聚合物反应工程基础知识总结
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第八章聚合物的化学反应一、课程主要内容本章研究聚合物化学反应的意义和聚合物的化学反应。
聚合物的化学反应包括:聚合度相似的化学反应;聚合度变大的化学反应和聚合度变小的化学反应。
通过学习第八章,掌握聚合物可能发生的聚合反应,以便对聚合物进行改性;了解聚合物老化的原因和防止聚合物老化的方法。
二、试题与答案本章有基本概念题、填空题、选择填空题和简答题。
㈠基本概念题1.聚合物的化学反应:天然聚合物或由单体经聚合反应合成的聚合物为一级聚合物,若其侧基或端基为反应性基团,则在适当的条件下可发生化学反应,从而形成新的聚合物(为二级聚合物),由一级聚合物变为二级聚合物的化学反应,谓之。
2.聚合度相似的化学反应:如果聚合物的化学反应是发生在侧基官能团上,很显然这种化学反应不涉及聚合物的聚合度,反应前后聚合度不变(或相似),将这种聚合物的化学反应称为聚合度相似的化学反应。
3.聚合度变大的化学反应:如果聚合物的化学反应是交联、嵌段或接枝等,使聚合物的聚合度变大,将这种聚合物的化学反应称为聚合度变大的化学反应。
4.聚合度变小的化学反应:如果聚合物的化学反应是降解(热降解、化学降解等)很显然这种化学反应使聚合物的聚合度变小,将这种聚合物的化学反应称为聚合度变小的化学反应。
5.聚合物的老化:聚合物在使用或贮存过程中,由于环境的影响,性能变坏、强度和弹性降低、颜色变暗、发脆或发粘等现象叫聚合物的老化。
6.聚合物的无规降解:聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于3%),这种热降解称为无规降解。
7.聚合物的解聚:聚合物在热的作用下发生热降解,但降解反应是从链的末端开始,降解结果变为单体,单体收率可达90%~100%,这种热降解叫解聚。
8.聚合物的侧链断裂:聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色,起初变黄,然后变棕,最后变为暗棕或黑色,同时有氯化氢放出。
这一过程是链锁反应,连续脱氯化氢的结果使分子链形成大n键或交联,这种热降解称为侧链断裂。
第八章 1 聚合反应器¾从操作方式来看它能进行间歇、半连续、单釜和多釜连续操作,以满足不同聚合过程的要求。
¾反应釜一般带搅拌装置,且形式多样。
1.1 釜式聚合反应器(聚合釜)(1)釜体(2)搅拌装置基本结构4(3)密封装置(4)传动装置¾封头(1)釜体端部法兰式结构:开式结构、釜盖重包括:上下封头、直立圆筒、接管、法兰、支座等5量较轻,适用压力较低、容积较小的反应釜选用。
闭式、留人孔式结构:闭式结构、无法兰、结构简单、造价较低,适用容积大的反应釜。
6几种搅拌设备筒体的高径比H 1/D 1种类罐内物料类型高径比一般搅拌罐液-固相、液-液相1~1.3¾筒体7气-液相1~2聚合釜悬浮液、乳化液2.08~3.85发酵罐类发酵液1.7~2.5高径比较大?991010反应釜材质:不锈钢、搪瓷11管道颜色标识原料:灰色空气:蓝色氮气:黑色1313水:绿色热介质进出管:红色产物放料管:灰色14141515 传感器:测量反应物的温度、压力或其它参数。
1617 视镜18支座:小型用悬挂式支座,大型用裙式支座或支承式支座。
1920如何有效的排除聚合反应热,保持反应温度?①夹套冷却夹套传热:饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。
22¾蒸汽加热和液体加热的方向?①夹套冷却夹套传热:饱和水蒸汽、热水、冷水、冷冻盐水、热导油等。
压力MPa 温度℃压力MPa 温度℃0010102002001335230.010102.00.200133.50.050111.00.300143.50.100120.00.400151.50.150127.00.520160.0夹套附加内冷管冷却——大型聚合釜或要求低温操作24内冷管——蛇管25③回流冷凝器冷却——反应温度较高,单体沸腾回流移去反应热26回流冷凝器冷却27传热装置——电加热28釜体的保温——高温或低温聚合293133搅拌机顶插式中心安装立式圆筒的三种基本流型径向流流型轴向流切向流36轴向流与搅拌器☆桨式搅拌器(折叶式):结构简单☆叶片用扁钢制成,焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片数是2、3或4 片。
化学聚合工艺知识点总结一、聚合概述聚合是一种广泛应用的化学反应过程,在聚合反应中,单体分子通过共价键形成长链分子。
这种过程不仅产生了聚合物,还释放了大量的热量。
聚合反应可以分为两种类型:加成聚合和缩合聚合。
加成聚合是指两种或更多种单体分子通过共价键连接形成聚合物的过程。
缩合聚合是指两种或更多种单体分子通过形成共价键而产生小分子的过程。
聚合反应是一种重要的化学合成方法,在材料科学、医药、农业、食品和其他领域都有着广泛的应用。
二、聚合反应机理聚合反应的机理取决于单体的结构和反应的条件。
在加成聚合中,单体分子通过形成共价键而连接起来。
在对称单体聚合中,两个相同的单体分子通过形成共价键而连接在一起,形成一个二聚体。
在非对称单体聚合中,两个不同的单体分子通过形成共价键而连接在一起,形成一个共轭二聚体。
在缩合聚合中,两种或更多种单体分子通过形成共价键而产生小分子。
三、聚合工艺聚合工艺是指聚合反应的条件和过程。
化学工程师在进行聚合反应时需要考虑许多因素,包括反应温度、反应时间、反应压力、溶剂选择、催化剂选择和反应器设计。
这些因素影响着聚合反应的产率、选择性和产物质量。
化学工程师通常会通过实验和模拟来优化聚合反应的工艺条件,以获得最佳的产物。
四、聚合过程聚合过程可以分为两个阶段:起始阶段和传播阶段。
在起始阶段,单体分子被引发剂激活,生成活性自由基。
在传播阶段,活性自由基与单体分子发生反应,形成一个更大的活性自由基。
这个过程不断重复,直到聚合反应终止。
终止反应的方式有很多种,包括自由基与自由基相互反应、自由基与传递剂反应、自由基与氧气反应等。
五、聚合催化剂聚合反应通常需要催化剂的存在。
聚合催化剂可以加速聚合反应的速度,提高产率,减少副反应产物的生成。
常见的聚合催化剂包括阴离子、阳离子和自由基催化剂。
催化剂的选择取决于单体的类型和反应的条件。
六、聚合开环聚合和缩聚合开环聚合是指将环状单体通过开环反应转化为线性聚合物的过程。