高聚物合成工艺学重点整理
高聚物合成工艺学 考试重点

◆2、自由基聚合、聚合工艺,生产高分子有何特点?聚合工艺:本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合特点:自由基聚合所得的均聚物或共聚物都是碳碳主链的线性高分子量聚合物。
在纯粹状态下是固体,由于结构规整性差,所以多数是无定型聚合物。
物理状态与Tg有关。
◆4、PVC生产工艺,用乳液法和悬浮法的特点和区别?两者喷雾干燥后产品PVC都是粉状物。
悬浮得到的产品粒径约为100微米,而乳液得到的粒径在数10微米左右。
但加入增塑剂调合后,乳液聚合干燥的产品则生成糊状分散体系,静置后不沉降,而悬浮法的产品不能生成糊状物。
所以树脂绝大数是由悬浮法生产而需要PVC糊进行塑料成型加工时则必须用乳液法。
◆5、自由基聚合合成橡胶一般采用什么工艺?为什么?乳液聚合。
因为合成橡胶在室温下为弹性体状态,容易粘结成块,所以不用本体和悬浮聚合生产。
如果用溶液聚合则增加溶剂回收工序,成本提高了。
◆6、本体聚合特点优点:无其他反应介质;产品纯度较高;过程简单,无需回收缺点:(1):散热困难原因:体系放热大,单体比热小,传热效率低解决方法:设计反应器时尽可能增大传热面积,采用分段聚合,进行预聚合;向单体中添加聚合物以降低单位质量物料放出的热量,降低转化能(2):凝胶效应原因:聚合不完全解决方法:后处理去除未反应的单体◆7、悬浮聚合的特点优点:(1):散热容易(2):以水作为介质,成本低,溶液产品易沉淀,分离方便(3):产品颗粒形状好,符合不同颗粒要求(4):体系粘度低,温度易控制,产品质量稳定,易搅拌,易除去,回收方便缺点:带有少量分散剂残留物,不易产生透明,绝缘性好的产品,分子量比溶液聚合高,杂质比乳液聚合少◆8、有机液滴在水相中稳定的条件(1):有机分散相与水连续相的界面之间应当存在保护膜或粉状保护层以防液滴凝结(2):反应器的搅拌装置应具备有足够的剪切速率以便凝结的液滴重新分散(3):搅拌装置的剪切力应当能够防止两相由于密度不同而分层。
高聚物合成工艺学复习资料

高聚物合成工艺学复习资料-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第一章请简述高聚物生产的主要过程:原材料的准备、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程。
必须要有流程图。
原材料的准备过程:单体和溶剂的精制,目的是阻聚剂、除杂、提纯,方法有蒸馏、冷凝、干燥、吸附;催化剂(引发剂)和其它助剂的配制。
目的是稀释、计量。
聚合过程:聚合的主要任务:使单体在一定的温度、压力等条件和引发剂(催化剂)作用下进行聚合反应,获得具有一定分子量及分子量分布的具有加工性能和使用性能的聚合物。
聚合工艺条件及设备的要求:高纯度的单体助剂、严格控制反应条件、对设备管线的要求;聚合实施方法:自由基聚合实施方法、离子和配位聚合实施方法、缩聚实施方法。
聚合反应的操作方式:间歇聚合:分批投料,分批出料的聚合方法,该方法优点是易控制反应时间,易改变产品品种,适宜小批量生产,缺点工艺条件不稳定,质量不稳定,劳动生产率低;连续聚合:即连续进料并连续出料的聚合方法,其优点是自动化程度高,工艺和产品质量不稳定,污染小,能耗低,劳动生产率高,适宜大规模生产,缺点难变换产品品种,技术复杂,一次性投资大。
聚合设备主要类型:釜式聚合反应器、管式聚合反应器、塔式聚合反应器、挤出式聚合反应器。
分离过程分离的主要任务:除去未反应单体、残废催化剂和助剂、反应介质,有些生产过程不需要分离;主要分离方法:真空脱单体、水洗离心过滤、闪蒸脱单体、凝聚闪蒸脱单体过程——通过降低压力使单体汽化实现与聚合物分离的生产工过程凝聚过程——在合成橡胶生产过程中,把聚合物从乳液或溶液中分离出来的过程。
处理过程:合成树脂的后处理、合成橡胶的后处理回收过程:单体回收、溶剂回收第二章请概述生产单体的原料路线的石油化工路线并比较各自的特点。
石油裂解生产烯烃:原料轻柴油(沸点3500C以下),裂解温度 750~8200C,稀释剂水蒸汽,停留时间 0.2 ~0.5s,主要产品乙烯、丙烯、C4馏分,主要设备管式裂解炉;石脑油裂解生产芳烃:原料全馏程汽油C6 ~ C11(沸点220C以下,由原油常压蒸馏得到的汽油),裂解温度 8200C,主要产品有苯、甲苯、二甲苯,主要设备管式裂解炉、重整反应器C4馏分制取丁二烯:第三章自由基本体聚合1、自由基本体聚合单体、引发剂及聚合方法?2、高压聚乙烯生产过程中聚合温度、压力和停留时间对LDPE的大分子结构、分子量及其分布、聚合物的密度等有何影响?反应温度↑,反应速率↑,分子量↓,支链↑;压力↑,分子间碰撞几率↑,聚物合的产率和LDPE分子量↑,支链度↓,密度↑。
高聚物合成工艺复习题(精品文档)

《聚合物合成工艺学》复习题一、重要的基本概念1、高分子材料发展史上,第一个工业化的合成树脂是酚醛树脂。
2、为防止单体在贮存运输过程中发生自聚,应在单体原料中添加少量的阻聚剂,它的用量大致是单体质量的 0.1 – 5 %。
3、搅拌器的桨叶形状目前工业上常用的有锚式或平桨式、涡轮式、螺轴式或螺带式等。
4、熔融缩聚制备 PET 的反应中常伴有的副反应有环化反应或基团消去反应、化学降解反应或脱羧反应或链交换反应等。
5、聚合物在聚合釜中分批产生的聚合操作方式称为间隙操作;原料连续进入聚合釜,聚合物连续出料的聚合操作方式称为连续操作。
6、白油的主要成分是脂肪族烷烃混合物。
7、脲醛压塑粉也称电玉粉。
主要用于压制各种颜色鲜艳的日用品如纽扣、瓶盖、食品盒等。
