高分子合成工艺学
高分子材料技术手册

目录第一章高分子材料的合成工艺 (1)1.1 基本概念 (1)1.2 高分子聚合物的聚合反应 (3)1.2.1 缩合聚合 (3)1.2.2 加成聚合 (3)1.2.3 开环聚合 (5)1.3 高分子聚合物的聚合方法 (6)1.3.1本体聚合 (6)1.3.2 溶液聚合 (6)1.3.3悬浮聚合 (7)1.3.4乳液聚合 (8)1.4 高分子塑料的混合与塑化 (8)1.4.1原料的准备 (9)1.4.2 混合 (9)1.4.3塑化 (10)1.4.4粉碎和粒化 (11)第二章高分子材料的成型加工工艺 (13)2.1 成型工艺原理 (13)2.2 可加工性质 (13)2.3成型加工工艺 (14)2.3.1挤出 (14)2.3.2 注射模塑 (16)2.3.3 中空吹塑成型 (19)2.3.4 热成型 (19)2.3.5 拉幅薄膜成型 (20)2.3.6 冷成型 (20)2.4 橡胶的塑炼与混炼 (21)2.4.1 生胶的塑炼 (21)2.4.2 塑炼工艺 (23)2.4.3、胶料的混炼 (25)2.4.5 混炼工艺 (27)第三章高分子材料改性 (30)3.1 绪论 (30)3.2 化学改性 (30)3.2.1 化学反应的特征 (31)3.2.2 聚合物的基团反应 (32)3.2.3 聚合物的共聚反应 (35)3.2.4 氧化处理改性 (35)3.3物理改性 (36)3.3.1 高分子共混 (36)3.3.2 有机小分子共混 (38)3.3.3 无机小分子共混 (38)3.4 加工工艺改性 (38)3.4.1 聚合物聚合度的改变 (38)3.4.2 等离子体处理 (39)3.4.3 热处理 (39)第四章塑料性能检测 (40)4.1 绪论 (40)4.2.塑料性能测试的概述 (40)4.2.1 概述 (40)4.2.2 塑料性能测试的标准 (41)4.2.3 热塑性塑料性能测试样条制备 (42)4.2.4 性能测试时试验条件 (42)4.3 塑料物理性能测试 (43)4.3.1 塑料密度与相对密度的测定 (43)4.3.2 塑料吸水性的测试 (44)4.4 塑料力学性能测试 (44)4.4.1 拉伸性能测试 (44)4.4.2 弯曲性能测试 (45)4.4.3 冲击性能测试 (45)4.4.4 塑料硬度测试 (45)4.5塑料热性能测试 (46)4.5.1 塑料的热稳定性能测试 (46)4.5.2 塑料流动性测试 (47)4.6塑料老化性能测试 (49)4.6.1定义 (49)4.6.2 引起老化的原因 (50)4.6.3老化现象 (50)4.6.4研究老化的意义 (50)4.6.5 老化试验方法 (50)4.7 塑料其他性能测试 (50)4.7.1透光率与雾度的测试 (50)4.8 常用的性能测试仪器操作 (54)4.8.1 力学性能检测设备 (54)4.8.2 热学性能检测设备 (55)4.8.3 光学性能检测设备 (55)4.8.4 塑料老化性能及有关理化性能检测设备 (56)4.8.5 实验室加工设备 (56)附表:各种高分子材料的简称 (57)第一章高分子材料的合成工艺1.1 基本概念单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物,也称为高分子、大分子等。
高分子合成技术

高分子合成技术高分子合成技术是一种重要的化学工艺,其应用广泛,可以制备出多种功能性高分子材料,如塑料、橡胶、纤维、涂料等。
本文将介绍高分子合成技术的基本原理、分类、合成方法以及应用领域等方面的知识。
一、高分子合成技术的基本原理高分子合成技术是指将单体(也称为单体物质)通过化学反应转化为高分子的过程。
单体是指可以通过化学反应形成高分子的单元分子,如乙烯、苯乙烯、丙烯酸等。
高分子是由许多单体分子通过共价键连接而成的大分子,其分子量通常在几千到数百万之间。
高分子合成的基本原理是通过化学反应将单体分子连接起来,形成高分子链。
这种连接方式通常是通过共价键连接,而不是通过物理吸附或静电作用连接。
高分子的合成过程通常需要催化剂的参与,以促进反应的进行和提高反应速率。
催化剂可以是酸、碱、金属或有机物等。
二、高分子合成技术的分类高分子合成技术可以根据反应方式、单体种类、反应条件等多个方面进行分类。
