高分子材料

1、 高分子材料五大产品系列是什么？

塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂

2、 举例说明高分子材料的三种不同原料单体来源。

A、 石油化工：原油分馏、石油裂解、石油催化重整、石油加工产品；

B、 煤化工：煤加工产品；

C、 其它路线：糠醛、纤维素；

3、 什么是连锁聚合？什么是逐步聚合？反应机理有何不同？

连锁聚合：用物理或化学反应产生活性中心，并且一个个向下传递的连续反应称为

连锁反应，连续反应生成活性链，称为连锁聚合反应；

逐步聚合：由单体生成高分子聚合物过程中，反应是逐步进行的；

4、 什么是自由基聚合？举例说明自由基聚合机理。

自由基聚合：在连锁聚合反应中，其中一种形式是以自由基形式激活单体，即链增长活性中心为自由基，称为自由基聚合；

机理：基元反应：链引发、链增长、链转移和链终止。

5、 自由基聚合引发剂类型有多少种？

A、 偶氮类化合物：偶氮二异丁腈；B、过氧化物：过氧化二苯甲酰；C、氧化还原引发体系：过氧化氢---亚铁盐体系；

6、 自由基聚合实施方法有哪些？各自有什么特征？

A、本体聚合；特征：（1）无其他反应介质，只加少量引发剂或不加引发剂。工艺简单，无回收工序。单体转化率高时，可省略单体分离工序；（2）放热反应，传热系数小，散热困难，温度控制较难造成聚合物，分子量分布宽；（3）粘度随转化率变化显著，产生凝胶效应。单体反应不完全；

B、乳液聚合；特征：优点：水为分散介质，利于除去反应热；乳胶粒的分散于水中, 体系黏度低分散体系的稳定性优良，可进行连续操作产品分子量高，产品乳液可直接用于粘合剂、乳胶漆；

缺点：聚合物分离析出需加破乳剂，分离过程复杂，并产生大量废水；直接进行喷雾干燥产生固体粉状树脂，则需大量热能，聚合物杂质高；

C 、悬浮聚合；特征：优点：成本低，生产操作安全；聚合反应热容易除去，无回收问题；

反应过程中物料粘度变化不大，温度易控制；所得树脂纯度高于乳液法生产产品；

缺点：分散剂易残留于聚合物内，使其纯度和透明度下降缺点只能间歇生产，难于连续生产

D、 溶液聚合；特征：聚合热容易移出，聚合温度容易控制；体系内聚合物浓度低，能消除自动加速现象；聚合物相对分子质量比较均一；支化和交联产物不易生成；反应后的产物可以直接使用；

