2015聚合物制备工程复习下解析
第四章：自由基聚合方法
→ 2SO4·
B. 水溶性氧化 —还原引发剂
例 过硫酸盐 - 亚硫酸盐
_ 2 S2O8
+ SO3
_ 2
→
_ 2 SO4
+
SO4· +
_ ·SO3
过氧化氢 - 亚铁盐 H2O2 +Fe2+ → OH + HO· + Fe3+
_
（3）乳化剂
乳化剂在乳液聚合中的作用：
a. 降低体系的表面张力使单体形成细小液滴； b. 形成胶束，增溶单体
产物特点与用途 纺丝液 配制纺丝液 制备聚乙烯醇、 维纶的原料
丙烯腈 氧-还体系 醋酸乙烯酯 丙烯酸酯类 丁二烯 AIBN BPO 配位催化剂 BuLi BF3
涂料、粘合剂
顺丁橡胶 低顺式聚丁二烯
异丁烯
异丁烷
阳离子聚合
粘合剂、密封剂
聚醋酸乙烯酯（PVAc）和聚乙烯醇（PVA）
醋酸乙烯酯，甲醇（乙醇）溶液，BPO；65‐70 ℃，溶剂回 流带走聚合热；利用向溶剂的链转移控制分子 量，单体浓度
9
体积收缩：100%聚合时的体积收缩 1 1 ΔVmax w 0 ( ) dm dp
60oC: dm=0.89g/mL; dp=1.18g/ml, ∆Vmax =27mL，V0 =w/dm =112mL
体积收缩百分数= 27/112 =24%
20oC: dm=0.94g/mL; dp=1.208g/mL，∆Vmax =25.7mL 体积收缩百分数=25.7/102=25.2%
不足 反应热难导出、易局部过热、自动加速严重。 措施 降低反应温度，分段聚合，强化传热
8
3、应用实例 有机玻璃：PMMA
河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习课件：选修5 第5节生命中的基础物质+有机合成
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化学
(3) 含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间 相连，添上括号，右下写n”。如
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化学 2．缩聚反应的书写方法
(1)书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时，原理上可以类 比酯化反应或氨基酸的缩合反应：如
____________________________________________________。
(3)当析出2.16 g金属单质时，淀粉的水解率是________。
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化学 【解析】 淀粉水解用稀硫酸作催化剂，用银氨溶液或新
制的氢氧化铜检验水解产生的葡萄糖 (加入银氨溶液或新制的 氢氧化铜前要先加碱中和过量的酸，葡萄糖与银氨溶液或新制 的氢氧化铜反应必须在碱性条件下 ) ，用碘检验淀粉是否存 在。通过加入C生成单质沉淀，可以判断生成的为银，通过银
项错误；三硝酸甘油酯的结构简式为： 式为 C3H5N3O9，D 项正确。
，对应的分子
【答案】
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D
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化学 考点二 [100] 高聚物、单体的推断
下列说法是否正确？(用“√”或“×”) 考 题 降解聚合物 引 则( ) 领 1.(2013· 浙江高考) 和 CO2 反应生成可 ， 该反应符合绿色化学的原
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化学 ————————[1个示范例] ————————
(1)α
甲基苯乙烯 (
)是生产耐热型
ABS 树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写 出 由 异 丙 苯 制 取 该 单 体 的 另 一 种 方 法 _____________ _________________________________________________ (用化学反应方程式表示)。
北化聚合物制备工程答案样本
北京化工大学－第二学期《聚合物制备工程》期末考试试卷班基: 姓名: 学号: 分数:一、填空( 20分)1．一般而言聚合物的生产过程由单体精制与准备、催化剂体系准备与精制、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程组成。
