高聚物合成工艺学第2章

1、高分子化合物的生产过程,第二章 生产单体的原料路线,第二章 生产单体的原料路线,工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类： (1)加聚型高聚物：-烯烃聚合物；乙烯基聚合物，二烯烃类聚合物等。 (2)逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。,单体的来源： 高分子合成材料广泛应用于各工业部门或作为日常生活用品。要求原料来源丰富、成本较低。而原料单体的成本却占很大的比重，所以要求单体的生产路线要简单，而且经济合理。 当前最重要的原料来源路线有： 1.石油化工路线 2.煤炭路线 3.其他路线,第二章 生产单体的原料路线,第二章 生产单体的原料路线,2.1 石

2、油化工路线 原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。分为石蜡基石油，环烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。,第二章 生产单体的原料路线,石油分馏产品：,原油,常压蒸馏,低沸点,汽油,煤油,柴油,高沸点,减压蒸馏,石油气,柴油,沥青,燃料油,石蜡,润滑油,第二章 生产单体的原料路线,第二章 生产单体的原料路线,石油裂解： 在一定条件下，把分子量大, 沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。,如：C16H34 C8H18+C8H16 C8H18 C4H10 + C4H8 C4H10 CH4+C3H6 C4H10 C2H4+C2H6,石油有热裂化和催化裂化两种,第二章 生产单体的原料路线

3、,热裂解,催化裂解,目的:提高汽油的质量和产量,目的:提高汽油的产量,缺点：温度过高，发生结焦现象,催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）,第二章 生产单体的原料路线,石油的催化重整,支链化:提高汽油质量,环化:生产芳烃,催化剂：Pt Re,第二章 生产单体的原料路线,石油经裂解、重整分离可以得到烯烃、丁二烯和芳烃、苯、甲苯、二甲苯等。它们是重要的 基本有机原料，而烯烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。从这些基本有机原料 可以合成各种单体。从而得到各种合成树脂与合成橡胶。,第二章 生产单体的原料路线,聚乙烯,乙丙橡胶,+ +,聚氯乙烯,+ +,聚乙酸乙烯酯,聚乙烯醇,维尼纶树脂,聚苯乙烯,

4、ABS树脂,丁苯橡胶,聚氧化乙烯,涤纶树脂,第二章 生产单体的原料路线,丙烯,聚丙烯,乙丙橡胶,聚丙烯腈,丁腈橡胶,碳纤维,聚丙烯酸,聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯,酚醛树脂,环氧树脂,丙烯腈,丙烯酸,第二章 生产单体的原料路线,2.2煤炭原料路线,煤的开采,第二章 生产单体的原料路线,煤炭是我国能源的主要提供者,2002,中国能源生产总量（以标准煤计）,16.03亿吨,24.6632.80亿吨,2003,2020,13.9亿吨,煤炭占71%,煤炭占71%,煤炭占59.463.2%,高聚物单体合成路线的转变,目前，我国正处在向石油化工路线转变的过程中,国际趋势：,第二章 生产单体的原料路线,第二章

5、 生产单体的原料路线,第二章 生产单体的原料路线,第二章 生产单体的原料路线,2.3其他原料路线,主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。 优点：充分利用自然资源、变废为宝 缺点：只能小量生产某些单体； 原料不充足、成本较高。,1. 糠醛 糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠和棉籽壳等农副产品制得。 稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五碳糖再经脱水反应生成糠醛。 糠醛和丙酮缩聚可得糠醛-丙酮树脂，糠醛和苯酚缩聚可得糠醛-苯酚树脂，糠醛和糠醇缩聚可得糠醛-糠醇树脂，糠醛加氢得糠醇，后者和甲醛缩聚可得糠醇-甲醛树脂。,第二章 生产单体的

6、原料路线,糠醛树脂具有优良的耐化学腐蚀性，主要用来制造耐酸涂层和耐酸腻子等。,第二章 生产单体的原料路线,2. 纤维素 C6(H2O)5n 植物的主要化学成分是纤维素。棉花纤维的纤维素含量最高。木材经化学加工脱除胶质和木质素等，得到的纸浆也是较纯粹的纤维素原料。 一个纤维素大分子中含有三个羟基，其为反应性基团，在适当的条件下可进行化学转化，形成新的聚合物。,第二章 生产单体的原料路线,纤维素的典型反应 （1）经浓硝酸和浓硫酸处理可制成硝化纤维素。含氮量为11.5-13.6的称为高氮硝化纤维，含氮量为13的可用作无烟火药含氮量为10-12.5的称为低氮硝化纤维，含氮量为11的硝化纤维用来制作赛璐珞塑料，含氮量为12的用作涂料和照相底片。 （2）在浓硫酸存在下纤维素与醋酸和醋酸酐混合液作用可以制备醋酸纤维素。 所有的硝化纤维素都易燃，除用作火药外，已被醋酸纤维素所代替。,第二章 生产单体的原料路线,纤维素的反应,第二章 生产单