聚合物合成工艺学最新版

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第一次作业1. 何谓三大合成材料 ? 简要说明她们的特点。答 : ( 1) 用合成的高分子化合物或称作合成的高聚物为基础制造的有机材料 , 统称为合成材料。其中以 塑料、 合成纤维、 合成橡胶称为三大合成材料。( 2) 特点 : 塑料 是以合成树脂 为基本成分 , 具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、 制品形式多样化等。其主要的缺点是绝大多数塑料制品都能够燃烧 , 在长期使用过程中由于光线、 空气中氧的作用以及环境条件和热的影响 , 其制品的性能逐渐变坏 , 甚至损坏到不能使用 , 即发生老化现象。合成橡胶 是用化学的合成方法产生的高弹性

2、体 。经硫化加工可制成各种橡胶制品。某些种类的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油 等性能。合成纤维 , 线型结构的高分子量合成树脂, 经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。合成纤维与天然纤维相比较, 具有 强度高、 耐摩擦、 不被虫蛀、 耐化学腐蚀 等优点。缺点是 不易着色 , 未经过处理时易产生静电荷 , 多数合成纤维吸湿性差 。2.合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类?答 : 合成高分子化合物的聚合反应主要包括 不饱和单体 和二烯烃类单体 的加成聚合反应 和活性单体 的逐步聚合反应 两大类。3. 单体储存时应注意什么问题 , 并说明原因 ?答: ( 1) 单

3、体储存时应达到防止单体自聚 、 着火和爆炸的目的。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。( 2) 为了防止单体自聚 , 在单体中添加少量的 阻聚剂 。为了防止着火事故发生 , 单体贮罐要 远离反应装 置 , 贮罐区 严禁明火 以减少着火的危险。 为防止爆炸事故的发生 , 首先要 防止单体泄露 ,因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物 ; 贮存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的 贮罐应是耐压容器 ; 高沸点的单体贮罐应用 氮气保护 , 防止空气进入。4.聚合物反应产物的特点是什么?答: 聚合物的 相对分子量 具有多分散性 。聚合物的 形态 为坚韧的 固体物 、

4、 粉状、 粒状和高粘度的熔体或溶液 。聚合物不能用 一般产品精制方法 如蒸馏、 结晶 和萃取等方法进行精制提纯。5. 选择聚合方法的原则是什么 ?答 : 选择原则是根据 产品的 用途 所要求的 产品形态 和产品成本 选择选择适当的聚合方法。第二次作业6. 生产单体的原料路线有几条 ? 试比较它们的优缺点 ?答: 工业上生产的高聚物主要是 加聚型高聚物 和缩聚 ( 逐步聚合型 ) 高聚物 。当前主要有两条路线 ;( 1) 石油化工路线 ( 石油资源有限 )原油经炼制得到汽油、石脑油、 煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气 和裂解轻油 。裂解气经分资料内容仅供您学习参考，

5、如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。离得到 乙烯、 丙烯 、 丁烯和丁二烯 等。裂解轻油 和煤油经重整得到的重整油 , 经加氢催化重整使之转化为 芳烃 , 经萃取分离得到苯、 甲苯、 二甲苯 等芳烃化合物 。( 2) 煤炭路线 ( 资源有限 , 耗能大 )煤炭经炼焦得 煤气、 氨、 煤焦油 和焦炭 。煤焦油经分离精制得到苯、 甲苯、 和苯酚等。焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石 ( CaC 2) , 电石与 H2O 反应得到乙炔 , 由乙炔能够合成 氯乙烯 、醋酸乙烯 和丙烯腈 等乙烯基单体 或其它有机原料。( 3) 其它原料路线( 原料不足、成本较高 )主要是以 农副产品 或木材工业副产

6、 品为基本原料 , 直接用作单体或经化学加工为单体。 本路线原料不足、 成本较高 , 但它也是充分利用自然资源 , 变废为宝的基础上小量生产某些单体 , 其出发点是可取的。7. 简述由最基本的原料 ( 原油、 天然气和煤 ) 制造高分子材料的过程。答: 一、 石油化工路线1、 石油裂解生产烯烃裂解气分离要用深冷分离法2、 石油裂解生产芳烃可用苯作溶剂3、 C4 馏分制取 1, 3 丁二烯萃取精馏法4、 C5 馏分制取异戊二烯萃取精馏法二、 煤炭路线资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。三、 农副产品第三次作业8. 请写出 10 种用自由基聚合获得的高聚物。答 : 高压聚

7、乙烯、 聚氯乙烯、 聚苯乙烯、 聚四氟乙烯、 聚醋酸乙烯酯、 聚丙烯酸酯、 聚丙烯腈、 丁苯橡胶、 丁腈橡胶、 氯丁橡胶。9.在高聚物生产中有几种是采用本体聚合方法合成的?答 : 在高聚物工业生产中采用 本体聚合 方法的聚合物有 高压聚乙烯、 聚苯乙烯 、 聚甲基丙烯酸甲酯 等, 少数工厂一部分 聚氯乙烯用本体聚合法生产。10. 本体聚合的主要组分是什么 ? 本体聚合的特点是什么 ?答 : 本体聚合是指单体在 少量引发剂 的 ( 甚至不加引发剂而是在光、 热或辐射能 ) 的作用下聚合成高聚物的过程。( 1) 组分 : 单体加有 ( 或不加 ) 少量引发剂 , 能够包括熔融聚合和气相聚合。( 2

