聚合工艺考试题库及答案

聚合工艺考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在PET熔融缩聚过程中，最常用来提高特性粘数的措施是（）。A.提高反应温度B.降低反应压力C.加入钛系催化剂D.延长终缩聚停留时间答案：D2.对于自由基聚合，下列单体中聚合活性最高的是（）。A.苯乙烯B.甲基丙烯酸甲酯C.乙酸乙烯酯D.氯乙烯答案：A3.乳液聚合中，胶束成核与均相成核的竞争主要取决于（）。A.乳化剂浓度B.引发剂半衰期C.单体水溶性D.搅拌强度答案：C4.在Ziegler-Natta聚丙烯工艺中，给电子体的作用是（）。A.提高催化剂活性B.降低聚合物等规度C.调节分子量分布D.抑制催化剂破碎答案：A5.尼龙66盐缩聚时，加入少量乙酸的主要目的是（）。A.降低熔点B.封端控制分子量C.抑制副反应D.提高结晶度答案：B6.气相法HDPE工艺中，循环气中氢气/乙烯摩尔比升高，则（）。A.熔体流动速率降低B.密度升高C.熔体流动速率升高D.共聚单体插入率升高答案：C7.聚氨酯发泡时，异氰酸酯指数定义为（）。A.NCO/OH摩尔比×100B.OH/NCO摩尔比×100C.水/异氰酸酯质量比×100D.异氰酸酯/水摩尔比×100答案：A8.在PET固相缩聚中，最关键的扩散控制步骤是（）。A.乙二醇扩散B.水扩散C.乙醛扩散D.低聚物扩散答案：B9.苯乙烯悬浮聚合常用的分散稳定剂是（）。A.PVAB.SDSC.AIBND.CaCO₃答案：A10.活性阴离子聚合中，萘钠引发剂在THF中呈（）。A.离子对B.自由离子C.紧密离子对D.溶剂分离离子对答案：D11.环氧树脂固化时，叔胺类促进剂主要加速（）。A.环氧-胺反应B.环氧-酸酐反应C.环氧-环氧醚化D.环氧-酚羟基反应答案：B12.在溶聚丁苯橡胶SSBR中，调节乙烯基含量通常通过改变（）。A.引发剂用量B.极性调节剂/锂比C.反应温度D.单体转化率答案：B13.光固化涂料中，氧阻聚最严重的区域是（）。A.涂层底部B.涂层中部C.涂层表面D.基材界面答案：C14.双酚A型聚碳酸酯界面缩聚时，加入三乙胺的主要作用是（）。A.中和副产HClB.催化相转移C.提高分子量D.抑制副反应答案：B15.丙烯腈连续水相沉淀聚合中，聚合温度突然升高会导致（）。A.分子量升高B.颗粒变粗C.转化率下降D.引发剂效率升高答案：B16.在PBT酯交换法中，第一步酯交换反应最适宜的催化剂是（）。A.钛酸四丁酯B.三氧化二锑C.醋酸锌D.氯化亚锡答案：A17.下列哪种单体最适合用原子转移自由基聚合（ATRP）制备窄分布聚合物（）。A.氯乙烯B.丙烯C.甲基丙烯酸缩水甘油酯D.乙烯答案：C18.高压釜法生产LDPE，反应器内出现分解时，最先采取的措施是（）。A.注入紧急终止剂B.降低乙烯进料C.提高冷却水流量D.放空至火炬答案：A19.在PET瓶坯注射成型中，乙醛含量超标的主要原因是（）。A.注射压力高B.熔体温度高C.模具温度高D.保压时间长答案：B20.采用RAFT聚合时，RAFT试剂的最佳加入量通常按（）计算。A.单体/RAFT=50~200（摩尔比）B.RAFT/引发剂=10~20C.单体/RAFT=1~5D.RAFT/单体=0.001~0.01答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列属于逐步聚合特征的有（）。A.单体转化率快速上升B.分子量缓慢增加C.体系始终存在高分子量产物D.反应后期黏度急剧升高答案：B、D22.乳液聚合中，能够提高胶乳固含量的措施包括（）。A.采用种子乳液聚合B.提高单体滴加速度C.降低乳化剂浓度D.采用半连续工艺答案：A、B、D23.在Ziegler-Natta催化剂制备中，下列操作可提高催化剂活性的有（）。A.提高TiCl₄/MgCl₂摩尔比B.内给电子体预络合C.球磨活化载体D.低温下缓慢还原答案：B、C、D24.下列属于PET热降解副产物的有（）。A.乙醛B.二甘醇C.对苯二甲酸D.乙二醇答案：A、B25.聚氨酯硬泡配方中，物理发泡剂需满足的条件有（）。A.低沸点B.低ODPC.与聚醚多元醇相容D.高汽化潜热答案：A、B、C26.下列因素可提高HDPE熔体强度的有（）。A.加宽分子量分布B.引入长链支化C.提高密度D.提高重均分子量答案：A、B、D27.光固化3D打印中，降低打印层纹可采取（）。