聚合物合成工艺学测试答案
聚合物合成工艺学习题
名词解释Ziegler-Natta催化剂：中文译名“齐格勒-纳塔”催化剂，由三乙基铝与四氯化钛组成，是一种优良的定向聚合催化剂。
催化剂又称触媒,可以组合成Ziegler-Natta触媒的化合物种类相当多，Ziegler-Natta触媒可由下列的化合物组合而成：周期表中第IV到第VIII族的过渡金属化合物，和周期表中第I到第III族的金属所组成的有机金属化合物。
其中过渡金属化合物为触媒，而有机金属化合物为助触媒。
爆炸极限：可燃物质与空气或氧气必须在一定浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇火源才会发生爆炸，这个浓度范围成为爆炸极限，或爆炸浓度极限逐步加成反应:某些单体的官能团可按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物，但又不会析出小分子副产物，这种反应称为逐步加成聚合反应。
界面缩聚:两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。
工程塑料:是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
表面活性剂：是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
乳化剂:能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。
乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂HBL值：用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分和亲油部分对其性质所作贡献大小的物理量。
种子乳液聚合：单体原则上仅在已生成的微粒上聚合，而不形成新的微粒，即仅增加原来微粒的体积，而不增加反应体系中微粒的数目。
核-壳聚合：两种单体进行共聚合时，如果一种单体首先进行乳液聚合，然后加入第二种单体再次进行乳液聚合，则前一种单体聚合形成乳胶粒子的核心，好似种子，后一种单体则形成乳胶粒子的外壳。
金属茂催化剂：由过渡金属锆（Zr）与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子（或甲基）形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氯烷组成。
Phillips催化剂活化处理：400～800℃温度下，于干燥空气中进行活化，使铬原子处于Cr+6状态。
高聚物合成工艺学答案高聚物答案
高聚物合成工艺学答案高聚物答案5(指明影响引发剂引发效率的原因。
引发效率的定义是引发剂分子分解产生的初级自由基用于形成单体自由基的百分数。
影响引发效率大小的原因主要有以下几个方面:如果存在“笼蔽效应”，则引发效率降低;如果存在“诱导分解”，则引发效率降低，该影响取决于引发剂的种类;如果被引发单体的活性较大，则引发效率增加，反之，减小;1如果被引发单体浓度较低，且在溶液聚合条件下，则容易形成“笼蔽效应”，而使引发效率降低;如果聚合体系黏度较高，则“笼蔽效应”也较严重，则引发效率降低;溶液聚合时的引发效率低于本体聚合和悬浮聚合。
6(画出自由基聚合时的聚合速率变化曲线，并阐明各阶段的产生原因。
该曲线可以明显地分为诱导期、聚合初期、聚合中期、聚合后期四个阶段。
其中聚合初期属于微观动力学研究范畴，聚合中期以后为宏观动力学研究范畴。
1、诱导期的特征是聚合速率为零。
在诱导期阶段，引发剂分解产生的初级自由基，主要被阻聚杂质所终止，不能引发单体，无聚合物生成，聚合速率为零。
诱导对工业生产的危害是延长聚2合周期，增加动力消耗。
消除诱导期的根本途径是必须清除阻聚合杂质，将杂质含量控制在0.003%以下，单体纯度达99.9,,99.99,以上。
非常纯净的单体聚合时，可以没有诱导期。
2、聚合初期的特征是聚合速率等速平稳。
此阶段在诱导期过后，阻聚杂质耗尽，并由于大分子较少，体系粘度较低，单体和链自由都能进行正常聚合。
在进行微观动力学研究时，转化率控制下5,以下;在工业生产中控制在10,,20 ,以下。
3、聚合中期的特征是聚合速率自动加速。
原因是由于转化率增高，体系内大分子浓度增加，造成粘度增大，使长链自由基的活动受阻，甚至端基包裹，难于双基终止，kt下降;而单体分子因体积较小，仍可以自由活动，能继续与链自由基碰撞而增长，kP不变或变化不大。
这样造成聚合速率Rp随kp/kt1/2的急剧增加而自动加速。
这种由于体系粘度增加所引起的不正常动力学行为称为凝胶效应。
2023聚合工艺作业题库及答案
2023聚合工艺作业题库及答案一、判断题（共50题，共100分）1. 燃烧与爆炸之间不可相互引发、转化正确（江南博哥）答案：错误2. 高聚物的分子量是平均分子量,且呈多分散性。
正确答案：正确3. 易燃或可燃液体饱和蒸汽压越高 ,其闪点越低 ,火灾的危险性越大正确答案：正确4. 化工生产五字操作法是 :听、摸、查、想、问正确答案：正确5. 爆炸极限是指爆炸上限正确答案：错误6. 由一种单体形成的聚合物成为共聚物正确答案：错误7. 燃烧的三个特征是 :放热、发光、新物质生成正确答案：正确8. 塑料安全帽有效期自制造完成之日起计算,为 30个月正确答案：正确9. 生产经营单位可以以货币或者其他物品替代应当按规定配备的劳动防护用品正确答案：错误10. 皮革或缝制的工作手套也可以在处理危化品时使用正确答案：错误11. 防护服包括帽、衣、裤、围裙、套裙、鞋罩等 ,有防止或减轻热辐射和化学污染机体的作用正确答案：正确12. 机关、团体事业单位应当至少每季度进行一次防火检查,其他单位应当至少每月进行一次防火检查。