以下是常见的分类方式:1. 反应方式:高分子合成反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、离子交换聚合等几种方式。
其中自由基聚合是应用最广泛的一种方式,其反应速率快、反应条件温和、产物纯度高等优点,因此被广泛应用于塑料、橡胶等材料的制备中。
2. 单体种类:根据单体的化学结构和性质,高分子合成可以分为低聚物合成、共聚物合成、交联聚合物合成等几种方式。
低聚物合成是指将单体的聚合反应停留在一定程度,形成分子量较小的聚合物。
共聚物合成是指将两种或两种以上的单体进行聚合反应,形成具有不同性质的高分子。
交联聚合物合成是指通过交联剂将聚合物链连接起来,形成具有强度和韧性的高分子材料。
3. 反应条件:高分子合成反应的条件包括温度、压力、催化剂种类和用量等多个方面。
根据反应条件的不同,高分子合成可以分为常温聚合、高温聚合、压力聚合等几种方式。
三、高分子合成技术的合成方法高分子合成技术的合成方法有很多种,根据反应方式和单体种类的不同,可以选择不同的合成方法。
高分子合成工艺学

第一章绪论高分子合成材料:塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料:塑料、合成纤维、合成橡胶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。
塑料的原料:是合成树脂和添加剂(包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等)。
塑料成型方法:注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶:高弹性体,制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂(硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等)。
自由基聚合方法:本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中,如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(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、调整浓度等过程相设备。
(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、脱除溶剂、催化剂,脱除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。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合:聚合物在聚合反应器中分批生产的,当反应达到要求的转化率时,将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化,每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响,不适于大规模生产。
聚合物合成工艺

植物、农副产品 糠醛、纤维素脂、纤维素醚等。
2.2.3 中国资源情况展望
煤炭资源丰富 石化基地:大型乙烯装置
第3章 自由基聚合生产工艺
本体聚合 乳液聚合 悬浮聚合 溶液聚合
3.1 自由基聚合工艺基础和本体聚合生产工艺
3.1.1 自由基聚合工艺基础
自由基聚合引发剂
1.特点:产品不能精制提纯,因此,对聚合反应工艺条件和设备 要求很严格;同一套装置要求生产不同牌号的产品。
2.聚合实施方法 自由基聚合:本体、乳液、悬浮、溶液 离子与配位聚合:本体、溶液
3.聚合反应的操作方式 间歇聚合:分批生产,适于小批量生产; 连续聚合:自动化程度高,质量稳定,适合大批量生产。
4.聚合反应器 管式、塔式、釜式、特殊形式 反应热排除方式:夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反 应介质预冷、回流冷凝器冷却等。 搅拌器形式:平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式、螺带式
1.3.5 聚合物后处理过程
