高聚物合成工艺设计基础课程设计
高聚物合成工艺学教案[1]
![高聚物合成工艺学教案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a5a166182cc58bd63086bda0.png)
高聚物合成工艺学教案[1]第一章绪论1.1 高分子基本概念及合成工业概述一、高分子的定义与特点1. 名称:macromolecule compound ; macromolecule; polymer2. 定义:是一种由许多结构相同的、结构简单的单元通过共价键重复连接而成的分子量很大的化合物。
单体(Monomer)、结构单元(Structure unit)、单体单元(Monomer unit)、重复单元(Repeating unit)、链节(Chain element)等定义的回顾。
3. 高分子化合物的基本特点(1)相对分子量很大;(2)相对分子量具有多分散性(Polydispersity ); Polydispersity(3)分子形态多样:长链线型、支链型、体型;(4)化学组成简单，分子结构有规律性;(5)物理性质不同于低分子:高软化点、高强度、高弹性等。
二、高分子材料及发展简史1. 高分子材料的分类根据来源分类:天然高分子(木材、羊毛、天然橡胶)、人工合成高分子(塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等)。
2. 高分子材料的发展简史我国古代:利用蚕丝纺丝绸、汉代时利用物质麻纤维等造纸、利用天然产的桐油制成油漆。
欧洲工业革命之后，开始了对高分子产品的研究与开发。
三、高分子合成工业1. 基本原料:石油、天然气、煤炭等为原材料。
2. 生产过程:包括石油开采、石油炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材料成型等工业部门，提供主要的原料-单体、溶剂、塑料添加剂等辅助原料。
3. 高分子合成工业的任务:将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
四、我国高分子材料合成工业现状我们古代祖先早已经使用各种天然高分子材料，创造了灿烂的华夏文明。
19世纪末期才开始出现天然高分子加工工业。
新中国成立后，我国的高分子材料合成工业从无到有、从小到大，发展至今已形成一个完整的工业体系。
《聚合物合成工艺》教学大纲
《聚合物合成⼯艺》教学⼤纲《⾼聚物合成⼯艺》本科课程教学⼤纲⼀、《⾼聚物合成⼯艺》课程说明（⼀）课程代码：（⼆）课程英⽂名称：Polymer Synthesis Craft（三）开课对象：材料化学专业（四）课程性质和地位：本课程是以有机化学、物理化学和⾼分⼦化学作为基础，⼜为后续课程“聚合物成型加⼯原理”及其它专业课等打下理论基础。
⾼聚物合成⼯艺学实验是研究⾼分⼦的合成⼯艺及其化学反应的⼀门实践科学。
它的任务是通过实践教学，使学⽣掌握⾼分⼦合成⼯艺的基本概念，⾼分⼦化合物合成⼯艺的基本原理和操作步骤。
（五）课程教学基本要求：第⼀章绪论掌握⾼分⼦⼯业和⾼分⼦科学的发展简史，⾼分⼦材料的特性及其在国民经济各部门中的应⽤、⾼分⼦化合物的⽣产过程及废物处理与安全⽣产基础知识。
第⼆章⽣产单体的原料路线学习⽯油化⼯原料路线及煤炭原料路线与其他原料路线⽣成⾼分⼦原料的⽅法。
第三章⾃由基本体聚合原理及⽣产⼯艺掌握⾃由基本体聚合原理及甲基丙烯酸甲酯⾃由基本体聚合、苯⼄烯熔融本体聚合、氯⼄烯⾮均相本体聚合原理及⽣产⼯艺。
第四章⾃由基悬浮聚合原理及⽣产⼯艺掌握⾃由⼯悬浮聚合原理及氯⼄烯悬浮聚合和苯⼄烯—丙烯腈悬浮共聚合⽣产⼯艺第五章⾃由基溶液聚合原理及⽣产⼯艺掌握溶液聚合原理及醋酸⼄烯溶液聚合⽣产⼯艺和聚⼄烯醇（PVA）⽣产⼯艺、丙烯腈溶液聚合⽣产⼯艺。
第六章⾃由基乳液聚合原理及⽣产⼯艺掌握⾃由基乳液聚合原理及丁⼆烯、苯⼄烯乳液共聚合和糊⽤聚氯⼄烯种⼦乳液聚合⽣产⼯艺。