正确答案：正确13. 消防设施、器材或者消防安全标志的配置、设置不符合国家标准、行业标准 ,或者未保持完好有效的 ,责令改正 ,处五千元以上五万元以下罚款正确答案：正确14. 气瓶应存放在制定地点并悬挂警示标识 ,氧气瓶、乙炔瓶或易燃气瓶不得混放正确答案：正确15. 大火封门无法逃生时 ,可用浸湿的毛巾衣物堵塞门缝 ,发出求救信号等待救援正确答案：正确16. 单位应当对动用明火实行严格的消防安全管理。
禁止在具有火灾、爆炸危险的场所使用明火。
特种作业人员危险化学品安全作业聚合工艺作业正确答案：正确17. 对于聚合级乙烯,为了保持聚合催化剂的使用寿命,要严格限制乙炔含量正确答案：正确18. 生产装置的气密试漏就是对装置各密封点气密性的全面检查正确答案：正确19. 设备检修进入作业前要求设备内氧含量大于18%,可燃气小于10%正确答案：错误20. 盲板一般应加在有物料管道阀门的后面正确答案：正确21. 在燃爆危险的生产区域不得使用铁质工具正确答案：正确22. 储罐、容器等危险场所的动火作业属于一级动火作业正确答案：错误23. 对于实际气体 ,与理想气体相近的条件是低温低压正确答案：错误24. 化合物的沸点随着分子量的增加而增加正确答案：错误25. 流化气体的速度对流化床的流态化以及混合调节有很大的影响正确答案：正确26. 工艺过程排放是造成石化行业污染的主要途径正确答案：正确27. 安全阀校验可采用在线校验或离线校验的方式。
聚合物合成工艺学思考题及 其答案
第一章1.简述高分子化合物的生产过程。
答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。
调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。
优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。
缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。
连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。
优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。
适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。
缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。
3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。
分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。
后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。
合成工艺答案.doc
一、填空1.引发剂配制和注入2.管式法3.聚合速率，粘度4.高，低5•爆聚6.甲基丙烯酸甲酯7•有机玻璃8•预聚合9.监测压力10.预聚釜二、选择1. AC2.D3.D4.A5.A6. C7. B8.D三、简答1、简述甲基丙烯酸甲酯本体聚合的特点？甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃常常采用分段聚合方式，先在聚合釜内进行预聚合，后将聚合物浇注到制品型模内，再开始缓慢后聚合成型。
预聚合有几个好处，一是缩短聚合反应的诱导期并使“凝胶效应”提前到来，以便在灌模前移出较多的聚合热，以利于保证产品质量；二是可以减少聚合时的体积收缩，因MMA由单体变成聚合体体积要缩小20%~22%,通过预聚合可使收缩率小于12%,另外浆液粘度大，可减少灌模的渗透损失。
2、高压聚乙烯流程分哪五个部分？高压聚乙烯流程分五个部分，即乙烯压缩、引发剂配制和注入、聚合、聚合物与未反应的乙烯分离、挤出和后序处理（包括脱气、混合、包装、贮存等）。
3、苯乙烯分段聚合的工艺流程有哪三种？苯乙烯分段聚合的工艺流程有三种，即塔式反应流程、少量溶剂存在下的生产流程和压力釜串联流程4、采用什么措施解决苯乙烯本体聚合过程的散热问题？工业生产上，聚合反应先在80-110°C下进行，不仅控制活性中心数目，同时适当控制聚合放热速率，当转化率达35%左右时，恰是自加速效应后，再逐渐提高反应温度至230°C,使反应完全。
苯乙烯连续熔融本体聚合的方法，苯乙烯本体聚合工艺采用连续法比较普遍，大体分为两类（1）分段聚合：逐步排除反应热，最终达到聚合反应完全；（2）聚合反应到一定程度，转化率约达40%,分离出来反应的单体循环使用。
5、本体聚合特点？聚合过程无其他反应介质，产品纯度高；工艺简单，设备少，无回收工序；放热反应，放热量较其他聚合方法大，散热是关键；生产速度快，反应温度难恒定；产品分子量分布宽。
本体聚合场所：本体内。
反应过程温度难以控制，故产品分子量分布较宽。
