2025年聚合工艺作业考试题库含答案

2025年聚合工艺作业考试题库含答案一、单项选择题（每题2分，共30题）1.自由基聚合反应中，链终止主要通过哪种方式实现？A.单基终止B.双基终止C.转移终止D.异构终止答案：B2.悬浮聚合中，分散剂的主要作用是？A.提高反应速率B.防止单体挥发C.稳定液滴，防止团聚D.调节聚合物分子量答案：C3.以下哪种单体通常采用乳液聚合法生产？A.乙烯（制备聚乙烯）B.丙烯（制备聚丙烯）C.氯乙烯（制备聚氯乙烯）D.苯乙烯（制备丁苯橡胶）答案：D4.聚合反应中，引发剂的半衰期与温度的关系是？A.温度升高，半衰期延长B.温度升高，半衰期缩短C.温度对半衰期无影响D.温度降低，半衰期缩短答案：B5.聚合釜的夹套冷却水系统突然故障时，应优先采取的措施是？A.加大搅拌转速B.立即加入终止剂C.开启备用冷却系统D.提高反应压力答案：C6.下列哪种聚合物属于缩聚反应产物？A.聚乙烯（PE）B.聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）C.聚丙烯（PP）D.聚苯乙烯（PS）答案：B7.聚合工艺中，搅拌器的主要作用不包括？A.促进物料混合均匀B.强化传热C.控制反应压力D.防止固体颗粒沉降答案：C8.聚合反应温度过高可能导致的后果是？A.聚合物分子量分布变窄B.副反应增多，产物质量下降C.反应速率降低D.引发剂分解不完全答案：B9.高压聚乙烯（LDPE）生产中，通常采用哪种反应器？A.釜式反应器B.管式反应器C.流化床反应器D.固定床反应器答案：B10.聚合工艺中，氮气置换的主要目的是？A.提高反应压力B.去除系统内氧气，防止氧化C.降低物料粘度D.促进单体汽化答案：B11.乳液聚合中，乳化剂的临界胶束浓度（CMC）是指？A.乳化剂完全溶解的最低浓度B.乳化剂形成胶束的最低浓度C.乳化剂失效的最高浓度D.乳化剂与单体完全反应的浓度答案：B12.聚合反应中，分子量调节剂的作用是？A.提高反应速率B.控制聚合物分子量大小C.增强聚合物热稳定性D.改善聚合物加工流动性答案：B13.聚合釜的安全阀起跳压力应设置为？A.等于设计压力B.略高于设计压力C.略低于设计压力D.等于操作压力答案：B14.以下哪种聚合物在聚合过程中会释放小分子副产物？A.聚酰胺（尼龙）B.聚氯乙烯（PVC）C.聚丙烯（PP）D.聚乙烯（PE）答案：A15.聚合工艺中，紧急停车时应优先切断的是？A.单体进料B.引发剂进料C.冷却水D.搅拌电源答案：B16.离子聚合反应中，阳离子聚合通常需要在什么条件下进行？A.强酸性环境B.强碱性环境C.中性环境D.无氧环境答案：A17.悬浮聚合与本体聚合的主要区别是？A.反应温度不同B.有无分散介质（如水）C.引发剂类型不同D.聚合物分子量不同答案：B18.聚合反应中，转化率是指？A.单体转化为聚合物的质量分数B.聚合物中单体单元的摩尔分数C.反应体系中热量转化为机械能的比例D.引发剂分解的比例答案：A19.聚合釜的搅拌功率主要取决于？A.物料粘度和搅拌转速B.反应温度C.釜内压力D.单体种类答案：A20.以下哪种措施不能有效防止聚合反应爆聚？A.严格控制单体进料速率B.定期校验温度传感器C.提高引发剂浓度D.确保冷却系统正常运行答案：C21.缩聚反应的特点是？A.转化率随时间迅速上升B.分子量随反应时间延长而增加C.反应过程无小分子生成D.通常为连锁反应答案：B22.聚合工艺中，真空干燥的目的是？A.提高聚合物结晶度B.去除残留单体和水分C.