8、除去与聚合物不相溶的液相介质可采用离心分离,除去少量水分和少量有机溶剂的操作方法是气流干燥方法。
9、Carothers 依据聚合后是否生成小分子副产物将聚合反应分为加聚反应和缩聚反应,而Flory 将聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合则是从反应机理的角度进行分类的。
10、聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体,因此本体聚合过程中生成的聚氯乙烯以细粉状态析出,这种聚合称之为非均相本体聚合。
11、乳化剂的三相平衡点是指分子状态、胶束状态、凝胶状态三相平衡时的温度点。
乳化剂在高于三相平衡点温度时起乳化作用。
12、制备丁苯乳液的配方中添加一定量的歧化松香酸钠的作用是乳化作用。
13、生产聚丙烯腈的配方中引入质量分数为 5%-10%的丙烯酸甲酯,目的是为了改善聚丙烯腈的脆性,增加其柔韧性和弹性。
14、制备脲醛树脂的反应中,尿素的官能度是 4 。
15、计算三聚氰胺单体的摩尔质量。
16、工业上常用的二异氰酸酯单体有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等。
17、20世纪50年代,Ziegler-Natta 等发明了有机金属引发体系,在较温和的条件下合成了高密度聚乙烯和全同聚丙烯,因此获诺贝尔奖。
高聚物合成工艺学复习

1、为什么要对聚合物进行后处理? 经过分离过程制得的聚合物,含有一定的水分和未脱除的少量溶剂,需要经过脱水和干燥。
2. 合成树脂的后处理过程潮湿的粉状树脂稳定剂干燥的粉状树脂干燥方法:气流干燥和沸腾干燥3.聚合方法的选择:聚合方法的选择取决于聚合物性质;相同性能的产品,产品质量好,设备投资少,生产成本低的方法将得到发展。
其它方法则逐渐被淘汰。
4.高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用答:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物。
对于废气处理,应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露,并且加强监测仪表的精密度,以便极早察觉逸出废气并采取相应措施,使废气减少到容许浓度之下。
对于三废的处理,首先在井陉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,例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法,或采用密闭循环系统。
必须进行排放时,应当了解三废中所含各种物质的种类和数量,有针对性地回收利用和处理,最后再排放到综合废水处理场所。
废弃物的回收利用有以下三种途径: 1、作为材料再生循环利用; 2、作为化学品循环利用;3、作为能源回收利用5.生产单体的原料路线有那些?答:石油路线:石油行高温裂解,得到的裂解气经分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。
产生的液体经加氢后催化重整使之转化为芳烃,经萃取分离可得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。
然后可将它们直接用作单体或进一步经化学加工以生产出一系列单体。
煤炭路线:煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。
由煤焦油经分离可得到苯,甲苯、苯酚等。
焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石,电石与水反应生成乙炔,由乙炔可以合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原料。
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。
《高聚物成型工艺》复习笔记

《高分子加工原理与技术》复习笔记L影响高聚物加工粘度的工艺因素有哪些?答:(1)剪切速率的影响。
聚合物熔体的一个显咅抽征是八们I 丫顿行为,黏度随明切速率的增加而下降。
在高剪切速率下熔体黏度比低剪切速率下的黏度小几个数量级.不同聚合物熔体在流动过程中,随剪切速率的增加>黏度下降时不柑同的。
从黏度剪切速率的依赖性来说,一般橡胶对明切速率的敏感性要比塑料大。
不同塑料的敏感性也有明显差别。
对剪切速率敏感性大的塑料,可采用提高剪切速率的方法使其黏度下降。
而黏度降低使聚合物熔体容易通过浇口而充满模具型腔,也可使大型注塑机能耗降低。
⑵温度的影响。
a 着温度的握宙“聚合物分子间的相互作用力减弱,聚合物熔体的黏度降低,流动性增大。
活化能越大,黏度对溫度越为敏感。
溫度升高,其黏度下降越明显。
⑶压力的影响。
体积压缩必然引起自山体积减少,分子间距离缩小,将导致流体的黏度增加,流动性降低。
⑷ 分子参数和结构的影响。
①相对分子质量。
聚合物熔体的黏度流动主要是分子链之间的相对位移。
相对分门贞量越大,流动性差,黏度较高。
反之,黏度较低些。
②相对分子质量分布。
相对分子质量分布宽的聚合物,易于加工,但此材料的拉伸强度较低。
③支化。
半相对分子质量相同时,分子链是直链型还是支链型及其支化程度,对黏度影响很大。
高的支化程度会导致凝胶形成,使合成橡胶变硬>流动性差。
一长链支化对熔体黏度的影响较为复杂。
