高聚物合成工艺设计学要点

1、-. z1粘釜产生原因、危害及防止措施。粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。危害：1传热系数下降；2产生“鱼眼，使产品质量严重下降；3需要清釜，非生产时间加长。防止措施：1釜金属钝化；2添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中参加醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等；3釜壁涂极性有机物，防让金属外表发生引发聚合或大分子活性触釜壁就被终止聚合而钝化；4采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰.清釜；5提高装料系数，满釜操作。减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中参加防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，而且生产工厂技术，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些

2、染料与*些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可水压21mpa到达清釜目的。2.高分子合成材料的生产过程答:1原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备2催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反响中起到至关重要的作用,需仔细调制.意义:控制反响速率,引发反响3聚合反响过程特点:单体反响生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反响进程,调节聚合物分子量4别离过程特点:聚合物众位反响的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率

3、5聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需枯燥.意义:产品易于贮存与运输6回收过程特点:回收未反响单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低本钱,防止污染环境3.生产单体的原料路线有几条.试比拟它们的优缺点.答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。1石油化工路线石油资源有限石油化工路线石油资源有限石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进展高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经别离精制可得到乙烯、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，经抽提萃取别离得到苯、甲苯、二甲苯和萘

4、等芳烃化合物。2煤炭路线资源有限，耗能大煤炭路线资源有限，耗能大煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经别离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石CaC2，电石与H2O反响得到乙炔。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。 3其他原料路线主要是以农副产品或木材工业副产品为根本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。本路线原料缺乏、本钱较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的根底上小量生产*些单体，其出发点是可取的。4.高压聚乙烯分子构造特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响?答:乙烯在高温下按自由基聚合反响的

5、机理进展聚合。高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反响,很容易发生本分子链转移,支链过多。影响：这种PE加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性5.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点?答:1) 以水为分散介质,价廉,不需回收,平安,易别离.2悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4需要一定的机械搅拌和分散剂5产品不如本体聚合纯洁6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续6.简述聚氯乙烯PVC悬浮聚合工艺过程答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂

6、,经计量后加于聚反响釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合:升温至规定的温度.参加引发剂溶液或分散液,聚合反响随时开场,夹套同低温水进展冷却,在聚合反响剧烈阶段应通5C以下的低温水,严格控制反响温度波动不超过正负0.2C 3、别离:当反响釜压力下降至规定值后完毕反响,方法为加链终止剂, 4、聚合物后处理:然后进入单体回收,枯燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.7.试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布答:反响器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度,密度和外表力等;分散剂.8.试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料 .水:比热大,

7、易于清楚反响热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH调节剂等. 乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶体中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作. 引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反响.9.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用: a溶剂对引发剂分解速度的影响 b溶剂的链转移作用对分子量的影响 c溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响.溶剂的选择: a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性b溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选

8、用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值 e溶剂的毒性,平安性和生产本钱.10.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合: 1)可能与引发剂产生的作用 2)熔点或沸点的上下 3)容易精制提纯 4)与单体、引发剂和聚合物的相容性等因素 5)充分枯燥 6)溶剂极性大小 7)对离子活性中心的溶剂化能力。自由基聚合: 1)溶剂对自由基聚合不能有缓聚和阻聚等不良影响,即Kps=Kp2)溶剂的链转移作用几乎不可防止,为得到一定分子量的聚合物,溶剂的Cs不能太大,即KpKtr,s 3)如果要得到聚合物溶液,则选

9、择聚合物的良溶剂,而要得到固体聚合物,则应选择聚合物的非溶剂 4)尚需考虑毒性和本钱等问题11.比拟缩聚与加聚反响特征?答: 缩聚: 一般遵守逐步聚合机理,反响过程中有小分子副产物产生,每一步反响的速率和活化能大致一样,反响早期转化率就很高,随后低聚物继续反响,体系由分子量递增的一系列中间产物构成,中间产物的两分子都能发生反响 加聚: 一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链增长、链终止等基元反响进展,各基元反响的Rp和Ea相差很大,整个过程中分子量变化不大,转化率逐渐增加,始终由单体、高聚物和引发剂组成12在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反响速度和提

10、高缩聚物的分子量?答: a、保证原料配比等摩尔 b、保证原料纯度、无杂质 c、选用适宜的催化剂 d、使反响温度控制在适当的围 e、反响前期通入惰性气体,既能防止缩聚物氧化变色,又能降低副产物分压,后期抽真空,使小分子挥发.13、什么是种子乳液聚合?在乳液聚合体系中,如果已有生成的高聚物乳胶粒子存在,当物料配比和反响条件控制适当时,新参加的单体原则上仅在已生成的微粒上聚合,而不生成新的乳胶粒,即仅增大原来微粒的体积,而不增加乳胶粒的数目,这种情况下,原来的微粒好似种子,因此称这种乳液聚合为种子乳液聚合。14、自由基聚合反响的实施方法有几种.分别能生产哪些主要的高聚物品种.高分子聚合反响实施方法有