增强聚合物机械性能D.降低聚合物玻璃化转变温度答案：B23.乳液聚合的产物胶乳通常需要进行破乳处理，破乳的方法不包括？A.加入电解质B.加热C.调节pH值D.增加搅拌转速答案：D24.聚合反应中，凝胶效应（自动加速现象）主要发生在？A.低转化率阶段B.中等转化率阶段（20%-70%）C.高转化率阶段（>80%）D.反应初期答案：B25.以下哪种聚合物属于热固性塑料？A.聚乙烯（PE）B.环氧树脂（EP）C.聚丙烯（PP）D.聚苯乙烯（PS）答案：B26.聚合釜的设计压力应（）操作压力。A.小于B.等于C.大于D.无关答案：C27.聚合工艺中，单体精制的主要目的是？A.提高单体纯度，减少杂质对反应的影响B.增加单体挥发性C.降低单体粘度D.调节单体颜色答案：A28.自由基聚合的链增长阶段，单体分子主要以（）方式连接到活性链上。A.头-头连接B.尾-尾连接C.头-尾连接D.随机连接答案：C29.聚合反应中，分子量分布宽的聚合物通常具有？A.更好的加工性能B.更高的机械强度C.更窄的使用温度范围D.更低的热稳定性答案：A30.聚合工艺中，氮气的纯度要求通常不低于？A.95%B.98%C.99.5%D.99.9%答案：D二、判断题（每题1分，共20题）1.自由基聚合反应中，引发剂的分解速率决定了聚合反应的起始速率。（）答案：√2.悬浮聚合的产物通常为珠状颗粒，而乳液聚合的产物为胶乳。（）答案：√3.聚合反应中，温度升高会导致聚合物分子量增大。（）答案：×（温度升高，链终止速率增加，分子量减小）4.缩聚反应需要严格控制官能团等物质的量比，否则会影响分子量。（）答案：√5.聚合釜的搅拌器类型（如桨式、锚式）对反应无影响，仅影响混合效率。（）答案：×（搅拌器类型会影响传热、传质及反应均匀性）6.乳液聚合中，乳化剂用量越多，胶束数量越多，聚合速率越快。（）答案：√7.聚合反应中，转化率达到100%时，单体完全转化为聚合物。（）答案：×（实际中因扩散限制等因素，转化率难以达到100%）8.高压聚乙烯（LDPE）的支链较多，密度较低；低压聚乙烯（HDPE）支链少，密度较高。（）答案：√9.聚合工艺中，静电可能引发单体燃爆，因此设备需接地。（）答案：√10.聚合反应中，加入终止剂的目的是停止链增长，控制反应程度。（）答案：√11.本体聚合的优点是产物纯度高，但散热困难，易局部过热。（）答案：√12.离子聚合对杂质（如水、氧）不敏感，可在普通环境中进行。（）答案：×（离子聚合对杂质极敏感，需严格无氧、无水条件）13.聚合釜的夹套冷却水应从底部进入、顶部流出，以提高冷却效率。（）答案：√14.聚合反应中，分子量调节剂（如硫醇）通过链转移反应降低分子量。（）答案：√15.聚氯乙烯（PVC）聚合时，若温度过高，会导致产品颜色发黄（分解产生HCl）。（）答案：√16.聚合工艺中，氮气置换后需检测氧含量，通常要求氧含量≤0.5%。（）答案：√17.悬浮聚合中，分散剂用量过多会导致产物颗粒过细，难以分离。（）答案：√18.缩聚反应的分子量随反应时间延长而增加，因此反应时间越长越好。（）答案：×（过长时间可能导致副反应，需控制终点）19.聚合釜的安全阀应定期校验，校验周期一般不超过1年。（）答案：√20.乳液聚合的产物胶乳可直接用于涂料、粘合剂等领域，无需后处理。（）答案：×（通常需破乳、洗涤、干燥等后处理）三、简答题（每题5分，共10题）1.简述自由基聚合反应的四个基本阶段及其特点。答案：自由基聚合分为引发、链增长、链终止和链转移四个阶段。