性。