在低于临界相对分子质S时,有相同相对分子质量的长支链聚合物比线性聚合物的黏度低。
而高于时,在低剪切速率下,长支链聚合物有较高的黏度;但在高剪切速率下, 长支链聚合物的黏度较低。
⑸添加剂的影响。
影响流动性能显著的添加剂有增塑剂、润滑剂和填料等。
①增塑剂。
加入增塑剂会降低成型过程中熔体的黏度。
②润滑剂。
聚合物中加入润滑剂可以改善流动性。
③填料。
填料的加入,一般会使聚合物的流动性降低。
填料对聚合物的影响与填料直径大小有关。
粒子小的填料,会使其分散所需的能量较多,加工时流动性差,但制品的表面较光滑.力学强度较高。
高聚物合成技术复习提纲

说明:粗体部分重点把握,方框部分为名词术语。
仅作为复习资料用。
1.高分子有天然高分子与合成高分子之分,合成高分子是通过聚合反应。
聚合反应根据不同的分类方法分成不同的类型,机理分为连锁聚合和逐步聚合,连锁聚合反应根据其活性中心分成自由基聚合,离子聚合和配位聚合,连锁聚合反应中只有一种单体参加的称为均聚合,两种或两种以上单体参加的则称为共聚合,但对其它聚合不适用,如己二胺与己二酸的缩聚不叫共聚合。
逐步聚合包括缩聚和逐步加成聚合。
根据聚合时单体和聚合物的结构变化分成加聚反应,缩聚反应和开环聚合反应,加聚反应的产物称为加聚物,缩聚反应的产物称为缩聚物。
2.会写常见单体或聚合物的聚合反应式。
(聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,天然橡胶,丁苯橡胶,顺丁橡胶,聚对苯二甲酸乙二醇酯聚己二酰己二胺)。
注意共轭二烯类单体聚合时有1,4-聚合,1,2-聚合和3,4-聚合之分,一般不加说明时只写1,4-聚合。
单体的生产路线主要有石油路线,煤炭路线和其它路线,石油路线主要生产三烯(乙烯,丙烯,丁二烯),三苯(苯,甲苯,二甲苯),煤炭路线主要生产乙炔。
4.三烯的生产主要是石油的炼制(常减压蒸馏)的轻油组分,如轻柴油或炼厂气经裂解分离后得到;三苯是石油的炼制(常减压蒸馏)的石脑油组分经重整或加氢汽油,萃取分离得到;煤炭炼焦后得到焦炭,与生石灰反应形成碳化钙,与水反应形成乙炔(反应式)。
5.单体有烯类单体(单烯类和共轭二烯类)和带有可反应官能团的单体,单烯类单体的选择性与取代基的体积效应和共轭效应有关,一般取代基的体积不太大,具有一定的吸电性的取代基可进行自由基聚合,如乙烯,氯乙烯,丙烯酸或酯类,甲基丙烯酸甲酯,乙酸乙烯酯,丙烯腈等;带有供电性取代基的可进行阳离子聚合,主要是异丁烯;带有吸电性取代基且形成π-π共轭的可进行阴离子聚合,如丙烯酸酯类,丙烯腈等;苯乙烯,丁二烯,异戊二烯等三种聚合均可。
***丙烯只能进行配位聚合,目前配位聚合的单体是α-烯烃和共轭二烯烃。
高聚物合成工艺学总结

名词解释浊点:非离子表面活性剂被加热到一定温度,溶液由透明变为浑浊,出现此现象时的温度称为浊点,乳液聚合在浊点以下进行均缩聚:一种单体参加的缩聚反应共缩聚:均缩聚体系和混缩聚体系加入其它单体进行缩聚三相点:离子型乳化剂在一定温度下会同时存在乳化剂真溶液、胶束和固体乳化剂三相态,此温度点称三相点。
乳液聚合在三相点以上进行。
离子聚合:乙烯基单体,二烯烃单体以及一些杂环化合物在某些离子的作用下进行的聚合反应称之为离子聚合反应。
(单体在阳离子或阴离子作用下,活化为带正电荷或带负电荷的活性离子,再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应,统称为离子型聚合反应)配位聚合:是烯烃单体的碳-碳双键与引发剂活性中心的过渡元素原子的空轨道配位,然后发生位移使单体分子插入到金属-碳之间进行链增长的一类聚合反应。
混缩聚(异缩聚物):两种单体参加的缩聚反应逐步加成聚合反应:某些单体分子的官能团可以按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物,但又不析出小分子副产物,这种反应称为逐步加成聚合反应。
扩链反应:预聚物通过末端活性基因的反应使分子相互连结而增大分子量的过程均相本体聚合:指生成的聚合物溶于单体(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯)。
非均相本体聚合:指生成的聚合物不溶解在单体中,沉淀出来成为新的一相(如氯乙烯)。
HLB值:亲水亲油平衡值用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。
HLB值越大表明亲水性越大;反之亲油性越大。
"临界胶束浓度"(CMC):表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度.从结构而言,疏水基团越大,则CMC值越小。
在烃基带有极性基团时,CMC值增大。
萃取精馏:是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。
基本原理是,液体的混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂,以增大液体混合物中各组分的挥发度的差异,使挥发度相对地变大的祖坟可以由精馏塔顶馏出,挥发度相对地变小的组分则与加入的溶剂在塔底流出。
高聚物合成工艺学-第5章

(4)熔融缩聚连续生产的反应装置 a. 采用数个缩聚釜串联,分段控制,可减少对真空条件要求严格 的最后一个聚合釜的体积。 b. 最后一个缩聚釜,不仅要求能够保证保持高真空,而且高粘度 物料必须在缩聚釜中,呈活塞式流动避免返混。 c.采用卧式分室缩聚反应釜。
卧式分室缩聚反应釜
卧式两段搅拌分室缩聚反应釜