第七章离⼦聚合原理及⽣产⼯艺掌握离⼦聚合原理及⼄烯⽓相本体聚合、丙烯⾮均相溶液聚合、聚丁⼆烯橡胶和丁基橡胶的⽣产⼯艺。
第⼋章线型缩聚原理及⽣产⼯艺了解线型缩聚，包括熔融缩聚和界⾯缩聚⽣产⼯艺。
第九章体型缩聚原理及⽣产⼯艺掌握体型缩聚原理及酚醛树脂的⽣产⼯艺、醇酸树脂的⽣产⼯艺、不饱和聚树脂及低聚合物的⽣产⼯艺环氧树脂的⽣产⼯艺、压塑粉的⽣产⼯艺、玻璃钢及压缩层塑料的⽣产⼯艺。
高聚物合成工艺学课程教学大纲
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲Polymer Synthesis technology一、课程基本信息学时：40学分：2.5考核方式：考试与平常成果相结合；平常成果占总成果的30%中文简介：本课程为材料化学方向必修课程, 主要介绍了工业生产上合成高分子材料的新方法，重要品种的生产工艺技术；各种聚合方法进行工业化生产的特点、配方原理、流程组织原理和典型工业生产过程、聚合反应的基本化工单元及典型生产设备等内容。
其主要任务是在学习该门课程以后，学生了解并驾驭石油化工生产的简洁有机物经聚合反应生产高分子化合物的基本原理、聚合方法、聚合生产工艺, 驾驭向合成树脂、合成橡胶、合成纤维材料供应原料的生产工艺过程, 并为合成涂料、粘合剂、离子交换树脂、工程高分子材料、功能高分子材料等打下基础。
二、教学目的与要求高聚物合成工艺学探讨高分子的合成和制造工艺问题，主要涉及各种典型高分子材料聚合过程的实施方法和操作方式。
通过本课程的学习，使学生驾驭高聚物的各种典型合成方法的原理、工艺流程、主要的设备结构、基本工艺条件和关键的工艺技术问题，相识产品的质量要求和影响因素，了解平安生产、环境爱护和工艺设计的有关问题。
不仅要使学生获得高聚物合成工业的专业学问，而且更重要的是培育学生运用相关学问分析和解决实际问题的实力，为解决将来生产工艺和科学探讨中的实际问题打下基础，同时培育学生严谨细致、实事求是的科学作风，使其逐步具备科技人员应有的素养。
三、教学方法与手段1.突出重点，以课堂讲授为主，以聚合物种类-结构与性能-合成原理-合成工艺-应用为主线，对课程中的重点着重讲解。
2.精讲多练，把现代教化多媒体技术运用到授课过程中，在教学过程中应留意理论联系实际，把老师讲授与课堂探讨相结合，通过实例提高学生分析问题解决问题的实力。
3.学以致用，把理论学问与生产生活和后续课程相结合。
由于本课程实践性较强，因此采纳启发式教学，培育学生思索问题、解决问题的实力；通过作业调动学生学习的主观能动性，培育学生的自学实力。
高聚物成型工艺学课设
目录第一章绪论1.1设计题目 (3)1.2设计任务 (3)1.3 ABS塑料简要概述及研究意义 (3)1.4 ABS的燃烧机理 (4)1.5阻燃剂的作用机理 (4)第二章制备阻燃ABS原料的选取及配方设计2.1 主要原料的选取 (6)2.2 助剂的选择 (7)2.3 配方设计 (7)第三章生产中物料相关计算3.1物料衡算内容及选定基准 (8)3.2物料衡算相关计算 (8)3.3物料衡算流程图 (11)第四章生产设备的选型4.1设备选型的原则及其分类 (12)4.2设备的技术条件和要求 (13)4.3 定性设备的选取 (13)4.3.1 储罐的选取 (13)4.3.2 自动配料秤的选取 (15)4.3.3 高速搅拌机的选取 (16)4.3.4 失重式喂料机 (17)4.3.5 仓壁振动器的选取 (17)4.3.6 挤出机的选取 (18)4.3.7 水槽的选取 (19)4.3.8 风力吹干机的选取 (20)4.3.9 切粒机的选取 (20)4.3.10 振动筛的选取 (21)4.3.11设置搅拌槽混匀前、后期物料 (21)4.3.12 烘干机的选取 (21)4.3.13 台秤的选取 (22)4.3.14 打包机的选择 (23)第五章阻燃ABS树脂生产工艺流程5.1 概述 (24)5.2 生产方法的确定 (24)5.3 工艺流程 (24)5.3.1 工艺流程 (24)5.3.2 造粒方法 (25)5.3.3 物料输送方式 (25)设计体会 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1设计题目设计题目为：年产1000吨阻燃ABS树脂成型工艺设计。