聚合物合成工艺学测试的答案3
三次测试的答案
A、为什么熔融缩聚的关键问题是高粘度流体中小分子副产物的脱除?请问有何
措施可以促进小分子副产物脱除？
为了使缩聚反应向生成高聚物的方向顺利进行，在生产过程中必须将反应生成的小分子化合物及时脱离反应区。
措施：(1)采取强有力的抽真空系统
(2)采取激烈的搅拌以加大小分子副产物的扩散面积
(3)改善反应器结构
(4)用化学方法改善小分子副产物的扩散速度
(5)通入惰性气体带走小分子副产物的方法
B、缩聚反应中如何尽量保证功能团的等摩尔比
1、使用高纯度的单体
2、先生成二聚体，再用二聚体进行均聚
3、易挥发组分稍过量
4、聚酯类，先可用一元醇反应，然后用二元醇水解
C、高分子聚合工艺中有哪些典型的原料加料方式？目的何在？
一般分两种方法：一种叫一次法，将全部原料一次投入缩合釜中，升温、搅拌进行聚酯反应；
另一种叫二步法。
目的：一步法操作简便，二步法为了控制转化率和反应温度。
D、简述聚合反应终点控制的方法？
（1）当K为已知时．可求出合成预定聚合度的聚合物所需时间。
（2）但若K较小，逆反应平衡常数K不容忽视，速度方程较为复杂，通常要通过实验确定。
（3）在生产中一般根据经验(电压一定，搅拌马达电流增大)，就可估计反应程度，以控制终点
E、简述分离过程优劣的检验标准
①产品是否最大限度地回收了 , 并保证了质量 ;
②原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度地得到了回收、利用 ;
③后处理步骤 , 无论工艺还是设备是否足够简化 ;
④三废量是否达到最小。
聚合物合成工艺学样题
A 交联 B 构成 PU 中的软段部分 C 构成 PU 中的硬段部分 D 增大分子量
1
得分
二. 填空题（每空 0.5 分，共 10 分）
1. 在 聚 合 物 合 成 工 业 生 产 中 主 要 包 括 以
下
、
、
、
、
和
六个生产
过程。
2. 工业上为简化测定聚乙烯分子量的方法，而采用
来相对地表示相应的分子量及
8. 下列对于官能度表述正确的是（ ）
A 单体的官能度即单体上的所有官能团数目 B 指单体上可以参加反应的官能团数目 C 指单体上反应活性中心的数目 D 指单体上反应活性中心的数目与所有官能团数目
9. 对于环氧树脂来说，环氧值越少，其分子量（ ）
A 越小 B 越大 C 无影响 D 无法判断
10. 聚氨酯的配方中，扩链剂的作用是（ ）
、
、苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯
酸甲酯均聚物及其共聚物等。
6. 工业聚乙烯的类型有
、
、
和超高分子量聚乙
烯等。
8. 聚酰亚胺(Polyimide,简称 PI)的大分子主链中含有
基团，它的性能特点是
。
得分
三. 名词解释（每题 5 分，共 20 分）
1. 塑料（Plastics）：
2.橡胶（Rubber）： 3. 半衰期和诱导期： 4. 分散剂(Dispersant)：
2
得分
四. 简答题（每题 6 分，共 24 分）
1. .试述合成高分子材料所用的单体的主要性能,在贮存,运输过程中以及在使用时应注意那些问
题?
2. 自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节? 3. 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? 4. 简述 PVC 悬浮聚合工艺过程。
聚合物合成工艺学习题
名词解释Ziegler-Natta催化剂：中文译名 "齐格勒-纳塔〞催化剂，由三乙基铝与四氯化钛组成，是一种优良的定向聚合催化剂。
催化剂又称触媒,可以组合成Ziegler-Natta触媒的化合物种类相当多，Ziegler-Natta触媒可由以下的化合物组合而成：周期表中第IV到第VIII族的过渡金属化合物，和周期表中第I到第III族的金属所组成的有机金属化合物。
其中过渡金属化合物为触媒，而有机金属化合物为助触媒。
爆炸极限：可燃物质与空气或氧气必须在一定浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇火源才会发生爆炸，这个浓度范围成为爆炸极限，或爆炸浓度极限逐步加成反响:*些单体的官能团可按逐步反响的机理相互加成而获得聚合物，但又不会析出小分子副产物，这种反响称为逐步加成聚合反响。
界面缩聚:两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进展缩聚反响的方法。
工程塑料:是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
外表活性剂：是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的外表能定向排列，并能使外表张力显著下降的物质。
乳化剂:能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。
乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类外表活性剂HBL值：用来衡量外表活性剂分子中的亲水局部和亲油局部对其性质所作奉献大小的物理量。
种子乳液聚合：单体原则上仅在已生成的微粒上聚合，而不形成新的微粒，即仅增加原来微粒的体积，而不增加反响体系中微粒的数目。