(5)温度的影响:多数缩聚反应是放热反应,即T↑,K↓,Xn ↓。
温度越高,反应速度越快 温度越高,平衡常数减小 注意反应温度过高存在分解副反应和单体挥发等不良作用。 (6)氧的影响 在高温下,会导致氧化降解、交联等副 反应,以及产品的性能和外观的影响。
在惰性气体保护下反应或加入抗氧化剂
(7)反应压力的影响:p↓,nw↓,Xn↑。
例如连续法生产PET树脂工艺 乙二醇 对苯二甲酸
混合釜 (T=30-40oC, p=大气压) 酯化釜I (T=250-260oC, p=1.5-2.0×105)
酯化釜II (T=255-270oC, p=0.5-1.0×105)
缩聚釜I (T=265-275oC, p=0.5-0.8×105) 缩聚釜II (T=275-280oC, p=0.05-0.08×105) 缩聚釜III (T=280-285oC, p=0.01-0.02×105)
第五章 缩合聚合生产工艺
第一节 概述 1. 逐步聚合反应
●聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的。 ●每步反应的机理相同,因而反应速率和活化能大致相同。
●反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组成,单
体以及任何中间产物两分子间都能发生反应。
●聚合产物的分子量是逐步增大的。
最重要的特征:聚合体系中任何两分子(单体分子或聚合物分子) 间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。
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1.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)釜内金属钝化;(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加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等;(3)釜内壁涂极性有机物,防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接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加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多,(而且生产工厂技术保密,主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物,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)达到清釜目的。
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应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应 3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量 4)分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率 5)聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6)回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境3. 生产单体的原料路线有几条?试比较它们的优缺点?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。
以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。
裂解气经分离精制可得到乙烯、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(萃取分离)得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。
(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。
煤焦油经分离精制得到苯、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 反应得到乙炔。
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基本原料,直接用作单体或经化学加工为单体。
本路线原料不足、成本较高,但它也是充分利用自然资源,变废为宝的基础上小量生产某些单体,其出发点是可取的。
4.高压聚乙烯分子结构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应的机理进行聚合。