后处理过程主要是脱除水分和有机溶剂的干燥过程。 1 合成树脂:采用气流干燥、沸腾干燥;干燥后得到的粉
状树脂,一般要添加稳定剂、润滑剂等添加剂,经混 炼、造粒制得粒状料(PVC除外)。 2 合成橡胶:采用箱式干燥机、挤压膨胀干燥机干燥。干 燥后进入压块机压制成25kg大块。
3.3.2 聚合工艺
常用釜式反应器、半连续操作。
3.3.3 后处理
聚合物溶液:脱除单体,浓缩或稀释至要求的固含量。 固体聚合物:真空蒸发脱单体、有机溶剂; 水溶液:干燥机脱水。
▲3.4 乳液聚合生产工艺
▲应用:合成树脂如PVC、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯等; 合成橡胶如SBR、NBR、CR。
▲特点: 优点:聚合反应热清除较容易; 反应体系粘度低; 分散体系的稳定性优良,可连续操作; 产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂。 缺点:分离过程较复杂,产生大量废水,直接干燥能耗大; 聚合物杂质含量较高。
【高分子合成工艺学】第八章 离子聚合与配位聚合生产工艺

丁基橡胶性能 气密性优良 :透气性为烃类橡胶最低 抗臭氧性好:比天然橡胶、丁苯橡胶高10倍 耐热、耐候性优异 耐酸碱和极性溶剂 电绝缘性能好 应用 因其良好气密性,主要用途制造内胎和水胎。还可
用作电绝缘护套及医疗卫生用品。
生产过程
▪ 三步法制取SBS包括:原材料精制、三嵌段物的制备、 SBS脱气及弹性体的造粒包装四个工序。
▪ 聚合设备为聚合釜,配夹套冷却或加热,以配制好的 单锂有机化合物正丁基锂溶液为引发剂,聚合反应在 非极性溶剂中于惰性气体保护下分三段进行。
▪ 先向聚合釜中加入总量1/2的苯乙烯,然后加入引 发剂溶液。
(1)正离子型聚合的活性中心是碳正离子:
A B + CH2=CH X
A CH2 CH B X
[ CH2 CH ]n X
(2)负离子型聚合的活性中心是碳负离子:
A B + CH2=CH Y
B CH2 CH A Y
[ CH2 CH ]n Y
(3)配位离子聚合的活性中心是具有金属碳键
的配位离子:
Cat-R + CH2=CH Z
SBS结构
S
B
S
线型SBS
S B
S B
B
B
S
S
星型SBS
SBS应用
▪ 概念
8.4 配位聚合
是指烯类单体的碳-碳双键首先在过渡金属引发 剂活性中心上进行配位、活化,随后单体分子相 继插入过渡金属-碳键中进行链增长的过程。
8.4.1 Ziegler-Natta催化剂
1953年,Ziegler等发现以乙酰丙酮的锆盐和Et3Al 催化可得到高分子量的乙烯聚合物,并在此基础上开发 了的乙烯聚合催化剂TiCl4 - AlEt3。
高分子合成工艺课程设计说明书

高分子合成工艺课程设计说明书一、设计目的本课程设计旨在通过实践操作,加深学生对高分子合成工艺的理解,提高其实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程设计,使学生能够熟悉高分子合成工艺的基本原理和实验操作流程,掌握高分子合成的重要参数及其对合成产物的影响,培养学生的系统思考和创新能力。
二、设计要求1.学生应独立完成本次课程设计,包括合成工艺的设计、实验操作的安排、数据记录和结果分析等。
2.学生应按照所学的高分子合成工艺相关知识和实验操作流程,完成合成工艺的设计,并确保实验操作的安全性。
3.学生需要准备必要的实验器材和试剂,保证实验的顺利进行。
4.学生在实验过程中需要进行数据记录,并对实验结果进行分析和总结。
5.学生需要准备并提交合成工艺的详细说明书和实验记录,以及对实验结果的分析报告。
三、设计内容本课程设计主要包括以下内容:1.高分子材料的选择:根据所需合成物的性质和应用目的,选择合适的高分子材料。
2.合成工艺的设计:根据高分子材料的特性和合成目的,设计合适的合成工艺流程、反应条件和催化剂选择。
3.实验操作的安排:根据合成工艺的设计,合理安排实验步骤和操作顺序,并准备必要的实验器材和试剂。
4.实验数据的记录:在实验过程中,记录关键实验条件和操作步骤,以及相关实验数据。
5.实验结果的分析:根据实验所得数据,对实验结果进行分析和总结,评估合成工艺的优劣,并提出改进意见。
四、实验步骤和内容1.实验前的准备工作:包括物料准备、实验器材清洗和消毒、实验环境准备等。