A.降低单层曝光时间B.提高Z轴抬升速度C.添加少量紫外吸收剂D.降低树脂黏度答案：C、D28.在PBT连续聚合装置中，真空系统故障会导致（）。A.端羧基升高B.特性粘数降低C.熔体过滤压差升高D.产品b值升高答案：A、B、D29.下列属于活性自由基聚合技术的有（）。A.RAFTB.ATRPC.NMPD.阴离子聚合答案：A、B、C30.关于双螺杆挤出反应器制备马来酸酐接枝PP，下列说法正确的有（）。A.螺杆长径比越大，接枝率越高B.适当提高熔体温度可降低PP降解C.加入苯乙烯共单体可提高接枝效率D.真空脱挥可去除未反应单体答案：C、D三、填空题（每空1分，共30分）31.自由基聚合中，链转移常数Cₛ最大的常见溶剂是________。答案：硫醇32.在PET聚合中，添加________ppm的磷酸可以稳定熔体，防止黄变。答案：30~6033.尼龙6水解聚合时，开环剂水的用量一般为己内酰胺质量的________%。答案：2~534.高压法LDPE反应压力通常为________MPa。答案：100~30035.苯乙烯活性阴离子聚合的“活性”寿命在________℃下可达数月。答案：-2036.气相法聚丙烯工艺中，循环气速必须大于________m/s，防止颗粒沉降。答案：0.237.聚氨酯发泡时，乳白时间（creamtime）一般指________秒。答案：5~1538.PET固相缩聚温度一般设定在玻璃化转变温度以上________℃。答案：20~3039.环氧树脂环氧值定义为每________克树脂所含环氧基的摩尔数。答案：10040.在ATRP中，Cu(I)/Cu(II)比例偏离________会导致聚合失控。答案：1:141.乳液聚合中，临界胶束浓度CMC越低，所需乳化剂用量越________。答案：少42.双酚A聚碳酸酯界面缩聚反应温度控制在________℃。答案：25~4043.溶聚丁苯橡胶SSBR的乙烯基含量升高，玻璃化转变温度Tg________。答案：升高44.PET熔体在280℃下，特性粘数每升高0.02dL/g，熔体黏度约增加________%。答案：1045.光固化涂料中，常用的夺氢型光引发剂是________。答案：二苯甲酮46.在PBT聚合中，四氢呋喃副产物主要来源于________的分解。答案：1,4-丁二醇47.采用RAFT聚合制备PMMA，最佳聚合温度范围为________℃。答案：60~9048.高压釜LDPE的分解温度约为________℃。答案：35049.聚丙烯熔体流动速率测试条件为________℃、2.16kg。答案：23050.PET瓶坯乙醛含量要求小于________ppm。答案：1四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.逐步聚合反应中，单体官能团转化率需达到90%以上才开始出现高分子量产物。（）答案：√52.自由基聚合中，链转移反应一定导致聚合速率下降。（）答案：×53.在乳液聚合中，胶束数量越多，最终胶乳粒径越小。（）答案：√54.Ziegler-Natta催化剂中，Ti³⁺为真正的活性中心。（）答案：√55.PET固相缩聚过程中，氮气含水量越低，反应速率越快。（）答案：√56.聚氨酯硬泡中，异氰酸酯指数大于110会导致泡沫收缩。（）答案：×57.光固化涂料的氧阻聚可通过提高引发剂浓度完全消除。（）答案：×58.高压法LDPE的分子量分布指数通常大于5。（）答案：√59.在ATRP中，Cu(II)浓度过高会导致聚合速率下降。（）答案：√60.聚丙烯无规共聚物中乙烯含量升高，结晶度升高。（）答案：×五、简答题（每题6分，共30分）61.简述PET熔融缩聚后期采用高真空的原因及技术难点。答案：缩聚后期体系黏度极高，副产物乙二醇扩散成为速率控制步骤；高真空（≤100Pa）可降低液相中乙二醇分压，推动平衡向聚合方向移动。技术难点：高真空下熔体易发泡溢釜；需设计高效搅拌与脱挥组合，保证表面更新；真空系统需防低聚物堵塞；热降解与黄变风险增加，需优化温度与稳定剂。62.说明Ziegler-Natta聚丙烯工艺中氢气调节分子量的机理。答案：氢气作为链转移剂，与增长链端Ti-R反应生成Ti-H和RH，使链终止；新生Ti-H可再引发单体，形成新链。氢气浓度升高，链转移频率增加，数均分子量下降；该反应为可逆吸附-插入机理，活化能低，响应快，工业上通过循环气氢/乙烯比在线调节MFR。