2、常见的聚合反应器按照结构分类包括釜式、管式、塔式、流化床、挤出机、特殊形式的聚合反应器。
3、釜式反应釜的除热方式有夹套冷却、夹套附加内冷管、内冷管、反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。
4、悬浮聚合体系由单体、水、分散剂和引发剂组成。
5、 ESBR采用乳液聚合方法生产, 其聚合机理是自由基聚合 , SSBR采用溶液聚合方法生产, 其聚合机理是阴离子聚合。
6、可采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合等聚合方法制备聚氯乙烯。
7、中国镍系顺丁橡胶催化剂的主要成分是环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物。
8、尼龙66可采用熔融缩聚和固相缩聚方法生产。
9、反应器的基本设计方程是 : ( 反应物流入量) －( 反应物流出量) －( 反应消失量) －( 反应物累积量) ＝0。
10、 PET熔融缩聚主要生产工艺是熔融缩聚和固相缩聚。
二、简述题( 20分)1．写出以下缩写的聚合物中文名称, 并指出其聚合机理和工业实施方法。
PET、 LDPE、 SBS、 GPPS、 CR答:PET 对苯二甲酸乙二酯, 缩合聚合, 熔融缩聚/固相缩聚LDPE 低密度聚乙烯, 自由基聚合, 本体聚合SBS 聚苯乙烯－b-丁二烯－b－苯乙烯嵌段共聚物, 阴离子聚合, 溶液聚合GPPS 通用聚苯乙烯, 自由基聚合, 本体聚合/悬浮聚合CR 氯丁橡胶, 自由基聚合, 乳液聚合2．分离和后处理过程对聚合物性能有何影响?答: 分离就是指聚合物从聚合介质分开的过程, 不同的聚合实施方法可能采取的分离方法不同。
分离过程将脱除绝大部分的残留单体、溶剂, 这些物质不但降低聚合物产品的性能, 而且对于人体有害、污染环境。
聚合物制备工程》考试试题A2004
《聚合物制备工程》考试试题A卷
考试时间：2004年06月14日
考试班级：材0101～0109
一、填空(25)
1. 常用反应器有、、、及。
2. 常用搅拌器的型式有、、、
、及；各自适合的场合分别是、
、、、。
3. 釜式反应釜的除热方式有、、、、
、及7种。
4. 反应器的最基本特征是和。
5. 聚合物制备过程一般是由、、、组成现。
6. 间歇反应器的设计方程、平推流反应器的设计方程，单级理想反应器的设计方程是。
二、简述题(35分)
1.目标聚合物采用何种实施方法主要由哪些因素决定。
2.简述连续流动反应器的停留时间分布的测定方法、原理。
3.聚合物后处理工序包括那些内容？其对产品质量的影响体现在哪些方面？
4.简述间歇反应器、平推流反应器和理想反应器的定义、特点是什么，其各自的浓度变化特征是什么？
5.乳液聚合的特点是什么？乳液聚合的分子量控制的主要方法是什么？
6.在氯乙烯的悬浮聚合中，为什么必须严格控制聚合温度的波动？
7.顺丁橡胶有几种，各是通过何种方法制得的，性能有何差别？
四、用流程框图描述PET的两种生产工艺过程，并用文字简述其产品质量的控制方法(20分)
五、计算(20分)
有一一级反应，在非等温非等体积的三釜串联反应器中进行连续操作，进料的体积流速为120L/h, 三个反应釜的体积依次为2000L，3000L和3000L，三个反应釜反应温度为120℃，180℃和250℃，聚合反应速率方程Rp=KpC A，Kp在120℃，180℃及250℃的值分别为10/h,15/h和30/h，初始浓度为500mol/L，试求第三釜的出口浓度C3。
聚合物表征与测试4.XRD2015
XRD
39
多晶结构
多晶： 大量微单晶的聚集体
常见的多晶结构： 球晶
片晶
串晶
树枝晶
10/20/2020 12:42 PM
XRD
40
多晶体
单晶体
多个晶粒堆积而成 一个晶格贯穿整个晶体
10/20/2020 12:42 PM XRD
41
晶面
➢为便于确定X射线衍射的方向，Bragg借 用了晶体学中的晶面概念。晶面是指过 晶体基元的几何平面。
36
单斜晶系 monoclinic
c
a
c
a
b 简单单斜
b 底心单斜
a b c, = g = 90
10/20/2020 12:42 PM XRD
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三斜晶系 triclinic
c
g
b
a
a b c, g 90
10/20/2020 12:42 PM XRD
38
七个晶系的晶格参数
阴极发射电子方向差异，能
量损失随机；
Ee
eU
1 2
m0
10/20/2020 12:42 PM
XRD
16
（2）X射线特征光谱