8、) 特点 : 其主要优点是聚合体系中 无其它反应介质 , 组分简单 , 工艺过程较简单 , 当单体转化率很高时能够省去分离工序和聚合物后处理工序 , 可直接造粒得粒状树脂 ; 同时 设备利用率高 ; 产品纯度高 。其缺点是 体系粘度大 、 聚合热不易排出 , 自动加速现象严重 , 易产生爆聚 , 轻者影响产品质量 , 重者是聚合失败。11. 悬浮聚合有哪几种 ? 与本体聚合相比较其优缺点是什么 ?答 : 悬浮聚合是指溶有引发剂 的单体 , 借助悬浮剂的作用和机械搅资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。拌 , 使单体以小液滴的形式分散在介质水中的聚合过程。( 1) 悬浮聚

9、合可根据 单体对聚合物溶解与否 , 将其分为 均相悬浮聚合和非均相悬浮聚合 。 均相悬浮聚合 : 如果 聚合物溶于其单体 中 , 则聚合物是 透明的小珠 , 该种悬浮聚合称为均相悬浮聚合或称 珠状聚合 。 非均相悬浮聚合 : 如果聚合物不溶于其单体中 , 聚合物将以 不透明的小颗粒 沉淀下来 , 该种悬浮聚合称为非均相悬浮聚合或称沉淀聚合 。( 2) 优点 : 体系粘度低, 传热和温度容易控制, 产品分子量及其分布比较稳定 ;不容易产生自动加速现象; 生产成本较低;缺点 : 产物带分散剂残留物; 工业上采用间歇法生产, 难以实现连续化生产;需后处理工序。12. 悬浮聚合的主要组分是什么 ? 对

10、各组分的要求如何 ?答 : ( 1) 悬浮聚合的主要组分是 单体、 介质 ( 水) 、 引发剂、 分散剂、 助分散剂 和悬浮剂。( 2) 对各组分的要求:单体 : 要求对单体进行精制 , 使其纯度 达到要求才能进行聚合。( 杂质的阻聚作用和缓聚作用; 加速作用和凝胶作用; 杂质的链转移作用 )介质水 : 高分子合成工业中用去离子水 做聚合用水 。 ( 在悬浮聚合资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。中使用大量的水作为介质。氯离子、铁离子、镁离子、钙离子及可见杂质使聚合物带有颜色并使产品质量下降, 水中的氯离子还能破坏悬浮聚合的稳定性, 使聚合物粒子变粗; 水中的溶解氧能

11、产生阻聚作用 , 延长诱导期 , 降低聚合速率。)引发剂 : 其用量一般为单体量的 0.1%1% 范围。( 工业上常见复合引发剂 , 一种用于聚合前期分解速度快 , 引发效率高 ; 另一种则在聚合后期引发效率高 , 使反应速度保持稳定 , 以缩短时间 , 得到较高的单体转化率 ) 。分散剂 : 聚合温度低于 100 , 无机粉状物作分散剂时 , 其用量在水相中的浓度约为 0.1%2%的范围。助分散剂 : 其用量甚少 , 约为分散剂用量的 0.5%1% 左右。 ( 使粉状物易于被水润湿 , 可加少量表面活性剂作为助分散剂 ) 悬浮剂 : 略13. 何为均相溶液聚合 ? 何谓非均相溶液聚合 ?答

12、: 溶液聚合是单体 溶于 适当溶剂中在 自由基引发剂 作用下进行的聚合方法。( 1) 均相溶液聚合: 单体溶于溶剂中, 聚合物也于溶剂中, 形成聚合物溶液 , 这种溶液聚合体系称为均相溶液聚合。( 2) 非均相溶液聚合: 单体溶于溶剂中, 聚合物不溶于溶剂中, 形成固体聚合物沉淀出来, 这种溶液聚合体系称为非均相溶液聚合。14. 溶液聚合中溶剂的作用是什么 ? 选择溶剂的原则是什么 ? ( 主要是有机溶剂 和水 )资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。答 : ( 1) 溶液聚合中使用的溶剂可 作为传热介质 而且抑制了凝胶效应 , 防止 自动加速现象 , 因此反应易于控制

13、 , 易于调节产品的分子量及其分布。( 2) ( 在溶液聚合中 , 溶剂的种类 和用量直接影响着聚合 反应的速率、 聚合物的 相对分子质量 、 聚合物 相对分子量分布 和聚合物的构象 。因此 , 选择适当的溶剂很重要 ) 。原则是 : 溶剂对自由基聚合不能有 缓聚和阻聚等不良影响为了得到一定相对分子质量的聚合物, 溶剂的 Cs 不能太大如果得到聚合物溶液, 则选择聚合物的良溶剂; 而要得到固体聚合物 , 则应选择聚合物的不良溶剂( 根据单体的溶解性质以及所产生的聚合物用途来决定 )考虑 毒性和成本问题15. 何谓乳液聚合 ?其主要组分和各组分的作用是什么 ? 乳液聚合的特点是什么 ?答 : ( 1) 乳液聚合是指单体在