2014聚合物合成工艺讲义9
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第一章高分子合成工业最基本的原料:石油、天然气、煤炭自由基聚合实施方法主要由:本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等四种方法。
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。
根据聚合反应的操作方式,可分为间歇聚合与连续聚合两种方式。
间歇聚合操作是聚合物在聚合反应器中分批生产的,适于小批量生产,容易改变品种和牌号。
连续聚合操作方式,反应得到的聚合物,连续不断地流出聚合反应器,不宜经常改变产品牌号。
1、高分子合成工业的基本任务将基本有机合成工业生产的单体(小分子化合物),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。
2、高聚物的合成工艺过程包括:原料准备和精制过程、催化剂(引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程、聚合物后处理过程、回收过程、三废处理过程。
3、牌号,生产不同牌号的聚合物的方法。
牌号不同:主要是平均分子量不同生产不同牌号产品的方法主要是:(1)使用分子量调节剂(链转移剂CTA);(2)改变反应条件T、P;(3)改变催化剂配方(4)改变稳定剂、防老剂等添加剂的种类等。
4、简述合成树脂和合成橡胶生产过程的主要区别。
P14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性质的不同,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: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5、聚合反应器的形状有哪些?根据聚合反应器的形状主要可分为管式聚合反应器、塔式聚合反应器和釜式聚合反应器,此外尚有特殊形式的聚合反应器例如螺旋挤出机式反应器、板框式反应器等。
聚合物合成⼯艺第⼀章绪论4. 20世纪50年代,谁发现了可⽤于⾼密度聚⼄烯和⽴构规整聚丙烯的合成催化剂?这些催化剂的基本成分是什么?5. 21世纪⾼分⼦科学与⼯程学科的重要发展⽅向是什么?6. 简要说明聚合物合成的⽣产步骤。
第⼆章合成聚合物的原料路线4. ⽯脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料?其中的加氢⼯艺是为了除去哪些有害物质?5. 什么是C4馏分?如何通过C4馏分制备1,3-丁⼆烯?10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些?你认为哪些原料路线具有很好的前景。
第三章⾃由基本体聚合过程及合成⼯艺17. ⽤过氧化⼆苯甲酰作引发剂,苯⼄烯在60℃进⾏本体聚合,试计算正常引发反应、向引发剂转移反应、向单体转移反应三部分在聚合度倒数中各占多少百分⽐?对聚合度各有什么影响,计算时选⽤下列数据:[I]=0.04mol/L,f=0.8,k d=2.0×10-6s-1,k p=176L/mol·s,k t=3.6×107 L/mol·s,ρ(60℃)=0.887g/mL,C I=0.05,C M=0.85×10-4。
18. 为了改进聚氯⼄烯的性能,常将氯⼄烯(M1)与醋酸⼄烯(M2)共聚得到以氯⼄烯为主的氯醋共聚物。
已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯⼄烯质量分数为80%的组成均匀的氯醋共聚物应采⽤何种聚合⼯艺?第四章⾃由基溶液聚合过程及合成⼯艺9. 苯⼄烯在60℃以过氧化⼆叔丁基为引发剂,苯为溶剂进⾏⾃由基溶液聚合。
当苯⼄烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时,引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×10-7mol/(L·s)。
试根据计算判断在低转化率下,在上述聚合反应中链终⽌的主要⽅式,以及每⼀个由过氧化物引发的链⾃由基平均转移⼏次后失去活性?已知在该温度下C M=8.0×10-5,C I=3.2×10-4,C S=2.3×10-6,苯⼄烯的密度为0.887g/mL,苯的密度为0.839g/mL,设苯⼄烯体系为理想溶液。
聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计一、聚合物的合成工艺1、热压合成热压合成是指在热压机上通过压力密实,使原料反应,利用压力、温度等好的物理条件促使原料反应,使形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有两个优点:1) 合成所需的能耗较低,2) 合成时间较短,但是热压合成反应温度在聚合物热变形温度以下,反应时间较短,仅有一部分工厂拥有热压合成机,因此,这种方法并不能满足所有聚合物的合成需求。
2、水热合成水热合成可利用聚合物在水中的溶解性,是一种比较常用的聚合物合成方法。
水热合成是指在高温水和高温气体中对聚合物进行反应,使原料在水中发生聚合,形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有三个优点:1) 无需反应室;2) 反应温度低;3) 反应条件简单,但由于特定的聚合物在水中的溶解性和水热合成反应温度较低,反应时间较长,聚合物很容易磏面变质,因此,不适用于大规模合成。
3、溶剂聚合溶剂聚合也称为液相聚合,是指将聚合物原料加入溶剂中,加热、反应,使聚合物形成,这种合成方法受到的应用最多,可以制成高级聚合物,如聚酯、聚酰胺等。
在这种合成方法中,聚合物原料具有较高的溶解度,合成时间较短,但溶剂聚合的反应温度比较高,聚合物的熔点较低,不适合大规模合成。
二、聚合物合成工艺的选择1、热压合成热压合成最适合制造低熔点、结晶度大的聚合物,如聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚氨酯、聚酰胺等,这些聚合物在热压机上的反应温度比较低,同时可以在反应时间较短的情况下实现克制度高、结构均一的聚合物。
2、水热合成水热合成最适合制造溶于水的聚合物,如聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚酰胺等,这些聚合物在水中可以容易溶解,可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。
3、溶剂聚合溶剂聚合最适合制造有较高溶解度的聚合物,如聚酯、聚酰胺等,这些聚合物可以在芳香烃溶剂中溶解,可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。