特征光谱产生： 碰撞→跃迁↑(高) →空穴→跃迁↓(低)
特征谱线的频率：
n1 n2
E n1
En2 h
cR( Z
)2
n22
1
n12
R=1.097×107 m-1,Rydberg常数；
立方 六方 四方 三方 斜方 单斜 三斜
10/20/2020 12:42 PM
a = b = c, = = g = 90 a = b c, = = 90, g 120 a = b c, = = g = 90 a = b = c, = = g 90 a b c, = = g = 90 a b c, = g = 90 a b c, g 90
2015届高考化学总复习 第十章 第四节基本营养物质试题(含解析)
一、单项选择题1．下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A．蛋白质溶液里加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质B．在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐C．温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高D．任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色解析：蛋白质溶液里加(NH4)2SO4溶液可使蛋白质盐析，而提纯蛋白质需要经过多次盐析才能完成。
所以直接加硫酸铵到蛋白质溶液中并不能达到提纯蛋白质的目的。
豆浆为蛋白质，在其中加少量石膏，能使豆浆中的蛋白质凝聚。
酶属于蛋白质，在一定温度下，具有很强的催化能力，但温度较高时，由于蛋白质发生了变性作用，从而失去了催化活性。
对于蛋白质来说，只有含苯环结构的蛋白质才能与浓硝酸发生颜色反应。
答案：B2．下列说法不正确的是()A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸B．米饭在嘴中越咀嚼越甜的原因是淀粉水解生成甜味物质C．油脂、乙醇是人体必需的营养物质D．水果因含有酯类物质而具有香味解析：蛋白质水解首先得到多肽，再进一步水解得到氨基酸，A正确；米饭在嘴中咀嚼时淀粉水解产生有甜味的麦芽糖，这时嘴中有甜味，B正确；水果、花因含有一些天然的酯类物质而具有香味，D正确；乙醇不是人体所必需的营养物质，C错误。
答案：C3．化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是()A．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热发生变性B．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广使用“乙醇汽油”C．计算机、光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆和计算机芯片的主要材料都是硅D．海水淡化可以解决淡水供应危机，向海水中加入明矾可以使海水淡化解析：B项乙醇汽油，还是以汽油为主的燃料，汽油不属于再生能源，B项错误；光缆的主要成分是二氧化硅，C项错误；明矾只能是使海水中的悬浮颗粒被沉淀，不能使海水得到淡化，D项错误。
答案：A4．下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是()A．苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色B．甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应C．葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体D．乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团相同解析：油脂中的不饱和高级脂肪酸的甘油酯含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，A项错误；甲烷与氯气的反应属于取代反应，而乙烯与Br2的反应属于加成反应，B项错误；葡萄糖和果糖的分子式相同，但结构不同，互为同分异构体，C项正确；乙醇、乙酸中的官能团分别为羟基、羧基，D项错误。
北化聚合物制备工程答案模板
北化聚合物制备⼯程答案模板北京化⼯⼤学－第⼆学期《聚合物制备⼯程》期末考试试卷班吉: 姓名: 学号: 分数:⼀、填空( 20分)1．⼀般⽽⾔聚合物的⽣产过程由单体精制与准备、催化剂体系准备与精制、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程组成。