11、自由基聚合本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合离子与配位聚合本体聚合、溶液聚合。本体聚合生产的主要品种：LDPE、PS、PMMA等。悬浮聚合生产的主要品种：PVC、EPS、AS、ABS、PMMA、PTFE等。乳液聚合主要产品：合成树脂如PVC、聚醋酸乙烯、聚丙烯醋酸等，合成橡胶如SBR、NBR、CR。 溶液聚合生产主要产品：聚丙烯腈、聚丙烯酰胺等15、写出环氧树脂、不饱和聚酯树脂的主要单体、固化剂及固化机理。.环氧树脂原料 ：双酚A、环氧氯丙烷，NaOH为催化剂。反响分两步进展：开环加成；脱除HCl形成环氧基团。环氧树脂固化机理：1催化固化机理a路易氏酸作用下为阳离子聚合机理BF3b路易氏碱

12、作用下为阴离子聚合机理叔胺；2固化剂参与固化反响的固化机理a胺类与环氧树脂的固化反响，伯胺基含有两个活泼氢，可与两个环氧基反响。b酸酐与环氧树脂的固化反响酯化反响。环氧树脂固化剂：a胺类固化剂活性大，可室温固化，b酸酐固化剂。不饱和聚酯树脂原料 ：不饱和二元酸：顺丁烯二酸或其酸酐马来酸酐；饱和二元酸：邻苯二甲酸酐、间苯或对苯二甲酸等；二元醇：丙二醇、二乙二醇等。不饱和聚酯树脂的固化过程：1固化剂自由基引发剂：BPO、过氧化甲乙酮等；活化剂促进剂：环烷酸钴、二甲基苯胺等室温。2凝胶和固化。16、三大合成纤维的原料、聚合原理、聚合工艺过程答：1、涤纶：聚酯纤维，以后多种二元醇和芳香族二元羧酸或其酯

13、经缩聚生成的聚酯为原料。聚合原理：缩聚反响工艺工程：直缩法、酯交换法、环氧乙烷加成法2、锦纶：聚酰胺纤维，以己酰胺为原料聚合原理：可逆逐步缩聚反响工艺过程：常压法、高压法、常减压并用法、固相缩聚法3、腈纶：聚丙烯腈，主要原料丙烯腈聚合原理：自由基共聚合反响工艺过程:丙烯腈+第二单体3%12%丙烯酸甲酯+第三单体1%3%衣康酸按自由基共聚合反响17.脱灰：除去浸灰过的裸皮膨胀状态，为酶软化提供恰当的PH条件的操作过程，称为“脱灰。以免聚合物中含灰量过高，而影响其电性能、耐老化性、染色性等。18.合成橡胶的工艺过程主要包括哪几步?1 单体准备与精制2 反响介质和辅助剂的准备3聚合4单体和溶剂的回收

14、5橡胶的别离 6洗液 7脱水和枯燥8成型和包装19.在合成橡胶工艺过程中为什么要控制聚合转化率.答：在聚合反响中，随聚合转化率的上升聚合物浓度增加，可引起聚合物链转移反响的加剧，因此支化和交联的机率大大提高；由于支化和交联可产生凝胶，在生产过程中可形成挂胶，堵塞管道等，又可影响产品的性能；转化率越高，则剩余单体及引发剂的浓度越低，聚合速度也越来越慢，从而降低了设备的生产能力。20.聚合反响釜中搅拌器的形式有哪些.适用围如何.常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等；涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌；平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌；螺带式搅拌器具有刮反响器壁的作

15、用，特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反响釜的搅拌。21.简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反响的乳液聚合法和离子与配位聚合反响的溶液聚合法两种。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在性质上的不同，生产上的差异主要表现在别离过程和后处理过程差异很大：别离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐参加第二种非溶剂中，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别离合成橡胶，其别离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进展强烈搅拌，未反响

16、的单体和溶剂与一局部水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径1020mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。后处理过程的差异：合成树脂后处理方框图： 枯燥 枯燥的粉状合成树脂 包装 粉状合成树脂商品 潮湿的粉状 稳定剂等 合成树脂 粒状塑料 均匀化 枯燥 枯燥的粉状合成树脂 混炼 造粒 包装 粒状塑料 制品 合成橡胶后处理方框图： 潮湿的粒状合成橡胶 枯燥 压块 包装 合成橡胶制品 22.高分子合成工业的“三废是如何产生的.怎样处理.高分子合成工业所用的主要原料单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物别

17、离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和*些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。对于三废的处理，首先在进展工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量。必须进展排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地进展回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。不能用清水冲淡废水的方法来降低废水中有害物质的浓度。23.如何选择自由基聚合的引发剂.首先，根据聚合操作方