缺点：单体浓度小，聚合速度慢，设备利用率低；因存在向溶剂转移使产物相对分子质量不高；聚合物中夹带微量溶剂；工艺过程复杂，溶剂回收麻烦，易燃、有毒。

7、 什么是乳液聚合？乳化剂的作用是什么？

乳液聚合：指单体在乳化剂存在下分散在水中成为乳状液，再在引发剂的作用下聚合，生成的固态高聚物乳胶粒分散于水中的聚合反应；

作用：降低水的表面张力；降低油水的界面张力；使单体在乳状液中稳定；使单体在胶束中增溶；使聚合生成的聚合物乳胶粒子稳定；增加聚合物的溶解性；

8、 什么是种子乳液聚合？什么是核---壳乳液聚合？

种子乳液聚合：乳液聚合体系中存在高聚物乳胶微粒，当物料配比和反应条件适当时，单体原则上仅在以生成的微粒上聚合，不生成新的微粒；

核---壳乳液聚合：属于特殊种子乳液聚合工艺，聚合物微粒为种子，用不同单体进行种子聚合，得到“包心”型共聚物胶乳。

9、 什么是胶束？什么是HLB？什么是CMC？

胶束：当乳化剂达到一定浓度后，大约50---100个乳化剂分子或内侧的亲油基团彼此靠近，亲水基团向外的一个球状、层状、或棒状的聚集体称为胶束。

HLB：亲油亲水平衡值；

CMC：临界胶束浓度。

10、什么是悬浮聚合？其反应机理如何？

悬浮聚合：单体作为分散相悬浮于连续相中，在引发剂的作用下进行自由基聚合的方法。

机理：单体液滴的分散过程以及聚合物粒子的形成过程。

11、聚丙烯腈的一步法和二步法区别何在？

一步法是均相聚合配料→聚合→脱单体→原液准备，反应热易控制，可实现连续聚合，连续纺丝；

二步法是非均相聚合，聚合物为固体粒子，反应温度低，聚合速度快，转化率高，但聚合，纺丝分两步，不连续。

15、请写出两种工业上除去未反应单体的方法。

气体单体：降低压力；液体单体：与水形成恒沸共聚物

16、LDPE、HDPE制备方法、生产设备、工艺流程有何不同？

HDPE：高密度聚乙烯

LDPE：低密度聚乙烯

17、PVC树脂制备方法不同，其最终成品不同，说明糊状PVC树脂和粒状PVC树脂各自聚合方法。

糊状：乳液聚合粒状:悬浮聚合

18、阳离子聚合和阴离子聚合有何不同？

阳：活性中心是正离子的连锁聚合反应，称为阳离子聚合反应。一般特性：链增长活性中心多样化；单体与引发剂之间存在选择性；无双基终止。

阴：阴离子聚合反应是以负离子为增长活性中心而进行的链式加成聚合反应。一般特性：（1）多种链增长活性种共存：紧密离子对、溶剂分离离子对和自由离子都具有链增长活性；

（2）单体与引发剂之间有选择性：能引发A单体聚合的引发剂，不一定能引发B单体聚合。19、为什么把阴离子聚合产物称为活性高聚物？

因为其不发生链转移，一般不存在链终止反应。

20、什么是配位聚合？其反应活性中心为何？

配位聚合：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。

中心：其活性中心是过渡金属(Mt)－C键上d空轨道。

21、离子聚合实施方法与自由基聚合实施方法有何不同？为什么？

离子聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合，自由基聚合有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。离子聚合不采用以水为反应介质的悬浮聚合生产方法和乳液聚合方法是因为引发剂对水作用灵敏，碳正离子增长链，负离子增长链对水作用灵敏。

22、逐步聚合的判据是什么？

聚合体系中任何两分子（单体分子或聚合物分子）间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。

23、什么叫缩合聚合？其特点是什么？

缩合聚合：两种带有两个以上能反应的官能团的低分子化合物相互反应形成高分子聚合物称为缩合聚合反应。 特点：（1）聚合反应是通过单体功能基间的反应逐步进行的；（2）每步反应机理相同，反应速率和活化能大致相同；（3）无所谓链引发、增长和终止反应，反应活化能较高，反应速率慢；（4）反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组成，单体及任何中间产物两分子间都能发生反应；（5）聚合产物的分子量逐步增大。

最重要特征：聚合体系中任何两分子（单体分子或聚合物分子）间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。

24、缩合聚合的实施方法都有什么？说明各自特点。

A、熔融缩聚：特点：工艺简单，不使用溶剂，省去了回收工序，降低成本反应温度须高于单体和所得缩聚物的熔融温度，一般为150～350℃；反应物浓度高，降低了成环倾向；工艺操作可间歇，也可连续（不必分离聚合物, 熔体直接用于纺丝）；聚合反应为可逆反应，须高温高真空除去生成的低分子；

B、溶液缩聚：特点：单体或缩聚产物在熔融温度不够稳定而易分解变质

C、界面缩聚：特点：（1）为不可逆反应，小分子副产物不需真空抽出；（2）单体分子配比，纯度要求不严；（3）单体为高反应性，聚合物在界面迅速生成，其分子量与总的反应程度无关；（4）反应温度低，室温即可进行，可避免因高温而导致的副产物，有利用高熔点耐热聚合物的合成；（5）常用二酰氯单体，合成复杂，有毒，小分子副产物NaCl难以洗净，