2、常见的聚合反应器按照结构分类包括釜式、管式、塔式、流化床、挤出机、特殊形式的聚合反应器。
3、釜式反应釜的除热⽅式有夹套冷却、夹套附加内冷管、内冷管、反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。
4、悬浮聚合体系由单体、⽔、分散剂和引发剂组成。
5、ESBR采⽤乳液聚合⽅法⽣产, 其聚合机理是⾃由基聚合, SSBR采⽤溶液聚合⽅法⽣产, 其聚合机理是阴离⼦聚合。
6、可采⽤本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合等聚合⽅法制备聚氯⼄烯。
7、中国镍系顺丁橡胶催化剂的主要成分是环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼⼄醚络合物。
8、尼龙66可采⽤熔融缩聚和固相缩聚⽅法⽣产。
9、反应器的基本设计⽅程是: ( 反应物流⼊量) －( 反应物流出量) －( 反应消失量) －( 反应物累积量) ＝0。
10、PET熔融缩聚主要⽣产⼯艺是熔融缩聚和固相缩聚。
⼆、简述题( 20分)1．写出以下缩写的聚合物中⽂名称, 并指出其聚合机理和⼯业实施⽅法。
PET、LDPE、SBS、GPPS、CR答:PET对苯⼆甲酸⼄⼆酯, 缩合聚合, 熔融缩聚/固相缩聚LDPE低密度聚⼄烯, ⾃由基聚合, 本体聚合SBS聚苯⼄烯－b-丁⼆烯－b－苯⼄烯嵌段共聚物, 阴离⼦聚合, 溶液聚合GPPS通⽤聚苯⼄烯, ⾃由基聚合, 本体聚合/悬浮聚合CR氯丁橡胶, ⾃由基聚合, 乳液聚合2．分离和后处理过程对聚合物性能有何影响?答: 分离就是指聚合物从聚合介质分开的过程, 不同的聚合实施⽅法可能采取的分离⽅法不同。
分离过程将脱除绝⼤部分的残留单体、溶剂, 这些物质不但降低聚合物产品的性能, ⽽且对于⼈体有害、污染环境。
聚合物制备工程复习要点
聚合物制备工程复习要点一：1，高分子材料合成工业发展趋势：扩大产能及装置大型化、产品结构调整、加强高分子材料科学与工艺学的理论基础研究、催化剂的重大作用、合成、加工与应用的一体化、计算机与信息技术迅速推广应用、发展清洁生产，注重可持续发展、2，清洁生产的四个等级：提高化学反应转化率和选择率，减少污染来源，实现“零排放”；将不可避免的废料经过处理，作为原料再循环利用；将不可循环的废料进行无毒化后处理，使其对环境的影响降到最小；将处理过的“三废”有选择的向环境（水域、大气）排放。
3，高分子合成工业过程：4，工业反应过程发生了什么:三传一返（返混、动量传递、热量传递、质量传递）5，工业反应过程开放中需解决三个问题：反应器的合理选型、反应器操作的优选条件、反应器的工程放大6，工业过程放大的两种方法：逐级经验放大、数学模型放大二：1，三条原料路线：石油（天然气）化工路线；煤化工路线；农林产品原料路线。
2，高温裂解得到最初单体：四烯三苯（乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯）3，制备氯乙烯的方法：石油化工路线（乙烯氧氯化法）、煤化工路线（电石乙炔法）4，三：1，自由基聚合的四种方法：本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合2，自由基聚合生产引发剂的选择：按照聚合方法选择引发剂（油溶性、水溶性）、根据聚合反应操作方式及温度选择引发剂、根据分解速率常数选择引发剂、根据分解活化能选择引发剂、根据半衰期选择引发剂,3，影响分子量的因素：引发剂、聚合温度、链转移反应4，本体聚合概念：在不使用溶剂和分散介质的情况下，以少量的引发剂或光和热引发使单体进行聚合反应的方法。
本体聚合特点：主要优点：产品的纯度高、工艺过程比较简单、三废污染小。
主要缺点：相对发热量较大、聚合反应热排出困难；体系粘度高、温度难以稳定，分子扩散困难，聚合物分子量分布宽。
（解决本体聚合体系放热和散热这一对矛盾的措施有：控制聚合反应的转化率、将聚合反应分步（反应器）进行、采用特殊聚合设备，强化聚合反应器的传热、控制“自加速效应”）典型的本体聚合生产工艺有：非均相本体聚合——聚氯乙烯本体聚合生产、本体浇铸聚合——有机玻璃生产、气相本体聚合——高压聚乙烯生产单体预聚灌模法的主要优点：（1）在预聚釜内进行单体的部分聚合，可以减轻模具的热负荷；缩短单体在模具内的聚合时间，提高生产效率，保证产品质量；（2）使一部分单体在模具外先行聚合，减少了其在模具内聚合时的收缩率；（3）增加粘度，从而减少在模具内的泄漏现象；（4）克服溶解于单体中氧分子的阻聚作用。