18、式和反响温度条件，选择适当分解速度的引发剂。第二，根据引发剂的分解速度随温度的不同而变化，所以要根据反响温度选择适宜的引发剂。第三，根据分解速度常数选择引发剂。第四，根据分解活化能Ed选择引发剂。第五，根据引发剂的半衰期选择引发剂。24.在自由基聚合生产中，主要采用什么方法控制产品的平均分子量.控制平均分子量的手段：1 严格控制引发剂的用量，一般仅为千分之几；2严格控制反响温度和其他反响条件；3选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。 在实际生产中，由于聚合物品种不同，采用的控制手段各有所侧重，根据主要影响因素来选择控制手段。25.比拟悬浮聚合和乳液聚合、本体聚合的优缺点。悬浮聚合的特点：优点

19、：用水作为连续相，聚合反响热易除去；操作平安；反响体系粘度较低；温度易控制；别离较容易；产品纯度较乳液聚合的高。缺点：分散体系不稳定，间歇法生产。乳液聚合的特点：优点：聚合反响热去除较容易；反响体系粘度低；分散体系的稳定性优良，可连续操作；产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、外表处理剂。缺点：别离过程较复杂，产生大量废水，直接枯燥能耗大；聚合物杂质含量较高。 本体聚合的特点：优点： 无反响介质，工艺过程简单。缺点：聚合反响热的散发困难，反响温度难以控制，一般先进展预聚合，排除局部反响热；反响后期粘度大，单体反响不易进展完全。26.破乳方法有哪些.乳液聚合工业生产中采用什么方法破乳.破乳方法：加电解

20、质；改变PH值；冷冻破乳；机械破乳；稀释破乳。工业生产中采用破乳的主要方法是在乳胶中参加电解质并且改变pH值。27.离子聚合与配位聚合反响在工业上有哪些应用.聚合实施方法有哪些.为什么不能采用悬浮聚合和乳液聚合生产.阳离子聚合反响 工业应用：聚异丁烯：聚乙烯亚胺；聚甲醛。此外还可以合成端基为*功能团的聚合物，具有功能性悬挂基团的聚合物，嵌段共聚物，大单体。 实施方法：乙烯基单体或*些杂环单体在阳离子引发剂作用下生成相应阳离子进展聚合的反响阴离子聚合反响工业应用：合成分子量甚为狭窄的聚合物；合成利用先后参加不同种类单体进展阴离子聚合的方法合成AB型，ABA型以及多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段

21、共聚物；利用在聚合反响完毕时需要参加终止剂这一点，合成*些具有适当功能团端基的聚合物。实施方法：有两种情况，一是聚合引发剂和单体分子之间有两个电子转移而生成一个键；二是单电子转移而不生成键，首先生成自由基离子，然后二聚成为双离子。 配位聚合反响工业应用：合成树脂中HDPE、聚丙烯及其共聚物；合成橡胶中顺丁橡胶BR、顺式聚异戊二烯合成天然橡胶以及乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物乙丙橡胶。实施方法：乙烯和-烯烃的配位聚合、1，3-烯烃配位聚合。原因：离子聚合与配位聚合都使用相应的催化剂进展催化聚合反响，由于有些催化剂对H2O的作用是灵敏的。或由于反响过程中生成的碳正离子增长链C+*-、碳负离子增长链C

22、-M+、阴离子配位键对H2O的作用是灵敏的，所以不能采用H2O为反响介质。因此与游离基聚合不同，不能采用以H2O为反响介质的悬浮聚合生产方法和乳液聚合生产方法进展生产。而采用无反响介质的本体聚合方法或有反响介质存在的溶液聚合方法。28.工业上用于生产线型缩聚高聚物的方法有哪些.各有何特点.熔融缩聚特点：优点是生产工艺过程简单生产本钱低，可连续法生产直接纺丝，聚合设备的生产能力高。缺点是反响温度高，要求单体和缩聚物在反响温度下不分解，单体配比要求严格，反响物料粘度高，小分子不易脱除，局部过热可能产生副反响，对聚合设备密封性要求高。广泛用于大品种缩聚物。29.生产聚氨酯的主要原料有哪些.简述聚氨酯

23、的合成原理。聚氨酯 (PUR)：塑料、橡胶、合成纤维、涂料、粘合剂。是世界五大塑料之一，主要产品是泡沫塑料，占78%。生产聚氨酯原料有异氰酸酯，多元醇化合物包括聚醚多元醇，聚酯多元醇，其他类型的多元醇。聚氨酯的合成原理：1.异氰酸酯的化学反响：1异氰酸酯与含活泼氢化合物间的反响；2.异氰酸酯的自聚反响：1芳香族异氰酸酯的二聚反响2异氰酸酯的三聚反响3异氰酸酯的线型聚合反响4异氰酸酯的脱二氧化碳缩聚反响；3.二元(或多元)异氰酸酯和二元(或多元)醇：1一步法，由异氰酸酯和醇直接反响，如双组分的聚氨酯粘合剂，聚氨酯泡沫塑料也可由一步法直接合成2 两步法预聚体法，第一步：合成预聚体，二元醇和过量的二