引发阶段：引发剂分解产生初级自由基，初级自由基与单体结合形成单体自由基；链增长阶段：单体自由基迅速与其他单体加成，形成长链自由基；链终止阶段：两个长链自由基通过偶合或歧化反应失去活性，终止聚合；链转移阶段：长链自由基与其他分子（如单体、溶剂、引发剂）反应，转移活性中心，生成新的自由基并终止原链。2.悬浮聚合与乳液聚合的主要区别有哪些？（至少列出4点）答案：①分散介质：悬浮聚合以水为分散介质，单体液滴较大（0.01-5mm）；乳液聚合以水为介质，单体以胶束（<0.1μm）形式分散。②分散剂：悬浮聚合使用水溶性高分子或无机粉末（如聚乙烯醇、碳酸钙）；乳液聚合使用乳化剂（如十二烷基硫酸钠）。③产物形态：悬浮聚合产物为珠状颗粒；乳液聚合产物为胶乳（需破乳后得到固体）。④反应场所：悬浮聚合在单体液滴中进行；乳液聚合在胶束和乳胶粒中进行。3.聚合反应中，温度控制的重要性体现在哪些方面？答案：①影响反应速率：温度升高，引发剂分解速率加快，反应速率提高；②影响分子量：温度升高，链终止速率增加，分子量降低；③影响产物结构：温度变化可能导致支化度、结晶度等性能改变；④安全控制：聚合反应多为放热反应，温度过高可能引发爆聚或设备超压。4.聚合釜的日常维护应包括哪些内容？（至少列出5项）答案：①检查搅拌器运行状态（振动、异响）；②校验温度、压力传感器准确性；③检查夹套冷却水系统（阀门、管道是否泄漏）；④清理釜内残留聚合物（防止结垢影响传热）；⑤润滑搅拌轴密封件（如机械密封）；⑥检查安全阀、爆破片等安全附件是否完好。5.简述聚合工艺中静电的危害及预防措施。答案：危害：静电积累可能引发火花，点燃可燃单体（如乙烯、丙烯），导致燃爆事故；静电吸附灰尘，影响产品质量。预防措施：①设备接地（接地电阻≤10Ω）；②控制物料流速（液体流速≤4m/s，气体≤15m/s）；③添加抗静电剂（如表面活性剂）；④使用导电材料（如导电塑料）制作管道；⑤保持环境湿度（≥60%），减少静电产生。6.聚合反应中，如何判断“爆聚”是否发生？爆聚的应急处理步骤是什么？答案：判断依据：反应温度急剧上升（超过设定值10℃以上）、压力快速升高（超过安全值）、搅拌电流异常增大（物料粘度激增）。应急处理：①立即切断引发剂进料；②开启紧急冷却系统（如冷冻盐水）；③加入终止剂（如对苯二酚）终止反应；④若压力持续升高，启动安全阀或爆破片泄压；⑤确认系统稳定后，排空物料并清洗聚合釜。7.乳液聚合中，乳化剂的作用有哪些？答案：①降低表面张力，使单体分散成小液滴；②形成胶束，提供聚合反应场所；③稳定乳胶粒，防止团聚（通过静电或空间位阻稳定）；④控制聚合速率（胶束数量影响自由基浓度）。8.缩聚反应与加聚反应的主要区别是什么？（至少列出4点）答案：①单体结构：缩聚单体含两个或以上官能团（如-COOH、-OH）；加聚单体含不饱和键（如C=C）。②反应机理：缩聚为逐步反应，分子量随时间增加；加聚为连锁反应，分子量初期即很大。③产物特征：缩聚产物含官能团（如酯键、酰胺键），常释放小分子（如水、HCl）；加聚产物为碳链聚合物，无小分子释放。④分子量控制：缩聚需控制官能团等物质的量比；加聚通过引发剂浓度、温度等控制。9.聚合工艺中，单体精制的主要步骤及目的是什么？答案：步骤：①脱除水分（通过干燥塔或分子筛）；②去除阻聚剂（如对苯二酚，通过碱洗或蒸馏）；③分离高沸物/低沸物（通过精馏）；④过滤固体杂质（通过精密过滤器）。目的：减少杂质对聚合反应的影响（如阻聚剂延缓反应、水分终止离子聚合、固体颗粒堵塞管道），提高产物质量（如分子量、颜色、纯度）。