1.2设计任务（1）生产方法论证；（2）阻燃ABS树脂配方的确定；（3）挤出生产过程的物料衡算、挤出设备选型、挤出成型工艺参数设计；（4）工艺流程图纸1张；（5）设计说明书1份；1.3ABS 塑料简要概述及研究意义ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂是是五大合成树脂之一,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，因而能表现三种组分之间的协同性能：丙烯晴组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度，丁二烯表现的特性是抗冲击强度，苯乙烯表现的特性是加工流动性，光泽性。
高聚物合成工艺学课程设计
高聚物合成工艺学课程设计1. 简介高聚物是指分子量较大的化合物，通常由许多相同或不同的低分子量单体通过共价键或物理吸附力连接而成。
它们具有良好的物理、化学性质和广泛的应用领域。
因此，高聚物合成工艺学被认为是聚合物科学和技术中最基础、最重要的课程之一。
本课程设计将介绍高聚物的基本知识和经典的合成工艺，同时对于主流合成工艺进行评价和探讨。
2. 高聚物的基本知识高聚物合成的基础知识包含聚合物的结构、聚合反应、聚合引发体系、聚合反应动力学等内容。
其中，聚合物结构主要可分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物等，每种结构的聚合物间具有不同的相互作用和特性；聚合反应分为自由基聚合、离子聚合、配位聚合、酸碱聚合和辐射聚合等多种类型，选择合适的聚合反应条件可以获得不同结构和性能聚合物；聚合引发体系包括光聚合、热聚合、溶液聚合等，不同引发体系也能在具体的反应条件下获得适宜的聚合物；聚合反应动力学是研究聚合反应机理和行为的基础，主要通过分级或不同温度的反应监测来确定反应行为和条件。
3. 经典高聚物合成工艺3.1 酯交换法酯交换法是制备聚酯和聚酯类高分子的最基本方法之一。
它基于酯基互换反应，通过酸催化下的乙酸酯类单体与多元醇反应得到聚酯。
通常采用平衡转化法和超额法两种不同的反应体系。
其中，平衡转化法是指在反应体系中保持平衡或加入不断供应单体的方法，通过保持反应进程平衡，使产物分子量分布变窄；而超额法是指在反应体系中加入大量单体，使反应在一定程度上是未定常态的，能够获得更高分子量的产物。
3.2 氧化聚合法氧化聚合法是制备聚合物和聚酰胺的通用供体分子的方法之一。
该方法利用氧化剂使单体进行氧化反应，进而聚合得到高分子。
常见的氧化剂有过氧化苯甲酰、过氧化氢等。
与其他聚合反应相比，这种方法具有反应速率快、产率高、反应条件宽、不需引发剂等优点。
3.3 酰胺反应法酰胺反应法是利用酸催化下的肽键形成的特性，通过底物酸或酐与α-氨基酸或胺反应而得到聚酰胺的方法。
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲(本科)
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲英文名称：Synthetical Technic of Polymer课程类型：专业课课程要求：必修学时/学分：40/2.5适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务过本课程的学习，使学生能掌握几种高聚物生产工艺，并能够用所学基础理论解决实际问题，对生产技术和发展方向有所了解，掌握高聚物合成工艺过程及方法的规律性。