2.实验操作的安排:根据高分子合成工艺的设计,安排实验操作的步骤和操作顺序。
3.材料的称量和配制:按照所需材料的比例和计量要求,进行材料的精确称量和配制。
4.反应器的装置和调试:将所需材料加入反应器中,并进行必要的调试工作。
5.反应过程的监控和控制:在反应过程中,根据反应的进行情况,进行温度、压力等参数的监控和控制。
6.反应结束和产物的分离:当反应结束后,通过相应的方法将产物与反应物分离,并进行纯化处理。
高分子合成技术

高分子合成技术高分子合成技术是一种重要的化学工艺,用于制造各种塑料、橡胶、纤维和涂料等材料。
高分子是由许多重复单元组成的大分子,具有优异的物理、化学和机械性质,广泛应用于工业、医药、农业和日用消费品等领域。
本文将介绍高分子合成技术的基本原理、工艺流程和应用现状。
一、高分子合成的基本原理高分子合成是指将单体分子通过化学反应转化为高分子分子的过程。
单体是指具有反应活性的小分子,例如乙烯、丙烯、苯乙烯、酯类、醚类、酰胺类等。
高分子的合成反应通常发生在高温、高压、有催化剂存在的条件下,例如聚合反应、缩合反应、交联反应等。
聚合反应是最常见的高分子合成方式,它是指将单体分子通过链式、阴离子、阳离子、自由基等机理连接成长链或支链高分子的过程。
聚合反应的特点是单体分子之间的化学键断裂,形成新的化学键,同时放出反应热和产生副产物。
例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等均是通过聚合反应合成的。
缩合反应是指将两个或多个单体分子通过酯化、酰胺化、亲核取代等机理连接成酯类、酰胺类、醚类等高分子的过程。
缩合反应的特点是单体分子之间的化学键形成,同时放出水分子或其他小分子,例如聚酰胺、聚醚等均是通过缩合反应合成的。
交联反应是指将高分子分子之间或高分子分子与其他小分子之间通过化学键连接成三维网络结构的过程。
交联反应的特点是高分子分子之间的交联点增多,形成更牢固、更耐久的材料,例如橡胶、树脂等均是通过交联反应合成的。
二、高分子合成的工艺流程高分子合成的工艺流程包括单体合成、聚合反应、后处理等步骤。
单体合成是指将原料制备成单体分子的过程,通常需要进行酯化、烷化、氧化等化学反应。
聚合反应是将单体分子通过化学反应合成高分子的过程,通常需要控制反应条件、催化剂种类和用量、反应时间等因素。
后处理是指对合成的高分子进行精炼、过滤、干燥、加工等处理,以得到高质量的产品。
三、高分子合成的应用现状高分子材料广泛应用于各个领域,例如塑料制品、橡胶制品、纤维材料、涂料和胶粘剂等。
高分子合成原理与工艺学

第一章绪论5. 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?答:首先要了解材料应用的技术要求,提出聚合物的性能要求,根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构,然后拟定聚合配方及工艺措施,科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系;合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料(即三烯、三苯、乙炔)的来源。
答:石油化工路线、煤炭路线、其他原料路线3.如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
答:用全馏程石脑油(沸点<200°C的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油)于管式炉中,820°C下裂解产生。
5.简述从三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线(可用方程式或图表表示,并注明基本工艺条件)。
答:乙烯~聚乙烯、乙丙橡胶;丙烯~聚丙烯、聚氯丙烯;苯~聚苯乙烯、聚碳酸酯;丁二烯~顺丁橡胶、ABS树脂;甲苯~硝化~二硝基甲苯~二氨基甲苯~甲苯二异氰酸酯+多元醇~聚氨基甲酸酯6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?(1)石油化工路线: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。