24、元异氰酸酯反响，生成两端皆为-NCO基团的加成物。第二步：预聚体进展扩链反响和交联反响。3扩链反响；4交联反响。30.PE的主要品种有哪些.各有什么特点.生产方法如何.简述工艺流程写典型工艺。影响PE性能的因素有哪些.主要品种有：1 高压低密度聚乙烯LDPE 0.9150.930g/cm3；2 线型低密度和中等密度聚乙烯LLDPE0.9150.94g/cm3；3 高密度聚乙烯HDPE0.960.97g/cm3。此外，还有超高分子量聚乙烯、改性聚乙烯交联、氯化、氯磺化、接枝等品种。其品种特点：1 LDPE ：支链多，结晶度低，密度低；用途：薄膜农膜、包装膜、涂层、注塑产品等；方法：本体聚合。2H

25、DPE ：支链少，结晶度高，密度高；用途：注塑、吹塑、挤出；方法：配位聚合，淤浆法、溶液法和气相法。3LLDPE：由共聚单体引入短支链，结晶度低，密度低；用途：薄膜、注塑、滚塑、挤塑；方法：气相法本体聚合，溶液法，淤液法。工艺流程图1 LDPE高压下经自由基聚合得到。1原料准备 乙烯纯度99.95%以上，单程转化率1530%，循环使用； 分子量调节剂：丙烯、丙烷、乙烷； 其他添加剂：抗氧剂、润滑剂、开口剂、抗静电剂等。2催化剂配制 引发剂：氧或过氧化物3聚合过程 气相本体 聚合条件：温度130350， 压力122303MPa，聚合停留时间15s 2min。 4单体回收与PE后处理单体回收：高压

26、别离器、低压别离器。 PE后处理：参加抗氧剂等助剂、混合造粒、二次造粒。2 影响PE性能的因素：密度是影响聚乙烯性能的主要因素，密度增加，对气体的屏蔽性、硬度、耐磨性、拉伸强度、刚性、耐热性、耐化学腐蚀性及外表光洁度等性能提高；降低密度则柔韧性、耐应力破裂性、透明性及伸长性提高，冷流性和收缩率降低。此外，聚乙烯的分子量及其分布对其性能也产生重要影响。31. PP的生产方法有哪些.简述工艺流程PP有等规、间规、无规三种立体异构物，工业生产的PP要求等规PP含量在95%以上。采用配位聚合。生产方法：溶剂淤浆法，间歇液相本体PP。 间歇液相本体聚合法：单釜间歇操作，反响釜容积多为12m3；原料丙烯主

27、要来自炼厂气，纯度99.5%；催化剂采用Z-N催化剂体系，用高纯度H2调节PP分子量。反响条件：操作压力3.33.5MPa，温度7580，时间36h，转化率70%左右。反响到达“干锅状态时，回收未反响的丙烯，回收压力1.01.2MPa。从反响釜出来的物料进入闪蒸釜，通N2置换丙烯，通空气使催化剂脱活，得到粉状的PP。32.工程塑料有哪些.说明其聚合方法。通用工程塑料：聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚甲醛POM、聚苯醚PPO、聚对苯二甲酸酯类PBT，PET。 聚酰胺的合成与生产流程：尼龙-1010的合成原理 氨化加氢皂化碱裂脱水精制精癸二酸尼龙-1010盐中和尼龙-1010脱水缩聚蓖麻油癸二酸癸二腈

28、癸二胺 聚碳酸酯(PC)的合成方法：(1) 酯交换法 双酚A与碳酸二苯酯在高温、高真空条件下熔融缩聚；(2) 光气法主要方法 光气和双酚A在常温、常压下进展界面缩聚。 聚甲醛(POM)的合成化学：1 甲醛的聚合；高纯度的无水甲醛可以进展阴离子或阳离子聚合，工业上采用阴离子聚合，对单体甲醛纯度要求高。2 三聚甲醛的聚合 三聚甲醛是碳氧原子构成的六元杂环，在阳离子型引发剂引发下可开环聚合。聚合工艺主要采用本体聚合和溶液聚合。 聚苯醚(PPO)合成与生产工艺 2,6-二甲基苯酚与氧发生氧化-偶合反响；溶液缩聚法:以吡啶、苯、氯苯为反响介质；沉淀缩聚法：将溶剂和沉淀剂混合作为反响介质。目前自由基聚合生