掌握高分子材料科学的基础理论知识、高分子材料合成及改性的方法，具有开发新型高分子材料及产品的初步能力；具有对现有通用产品的生产和操作能力；具有常规分析仪器的操作和检测能力；具有进行技术经济分析和管理的初步能力。
二、课程与其他课程的联系高聚物合成工艺学是将单元操作技术，聚合反应工程及高聚物合成原理等综合一体的应用性较强的课程，该课程是在本专业学生学过了无机化学、有机化学、物理化学、化工原理和高分子化学及高分子物理等专业学科基础课的基础上开设的，在知识和内容上与这些课程紧密相关，特别是化工原理的单元操作和高分子化学的聚合反应过程是构成高聚物合成工艺的基本单元。
三、课程教学目标通过高聚物合成工艺学这门课程的学习，使学生达到以下目的：1 .了解高分子材料合成与分子设计的关系，了解高聚物合成所用的主要单体，合成树脂、合成橡胶、合成纤维、涂料、粘合剂、工程高分子材料、特种高分子、功能高分子等品种的生产和制备方法。
2.掌握重点高聚物品种生产工艺过程、工艺设备、过程控制方法和调节手段，掌握工艺计算和程序。
3.培养和训练学生将所学过的基本理论和技术与高聚物合成工艺紧密结合在一起，形成有机地统一体，从而提高学生分析和解决实际问题的能力。
4.从网上查找相关高聚物发展新材料。
新信息介绍给学生。
开拓学生视野。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）1.教学方式与教学方法的具体改革措施是教学以讲授为主，辅以现场参观和文献调研等教学形式。
在教学过程中将参观辽阳石化分公司烯炷厂的聚乙烯装置。
高聚物合成工艺设计基础课程设计
C9馏分密度：970 kg/m3； 烯烃聚合热：69.9 kJ/mol； 搅拌热：按聚合热的5%计算； 大气吸热：按总交换热的5%计算 C9馏分比热：0.178 kJ/(mol K)。
聚合反应釜设计要求
物料衡算； 热量衡算； 反应釜的计算及选型：
(1) 反应釜的尺寸设计； (2) 加套换热器设计； (3) 搅拌器设计； 手画一张反应釜结构图。
高聚物合成工艺设计基础课程设计 （C9石油树脂聚合反应器设计）
化工与材料工程学院 材料工程系
聚合原理
C9石油树脂是一种浅黄色至棕褐色块 (片)状固体，软化点80～140℃， 比重970～0.975，不溶于水，易溶于有机溶剂，是以乙烯装置生产过程 的副产物裂解C9为主要原料，经聚合而成的热塑性树脂。 在粘性、附着性及与其他类型树脂的相溶性方面，具有独特的优点，而 被广泛地应用在油漆、橡胶、油墨、防火卷材、胶粘剂等多种领域中。
典型配方
年产量：1000 + 20 学号 (吨)； 年工作日：300天，1天2批 (间歇操作)； C9馏分中烯烃含量: 31%； 聚合反应转化率: 98%； 催化剂三氯化铝：按C9馏分中烯烃含量的2%计算； 反应温度：40oC； 反应时间：3小时； 精制过程损率: 1%；
No Image
搅拌釜式反应器
高聚物合成工艺设计基础资料
1、选择工艺路线的原则生产流程应满足产品性能规格要求；选择新技术和新工艺；选定的工艺路线必须能够进行工业化生产；对各项技术经济进行比较；连续化生产问题；装置的大型化；治理三废，消除污染；提高自动化水平，使用计算机管理和控制。
2、工艺流程设计的基本过程基本原则：自顶向下，由整体到局部，由粗至精，逐步细化具体过程：确定整个流程的组成；确定每一个过程或工序的组成；确定操作条件；确定控制方案；合理利用原料和能源，保证经济技术指标；确定三废治理方法；确定安全生产措施3、化工工艺设计各阶段的成果（相关图纸及文件）⑴生产工艺流程草图主要内容：物料流程、图例、设备一览表物料流程包括：设备示意图；流程管线及流向箭头；文字注解。
绘制方法：从左至右，先物流，后图例，最后设.表；设备细实线，物料粗实线，动力中实.线。
⑵工艺物料流程图设备简单外形图，设备名称及位号；物料表；主要设备注明规格和操作条件等⼯工艺参数。
⑶带控制点的工艺流程图强调控制措施和手段；几经修订：设备设计及控制设计完成即开始，布置设计后确定；表示出全部工艺设备，包括物料流程、控制点和图例三部分，由工艺和自控专业人员合作完成。