核-壳聚合：两种单体进展共聚合时，如果一种单体首先进展乳液聚合，然后参加第二种单体再次进展乳液聚合，则前一种单体聚合形成乳胶粒子的核心，好似种子，后一种单体则形成乳胶粒子的外壳。
金属茂催化剂：由过渡金属锆〔Zr〕与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子〔或甲基〕形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氯烷组成。
Phillips催化剂活化处理：400～800℃温度下，于枯燥空气中进展活化，使铬原子处于Cr+6状态。
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6、详述上列氯乙烯悬浮聚合工艺的六大工艺流程？P7 P263
答：1、原料的制备和保安精制；包括氯乙烯单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。
（单体纯度要求>99.88%；所用反应介质水，应经过离子交换树脂或磺化煤进行脱盐处理。
处理后的pH应在5-8.5范围，硅胶含量=<1.2mg/L）
2、催化剂和引发剂的制备过程；包括聚合物用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
（反应前期和反应后期应当使用不同半衰期的引发剂，多用复合引发剂，加入经计量的各种助剂如链转移剂、链终止剂、抗鱼眼剂、防粘釜剂于反应釜中，加经计量的氯乙烯单体，升温并加入引发剂、分散剂）
3、聚合过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换器设备及反应物料输送过程与设备。
（聚合反应开始及通夹套水冷却，大中型反应器除夹套水冷却外，还借助单体回流移走反应热；加入链终止剂或迅速脱出未反应的单体，使之进入单体回收系统）
4、分离过程；包括未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
（减压脱除未反应的单体。
使之进入回收系统将反应好的PVC物料进行单体剥离（气提）除VC，剥离单体后的浆料经热交换器冷却，送往离心分离段，过滤床脱出水分，滤饼送入沸腾床干燥器进行干燥，筛除大颗粒，包装）
5、后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
（P266 螺旋输送机气流式干燥器滚筒筛沸腾床干燥器）
6、回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
(蒸馏塔）
7，简述上列VC悬浮聚合工艺所涉及的化学反应（包括可能的副反应）？
解：①链引发引发剂分解产生初级自由基，初级自由基和氯乙烯单体反应，形成单体自由基
②链增长反应速率快，体系由单体和高聚物组成，不存在聚合度递增的中间产物
③链中止自由基活性高，难孤立存在，易相互作用而终止。
链自由基还可被初级自由基或金属器壁的自由电子所终止
④链转移向低分子链转移的结果，使聚合物分子量降低
易于向分散剂、金属器壁转移
8，简述上列VC悬浮聚合工艺流程以及涉及的物理过程及其设备？
聚合工艺：先加去离子水——搅拌下加分散剂、pH调节剂以及其他助剂——再加VC单体——然后加热到反应温度后投加引发剂
蒸馏离心分离干燥热交换
聚合釜汽提塔沉降式离心分离机沸腾干燥器
9，简述悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小以及分布的主要影响因素？
大小：颗粒形态较大，可以制成不同粒径的颗粒粒子。
聚合物颗粒直径一般在0.05-0.2mm，有些可达0.4 mm，甚至超过1mm。
因素：1 反应器几何形状的影响。
虽然不同单体的聚合反应器有所不同，但聚合反应对反应器的要求大体一样．要求反应器具有传热、剪切分散、循环混合和悬浮等功能。
2 操作条件的影响。
3材料因素：如两相液体动力粘度、密度及表面张力等。
4分散剂浓度的增加，聚合物颗粒粒径下降。
分散相粘度增加，平均粒径增加。
10，简述悬浮聚合容易粘釜的原因以及常用减少粘釜的有效措施？P268
解：生成粘釜的原因目前尚不明确，一般认为是氯乙烯单体首先被釜壁吸附，然后聚合而形成粘釜物，最初形成的聚氯乙烯粘釜物被氯乙烯单体溶胀后继续聚合，从而形成较厚的粘釜物。
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。
（课本答案）PPT答案：
粘釜物是由溶解在水中的少量单体在水溶液中聚合形成的低聚物和这种单体与釜壁金属自由电子作用形成的接枝聚合物粘附于釜壁上形成的。
(1)物理因素
吸附作用和粘附作用
(2)化学因素
在悬浮聚合中，尤以非均相悬浮聚合(如氯乙烯聚合)的粘釜问题较为突出。
常用减少化学粘釜的有效措施
使聚合釜内壁金属钝化。
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。
釜内壁涂布某些极性有机化物，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，
采用分子中有机成分较高的引发剂，如过氧化十二酰.
清釜
目前大都采取高压水(15—30MPa)，一个或多个高压喷头或高压旋转喷头
由人工或机械操作取合适角度冲刷釜壁、一般在1h内可将粘釜物清除干净.。