63.列举三种工业上降低PET乙醛含量的措施并说明原理。答案：1)固相缩聚：真空下脱除残留乙醛，扩散控制；2)添加乙醛清除剂（如间苯二甲胺），与AA反应生成高沸点加合物；3)熔体脱挥挤出：在短程刮膜蒸发器中于270~280℃、≤200Pa下脱除AA，停留时间<5min，减少热再生。64.比较RAFT与ATRP在制备窄分布PMMA时的优缺点。答案：RAFT优点：单体范围广，无金属残留，可在水/有机相进行；缺点：双硫酯黄变、气味、需自由基源。ATRP优点：催化剂易得，分子量控制精准，可设计复杂拓扑；缺点：铜残留需脱除，氧敏感，需配体。两者均可得Đ<1.2，RAFT更适合光学级PMMA。65.简述气相法HDPE反应器结块成因及防范措施。答案：成因：静电积聚导致粉体粘壁，局部过热熔融；催化剂破碎产生细粉，静电吸附成团。防范：注入抗静电剂（如硬脂酸钙）；控制循环气露点防冷凝；优化催化剂粒径分布；采用壁刮器；在线温度监测，超温联锁注入终止剂。六、计算题（每题10分，共30分）66.某PET装置终缩聚反应器体积为50m³，熔体密度1.2t/m³，停留时间τ=1.5h，进料低聚物特性粘数[η]₁=0.25dL/g，出料[η]₂=0.65dL/g。已知经验式[η]=2.1×10⁻⁴M̅ₙ^0.82，求：(1)数均分子量增长倍数；(2)若反应为二级缩聚，速率常数k=0.12m³/(kmol·h)，求平衡常数K（假设副产物乙二醇及时移除，平衡向右）。答案：(1)M̅ₙ₁=([η]₁/2.1×10⁻⁴)^(1/0.82)=1.18×10⁴g/mol，M̅ₙ₂=3.89×10⁴g/mol，增长倍数=3.89/1.18=3.3倍。(2)二级速率方程：dM/dt=-kM²，积分得1/M-1/M₀=kt，t=1.5h，M₀=1.18×10⁴，M=3.89×10⁴（逆向代入链增长），实际为可逆缩聚，平衡时k₊=k₋，K=k₊/k₋=1（乙二醇趋零），故K→∞，表观K由实验得≈4.5×10²。67.苯乙烯在80℃进行本体自由基聚合，引发剂AIBN半衰期t₁/₂=6h，k_d=2.89×10⁻⁵s⁻¹，k_p=341L/(mol·s)，k_t=7.5×10⁷L/(mol·s)，[M]=8.35mol/L，[I]=0.01mol/L，f=0.6。求稳态自由基浓度R•、聚合速率R_p及数均聚合度ν̅（忽略链转移）。答案：R•=(fk_d[I]/k_t)^0.5=(0.6×2.89×10⁻⁵×0.01/7.5×10⁷)^0.5=1.53×10⁻⁸mol/L，R_p=k_p[R•][M]=341×1.53×10⁻⁸×8.35=4.35×10⁻⁵mol/(L·s)，ν̅=k_p[M]/(2k_t[R•])=341×8.35/(2×7.5×10⁷×1.53×10⁻⁸)=1.24×10³。68.某聚氨酯硬泡配方：聚醚多元醇羟值450mgKOH/g，用量100g；水2.5g；异氰酸酯PAPI（NCO=30.5%，官能度2.7），求所需PAPI质量及异氰酸酯指数（取整数）。答案：多元醇OH摩尔=450×100/(56.1×1000)=0.802mol，水OH摩尔=2.5/18×2=0.278mol，总OH=1.080mol，需NCO=1.080mol，PAPI质量=1.080×42/0.305=148.6g，指数=(1.080/1.080)×100=100。七、综合应用题（每题20分，共40分）69.某装置采用环管反应器生产抗冲共聚PP，反应温度70℃，压力3.5MPa，乙烯含量12wt%，产物MFR=8g/10min。近期产品冲击强度下降，分析可能原因并提出系统排查方案。答案：可能原因：1)乙烯实际插入率下降，检查循环气在线GC，确认C₂=进料流量计是否漂移；2)催化剂活性中心被杂质（H₂O、O₂、CO）毒化，导致共聚段减少，检查原料精制床层穿透；3)氢气浓度波动，导致均聚段分子量下降，共聚段相容性变差，核查氢气压缩机回流阀；4)给电子体加入量不足，催化剂定向性下降，产生可溶性无规物，冲击性能劣化；5)环管浆液浓度高，传热差，局部热点导致共聚链段降解。排查方案：a)在线拉曼检测乙烯分压，校准GC；b)取样做TREF分析，确认共聚链段含量与分布；c)催化剂残钛、残铝分析，对比历史数据；d)检查原料精制床层出口H₂O、O₂含量，若>1ppm立即切换；e)