氧氯化法: 4CH2 CH2 + 2Cl 2 + O2 ——4 C2H3Cl + 2H2O(2)煤炭路线:煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭,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。
乙炔合成法:C2H2 + HCl ——C2H3Cl8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能,在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题?答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物。
- 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)。
第一章1.高分子合成工艺学的主要任务。
将基本有机合成生产的单体,经聚合反应合成高分子化合物,为高分子合成材料成型提供基本原料。
基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。
2.高分子材料的主要类型、品种及发展方向。
塑料。
品种:通用塑料,工程塑料。
发展方向:具有优异性能的高性能、耐高温塑料。
合成橡胶。
品种:通用合成橡胶,特种合成橡胶。
发展方向:通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品,特种橡胶主要制造耐热、耐老化。
耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。
合成纤维。
品种:聚酯(涤纶纤维)、聚丙烯腈(腈纶纤维)、聚酰胺(棉纶纤维或尼龙纤维)等。
发展方向:具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。
3.工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法,简单说明原因。
4.说明高分子合成材料的生产过程,各过程的特点及意义。
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、调整浓度等过程与设备。
2、催化剂(引发剂)配制过程。
包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、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、脱落溶剂、催化剂。
脱除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。
第二章1.石油裂解制烯烃的工艺过程。
液态烃在水蒸气存在下,于750~820︒C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
为减少副反应,提高烯烃收率,液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5 s。
2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。
基本原料来源:石油、煤炭、植物及农副产品等。
单体原料来源路线为:石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。
生产过程:以石油为基本原料,过程包括—石油开采及炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材料成型等。
生产烯烃的方法:石油的裂解、3. 从乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯和乙炔出发制备高分子材料的主要合成路线及基本工艺条件第三章1、自由基聚合所用引发剂有哪些类型,说明各自特点。
答:引发剂种类:有机过氧化物、偶氮化合物、氧化-还原引发体系。
有机过氧化物:可单独使用,更普遍的是与适当的还原剂构成氧化还原体系。