过程消耗溶剂。

D、 固相缩聚：特点：（1）反应温度低，反应缓和，适合于稳定性不好的单体及聚合物，产物分解杂质少，热稳定性、耐光降解性好；（2）适用于熔点高的结晶性单体，缩聚过程中产生的小分子副产物应及时脱除；（3）低分子预聚物在固体状态下进一步缩聚成高分子量的粒状物，解决了高分子量物料进行成粒加工困难的问题。

25、涤纶的三种工业合成工艺是什么？说明各自特点。

（1）酯交换法：特点：要制备DMT，消耗甲醇，流程长，成本高，但成熟；

（2）直接缩聚法（TPA法）：特点：省去DMT的合成工艺，用料省，设备能力高，但对苯二甲酸不易熔融，易升华，不易溶于乙二醇，高温易变色；

（3）环氧乙烷法（EO法）：省去制备乙二醇，不用甲醇，原料节约；不用高纯度对苯二甲酸，生成BHET易于提纯；EO与对苯二甲酸反应速度快，设备利用率高，但EO易爆，反应速度过快；

26、什么是体型结构高分子材料？说明单体特点。

体型结构高分子材料：经进一步缩聚反应或加聚反应形成的最终产物为体型结构聚合物。

特点：一部分含有的反应性官能团数目大于2，尚含有潜在的可发生加聚反应的双键以及发生逐步聚合反应的官能团；

27、请分别写出酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯的化学反应式，说明其如何进一步反应生成体型聚和物。

28、聚氨酯的原料单体是什么？写出其反应官能团。

29、共聚物的类型有几种？举例说明。乙烯无规共聚物（丁苯橡胶）、氯乙烯---醋酸乙烯共聚物

B、交替共聚物：A、B单元轮番交替排列，即严格相间。例如：苯乙烯---马来酸酐；

C、嵌段共聚物：共聚物分子链是由较长的A链段和另一个较长的B链段构成。例如：苯乙烯---丁二烯嵌段共聚物；

D、接枝共聚物：共聚物主链由单元A组成，而支链则由单元B组成，例如：丁二烯--苯乙烯接枝共聚物。

30、ABS树脂的主要组分是什么？说明其聚合方法。

丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三种成分组成的一类耐冲击性热塑性树脂的总称。聚合方法：乳液接枝共聚---悬浮法聚合。

31、什么是共聚混合物？与共聚物的区别何在？

化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合叫做共聚混合物，又叫聚合物合金。与共聚物的区别是：聚合物组分之间的作用力不同，共聚混合物是分子间力结合，共聚物是共价键。

32、增韧塑料中以什么填充塑料？为什么能达到增韧效果？

用弹性体作为分散相填充塑料，橡胶作为应力集中体能诱发塑料机体中产生裂纹或剪切带，使机体屈服，吸收大量的能量，达到增韧得的效果。

33、增塑剂的作用是什么？举出2例常用的增塑剂。

作用：增加塑料的柔韧性，耐寒性；使塑料的Tg、Tm、Tf降低；降低粘度，增加流动性改善加工性；例：TCP - 磷酸三甲酚脂；DOP - 邻苯二甲酸二辛脂；DOA - 己二酸二辛脂

34、塑料的一次成型方法有什么？常用设备是什么？

挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型、铸塑成型、传递模塑、模压烧结、泡沫塑料

设备：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、注射机、压延机

35、什么是生胶？乳液聚合制备橡胶的后处理阶段如何得到生胶？

生胶：没有经过塑炼和混炼的橡胶；

胶乳→絮凝→水洗→干燥→生胶

36、橡胶加工中，为什么要进行塑炼？为什么进行硫化？写出2种常用的硫化剂。

塑炼原因：降低生胶的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求；

硫化原因：过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品；

37、合成纤维的纺丝成型的两种方法是什么？

溶液纺丝工艺：将高聚物溶解于溶剂中，制得粘稠的纺丝液，由喷丝头喷成细流，通过凝固介质使之凝固成为纤维；

熔融纺丝工艺：将熔体在一定的压力下定量的压出喷丝孔，冷却后形成纤维，再经过拉伸、卷曲、切断等工序成为一定规格的可纺短纤维，或在拉伸后进行加捻，定型等工序，使之成为符合指标的长纤维；