10.聚合釜搅拌器故障的常见原因及排查方法是什么？（至少列出3项）答案：常见原因及排查：①机械密封泄漏：检查密封件磨损情况，更换O型圈或机械密封；②轴承损坏：听诊器检测异响，拆检轴承是否磨损或润滑不足；③电机故障：测量电机电流、电压是否正常，检查绕组是否短路；④搅拌轴弯曲：用百分表测量轴的径向跳动（允许偏差≤0.1mm）；⑤物料粘度过高：检查反应温度、转化率，确认是否因聚合过度导致粘度激增。四、案例分析题（每题10分，共5题）1.某PVC聚合釜（容积100m³）在聚合过程中，温度从60℃快速升至75℃（设定温度62±2℃），压力从0.5MPa升至0.8MPa（设计压力1.0MPa），搅拌电流从80A升至120A（额定电流150A）。请分析可能原因及处理措施。答案：可能原因：①引发剂进料过量（流量计故障或阀门误开）；②冷却系统故障（冷却水阀门关闭、泵停运或换热器结垢）；③温度传感器失灵（显示值与实际值偏差）；④单体中阻聚剂含量不足（杂质影响）。处理措施：①立即关闭引发剂进料阀，切断引发剂来源；②确认冷却水系统：启动备用冷却泵，开大冷却水阀门，检查换热器进出口温差（正常应≥5℃）；③投用紧急冷却（如冷冻盐水）降低釜温；④加入终止剂（如二甲基二硫代氨基甲酸钠）终止反应；⑤监测压力变化，若超过0.9MPa（安全阀起跳压力0.95MPa），手动开启安全阀泄压；⑥温度稳定后（≤65℃），停止搅拌，排空物料并清洗聚合釜；⑦事后检查引发剂流量计、温度传感器及冷却系统，排除故障。2.某乳液聚合装置生产丁苯橡胶时，发现胶乳稳定性差，出现大量絮凝物。请分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：①乳化剂用量不足（CMC未达到，胶束数量少）；②乳化剂类型不匹配（如阴离子乳化剂在酸性条件下失效）；③单体进料速率过快（胶束负载过高，无法稳定新生成的乳胶粒）；④反应温度过高（乳化剂分解，降低表面活性）；⑤电解质（如NaCl）混入（中和乳化剂电荷，破坏双电层）。解决措施：①检测乳化剂浓度，补充至规定量（通常为单体质量的2%-5%）；②调整乳化剂类型（如改用非离子型乳化剂）或调节pH值（阴离子乳化剂需保持碱性）；③降低单体进料速率（控制在0.5-1.0m³/h）；④降低反应温度（丁苯橡胶乳液聚合通常控制在5-10℃）；⑤排查原料（水、单体）中电解质含量，更换去离子水或精制单体。3.某高压聚乙烯（LDPE）装置管式反应器出口压力突然下降，产量降低。请分析可能原因及处理步骤。答案：可能原因：①反应器内壁结垢（聚合物粘附导致管径缩小，阻力增大，下游压力下降）；②单体进料泵故障（流量减少，系统压力降低）；③安全阀或爆破片误动作（物料泄漏）；④反应器存在裂纹或焊缝泄漏（高压物料外漏）。处理步骤：①检查单体进料泵运行参数（流量、压力），确认是否正常（额定流量100m³/h，压力300MPa）；②使用超声波测厚仪检测反应器壁厚（正常≥20mm），排查泄漏点；③关闭下游阀门，隔离反应器，进行保压测试（300MPa下10min压力降≤5MPa为合格）；④若结垢导致，切换至备用反应器，对结垢反应器进行化学清洗（使用过氧化物溶液溶解聚合物）；⑤修复泄漏点（补焊或更换管道），重新投用系统。4.某聚酯（PET）缩聚装置真空度下降（目标-0.095MPa，实际-0.08MPa），导致产物分子量偏低。请分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：①真空系统故