偶氮化合物:呈一级反映,无诱导分解,只产生一种自由基,比较稳定,储存安全(80℃-90℃下也会剧烈分解)氧化还原引发体系:活化能低,可在室温或更低的温度下引发聚合;引发速率快,活性大。
2、为何溶剂分子Cs值较调节剂分子小得多,而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大得多?答:溶剂链转移常数通常较小,但是浓度大,溶液聚合时C S [S]/ [M]值对于产物分子量有影响3、工业上采用本体聚合合成的主要聚合物。
答:高压聚乙烯,聚苯乙烯,聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯4、说明紧密型与疏松型PVC颗粒的差别,形成的原因紧密型:分散剂为明胶,其水溶液表面张力较大。
疏松型:分散剂为部分水解的聚乙烯醇和羟丙基纤维素,表面张力较小。
5、均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程。
答:均相聚合(S、MMA) —得透明珠体;非均相聚合(VC) —得不透明的粉末。
聚合物溶于单体,单体转化率达到一定范围,聚合占优,为均相聚合,产物为透明圆球状颗粒(PMMA、PS);聚合物不溶于单体,链增长到一定程度后沉出,为非均相聚合,形成初级粒子,后聚集为次级粒子,生成颗粒不规则、不透明(PVC)。
6. 氯乙烯、丙烯酸酯与丁苯橡胶乳液聚合的区别?答:丁苯橡胶为连续法生产,丙烯酸酯和氯乙烯为间歇法生产。
丙烯酸酯与水互溶,就不能采用常规乳液聚合,而另选反相乳液聚合。
聚丙烯酸酯,乳化剂为非离子型,聚合条件:1、25~90℃ 2、反应时间大于2.5h聚氯乙烯,乳化剂为阴离子型,聚合条件: 45~60℃丁苯橡胶,乳化剂为阴离子型, 聚合温度:5或50℃7. 种子乳液聚合特点,举例说明实用意义。
答:种子聚合:将事先合成的少量种子乳液加入到乳液聚合配方中,可以起到增大粒径和粒子均匀的作用。
种子乳液聚合—聚氯乙烯糊用树脂a.工业上采用种子乳液聚合方法为提高产品乳液中固体微粒粒径。
b. 在聚合物的胶乳粒子存在下,聚合过程中不生成新的胶乳粒子,而在原有粒子上增长,原有粒子好似“种子”一样进行聚合。
c. 物料配比和反应条件必需控制适当。
8. 说明间歇操作、半连续操作及连续操作的特点。
答:1、间歇操作工艺特点a.聚合体系的放热很不均匀,反应受冷却系统的限制。
b.生产共聚物时,较难控制其组成。
c.多种因素对胶乳粒径分布加宽有影响。
2、半连续操作工艺特点a.可用加料速度控制聚合速度和放热速度。
b.可控制共聚物组成和所得胶粒颗粒形态,使颗粒形态均一。
c.后添加单体的方式容易通过反应过程中易凝聚的阶段,可生产高固含量胶乳。
d.后加单体的方式易产生支链。
3、连续操作工艺特点a.多釜串联连续操作,聚合全过程中各釜放热量稳定易控制。
b. 单位体积反应釜生产能力高于间歇或半连续法,产品性能稳定。
c. 胶乳粒径和分子量分布窄。
d. 除第一聚合釜,部分单体可在其他聚合釜进料,可提高生产能力,减少“结垢”,提高固含量。
第四章离子聚合与配位聚合生产工艺1. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂要求的区别。
答:离子聚合对溶剂的要求不能使用强极性溶剂(可使引发剂过度活泼或使之破坏),大多在低温下弱极性溶剂中反应;溶剂高纯度、反应器及其辅助设备和溶剂要经充分干燥。
自由基溶液聚合所用溶剂主要是水或常用的有机溶剂(醇、酯、酮、苯、甲苯、脂肪烃、卤代烃、环烷烃) 。
1、溶剂对聚合物溶解性和凝胶效应的影响:良溶剂—对聚合物溶解性好,均相聚合。
若单体浓度不高,不出现凝胶效应;沉淀剂—对聚合物溶解性差,沉淀聚合,凝胶效应显著;不良溶剂—介于两者之间。
2、对引发剂有诱导分解作用,对自由基有链转移反应:溶剂对有机过氧类引发剂有诱导分解作用;而对偶氮类引发剂的诱导分解作用较小。
向溶剂分子链转移,聚合物相对分子质量降低。
2. 工业上采用离子聚合或配位聚合合成那些高聚物?简要列出工艺、反应式及所用催化剂。
阳离子聚合:丁基橡胶AlCl3为引发剂,氯甲烷为稀释剂, 173K(-100℃) 聚合阴离子聚合:暂时没找到3. 解释“淤浆法”聚合中淤浆的形成,采用此聚合方法的原因。
答:聚合物不溶于溶剂而在溶剂中形成浆状,浆状物是逐渐生成淤集的,所以称之为淤浆法。