4各种设备连接方式的优缺点以及应用领域串联：设备串联的特点是物流为单向流动，前置单元设备的出料物流是后续单元设备的进料物流，有时后续单元设备还有其它的进料，而前置单元设备的出料物流不全进入后续单元设备。
从操作设备的功能来分，设备的串联可以分为三种情况：分离设备与分离设备的串联、反应器与反应器的串联、反应器与分离设备的串联。
并联及旁路：两个单元设备并联外，还有三个或多个单元设备的并联，其作用主要是为了增大物料的处理量，扩大生产能力。
分流器的作用只是起简单的分流作用，其各股出料物流的组成均相同，且各并联单元设备的操作条件相同，因而各并联流程的出料物流组成理论上相同。
旁路：这种流程常用在调节产物的组成，在特殊情况下也有用于增大生产能力方面的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
School of Chemical and Materials Engineering
Jilin Institute of Chemical Technology
School of Chemical and Materials Engineering
Jilin Institute of Chemical Technology
C9馏分密度：970 kg/m3； 馏分密度： 烯烃聚合热： 烯烃聚合热：69.9 kJ/mol； ； 搅拌热：按聚合热的 计算； 搅拌热：按聚合热的5%计算； 计算 大气吸热：按总交换热的5%计算 大气吸热：按总交换热的 计算 C9馏分比热：0.178 kJ/(mol K)。 馏分比热： 。
高聚物合成工艺设计基础课程设计 （C9石油树脂聚合反应器设计） 石油树脂聚合反应器设计）
化工与材料工程学院 材料工程系
School of Chemical and Materials Engineeringechnology
C9石油树脂是一种浅黄色至棕褐色块 (片)状固体，软化点 ～140℃， 状固体， 片 状固体 软化点80～ ℃ 比重0.970～0.975，不溶于水，易溶于有机溶剂，是以乙烯装置生产过程 ～ 比重 ，不溶于水，易溶于有机溶剂， 的副产物裂解C9为主要原料，经聚合而成的热塑性树脂。 的副产物裂解 为主要原料，经聚合而成的热塑性树脂。
在粘性、附着性及与其他类型树脂的相溶性方面，具有独特的优点， 在粘性、附着性及与其他类型树脂的相溶性方面，具有独特的优点，而 被广泛地应用在油漆、橡胶、油墨、防火卷材、胶粘剂等多种领域中。 被广泛地应用在油漆、橡胶、油墨、防火卷材、胶粘剂等多种领域中。
School of Chemical and Materials Engineering
Jilin Institute of Chemical Technology
典型配方
年产量： 年产量：1000 + 20 × 学号 (吨)； 吨； 年工作日： 间歇操作)； 年工作日：300天，1天2批 (间歇操作 ； 天 天 批 间歇操作 C9馏分中烯烃含量 31%； 馏分中烯烃含量: ； 聚合反应转化率: 98%； 聚合反应转化率 ； 催化剂三氯化铝： 馏分中烯烃含量的2%计算； 计算； 催化剂三氯化铝：按C9馏分中烯烃含量的 计算 反应温度： 反应温度：40oC； ； 反应时间： 小时 小时； 反应时间：3小时； 精制过程损率: 精制过程损率 1%； ；
School of Chemical and Materials Engineering
Jilin Institute of Chemical Technology
聚合反应釜设计要求
物料衡算； 物料衡算； 热量衡算； 热量衡算； 反应釜的计算及选型： 反应釜的计算及选型： (1) 反应釜的尺寸设计； 反应釜的尺寸设计； (2) 加套换热器设计； 加套换热器设计； (3) 搅拌器设计； 搅拌器设计； 手画一张反应釜结构图。 手画一张反应釜结构图。