高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,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,安全,易分离.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净 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,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合:升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2C 3、分离:当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为加链终止剂, 4、聚合物后处理:然后进入单体回收,干燥,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:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度,密度和表面张力等;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,易于清楚反应热,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,从而引发反应.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,安全性和生产成本.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)熔点或沸点的高低 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)充分干燥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~=Kp 2)溶剂的链转移作用几乎不可避免,为得到一定分子量的聚合物,溶剂的Cs不能太大,即Kp>>Ktr,s 3)如果要得到聚合物溶液,则选择聚合物的良溶剂,而要得到固体聚合物,则应选择聚合物的非溶剂4)尚需考虑毒性和成本等问题11.比较缩聚与加聚反应特征?答: 缩聚: 一般遵守逐步聚合机理,反应过程中有小分子副产物产生,每一步反应的速率和活化能大致相同,反应早期转化率就很高,随后低聚物继续反应,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应加聚: 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、链终止等基元反应进行,各基元反应的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,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量?答: a、保证原料配比等摩尔b、保证原料纯度、无杂质 c、选用合适的催化剂d、使反应温度控制在适当的范围e、反应前期通入惰性气体,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,当物料配比和反应条件控制适当时,新加入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、自由基聚合反应的实施方法有几种?分别能生产哪些主要的高聚物品种?高分子聚合反应实施方法有自由基聚合(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。
反应分两步进行:Ⅰ开环加成;Ⅱ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(BF3) b路易氏碱作用下为阴离子聚合机理(叔胺);2 固化剂参与固化反应的固化机理 a胺类与环氧树脂的固化反应,伯胺基含有两个活泼氢,可与两个环氧基反应。
b酸酐与环氧树脂的固化反应(酯化反应)。
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经缩聚生成的聚酯为原料。
聚合原理:缩聚反应工艺工程:直缩法、酯交换法、环氧乙烷加成法2、锦纶:聚酰胺纤维,以己内酰胺为原料聚合原理:可逆逐步缩聚反应工艺过程: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:自由基共聚合反应工艺过程: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应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 ´反应介质和辅助剂的准备 3´聚合 4´单体和溶剂的回收 5´橡胶的分离6´洗液7´脱水和干燥 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:在聚合反应中,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应的加剧,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.聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些?适用范围如何?①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;②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应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
21.简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。