淤浆法可提高聚合物浓度和生产能力。
4. 等规聚丙烯合成过程的流程及主要工艺因素。
答:丙烯本体液相聚合工艺流程:丙烯(液态)+催化剂——液相聚合——闪蒸——气固相分离——PP粉之后加入庚烷异丙醇(1:1)——脱灰——离心分离——沸腾干燥——等规PP。
主要的工艺因素:a.气相本体聚合法和液相本体聚合法。
b.本体聚合法法仅使用单体和催化剂,产品纯度高,节省溶剂回收工序,生产工艺简化,生产能力提高。
c.稳定性差,控制反应困难,可能发生暴聚。
d.气相本体聚合法适用于聚乙烯或聚丙烯以及它们的共聚物生产;液相本体聚合法适用于聚丙烯。
第五章缩合聚合生产工艺1、说明熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、摩尔比的要求,工业生产中的实际意义?答:熔融缩聚对单体的纯度要求为高纯度,摩尔比的要求为等摩尔。
溶液缩聚对单体的纯度要求不严格,可不等摩尔进行。
界面缩聚对单体的纯度要求不严格,对摩尔比无要求。
工业生产的意义:2、聚酰胺生产中加入一元酸的作用?答:配方中加入一元酸的作用可作为粘度稳定剂(一元化合物),与端基中的一个活性基团反应,使缩聚物熔融或成型时粘度不再变化。
粘度稳定剂的作用:使粘度稳定、控制产品分子量。
3、熔融缩聚连续生产的反应装置。
答: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,降低投资。
b.最后一个缩聚釜,不仅要求能够保证保持高真空,且高粘度物料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4、聚对苯二甲酸乙二醇酯特性粘数与用途关系。
答:聚对苯二甲酸乙二醇酯特性粘数范围为0.40—1.00 dL/g。
特性粘度较低时(0.40—0.70 dL/g),多用于作纤维,稍高一点的(0.60—0.70 dL/g)可作薄膜或纺线,特性粘度系数很高的(0.90—1.00 dL/g),随着特性粘度的提高,高分子的分子量也随之增加,可作塑料。
5、PET树脂生产主要反应条件。
答:乙二醇+对苯二甲酸——混合釜(T=30~40℃、t=45~60min)——酯化釜I(T=250~260℃、t=1.5~2.0h 、p=(1.5~2.0)×105Pa)——酯化釜II(T=255~270℃、t=1h45min、p=(0.5~1.0)×105Pa)——前缩聚釜(T=265~275℃、t=1~1.5h、p=0.5~0.8Pa)——中缩聚釜(T=275~280℃、t=50~60min、p=0.05~0.08Pa)——后缩聚釜(T=280~285℃、t=60~80min、p=0.01~0.02Pa)。
第九章通用塑料1.分别说明生产LDPE、LLDPE及HDPE的反应体系(单体、催化体系)、聚合机理及采用的聚合方法。
L DPE:单体为乙烯,以及少量极性基团(醋酸乙烯酯、丙烯酸酯)。
釜式反应器采用过氧化物、管式反应器采用氧为催化剂。
自由基聚合;本体聚合。
LLDPE:单体为乙烯,α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)作为共聚单体引入分子中短支链。
催化剂:Ziegler (TiCl4+AlR3),Phillips (CrO3/SiO2)。
配位聚合、阴离子聚合;淤浆法、溶液法、气相法。
HDPE:单体为乙烯,及α-烯烃(1-丁烯、1-己烯)。
催化剂:Ziegler-Natta催化剂:70~110 ℃,0~2MPa,在惰性溶剂(庚烷、异丁烯)中进行或气相状态进行。
Phillips催化剂:100 ℃,4MPa。
配位聚合;淤浆法、溶液法、气相法。
2、合成高压聚乙烯的工艺条件、过程特点,所采用的聚合设备。
工艺条件:130~350 ℃,122~303MPa,较短停留时间(15s~2min)取决于反应器类型。
过程特点:高压下乙烯仍为气体,密度0.5g/cm3 ,近似于不能再被压缩的液体,称气密相状态。
此时分子间距离显著缩短,增加了自由基与乙烯分子碰撞几率,易于聚合。
乙烯聚合转化率升高1%则反应物料将升高12~13度,应注意反应热的导出,防止局部过热。
聚合设备:管式反应器、釜式反应器。
3、丙烯规整聚合过程主要工艺因素?丙烯:要求高纯度催化剂:非均相Ziegler-Natta催化剂体系。