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催化剂 反应器及其 特点
原料消耗 产品特点
液相本体（H法）
PF4S
三井油化工艺中，液相反应器为 立式搅拌釜式反应器，气相反应 器为带扩径的流化床反应器。从 液相反应器到气相反应器时，利 用气相反应的反应热使液体丙烯 汽化，减少了能耗。
消耗定额较低
（1）高效催化剂；
（2）均聚产品具有高等规指数 和高刚性，做薄膜具有优良的光 学性能；做纤维具有好的可成型 性（尺寸稳定性）。此外，还可 以不经热降解而制得MI较高的产 品 （3）此工艺能够控制嵌段共聚 物中的均聚物和共聚物的数量组 成，共聚物组分分布的均匀性得 到改善，复习
树脂：通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流
动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。 广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。
树脂包括天然树脂和合成树脂。天然树脂是指由自然界中动植物
分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是 指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂 产物。
气相本体（A法）
液相-气相混合（S法）
CD催化剂
Amoco/Chisso工艺独特的 环管反应器的特点：传热系 反应器为卧式圆柱形压力容 数大;单位体积的产率高; 单 器，在轴向设有搅拌器。反 程转化率高; 流速快。因此
应器带内部挡板及混合叶片， 可使聚合物淤浆搅拌均匀， 并由固定挡板分为若干区域， 催化剂体系分布均匀，聚合 相当于几个串联的全混反应 质量均一，而且不容易产生 器，这提供了一种近似于活 热点，不容易粘壁;反应条 塞流型的流动方式，使反应 件较易控制;结构简单，材 器内的催化剂与丙烯接触更 质要求低，可用低温碳钢制 加充分，在反应器内停留时 造。 间趋于相同，避免了催化剂 走短路
塑料：是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要
成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成 分，在加工过程中能流动成型的材料。
1.常见聚乙烯的主要品种及其合成原理、引发剂/催化剂特点、 分子结构特点及聚合工艺特点。 P97
? HDPE(High-density polyethylene）中、低压聚乙烯，中压聚乙烯是用载于 氧化硅-氧化铝上的氧化铬为催化剂，在106~170℃，2~4MPa的压力下使乙 烯聚合，低压聚乙烯是用AlEt3~TiCl4为催化剂，在数个兆帕的低压下使乙 烯聚合，都是采用配位聚合生产的聚乙烯密度较高。为线性结构有少量短支 链
消耗定额较低
产品的物理性能优异，光泽 （1）产品应用范围很广，
度控制可高可低，可广泛应 可用于挤出、热成型、膜片、
用于注模、胶片、挤压模塑、 铸膜、纤维、吹模、注模。
板材、胶带、纤维和硬质包 （2）产品有防热、防老化、
装等。气相法工艺不存在溶 防静电、高透明、防结块等
剂的溶解或溶胀问题，所以 特点。
? 第二代聚合工艺：(a) Solvent polymerization(b) Bulk polymerization (polymerized in liquefied propylene, instead of solvent) ；催化剂活性提 高 ? 第三代催化剂：氯化镁负载Z-N高效催化剂，包括液相、液相－气相、 气相本体工艺 ? 第四代：高效催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂
5. 聚苯乙烯的本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制手段 ？试分析聚苯乙烯本体聚合后期升高温度对产物分子量及其
分布的影响。
主要控制条件:P79~80
? 单体纯度 ? 聚合反应速率 ? 粘度和反应热 ? 转化率 ? 相对分子质量与反应温度 ? 惰性气体保护
优点：转化率接近100%，不必进行脱 挥发份处理。
值关系
2.高压聚乙烯（LDPE）本体聚合工艺主要过程及其生产主 要控制手段, 釜式和管式反应器对聚合物性能的影响？
主要控制手段：（P99） ?压力：一般150～200MPa，压力增大密度 增大 ? 温度：聚合速率、支化度、端乙烯基含 量、物料相态，分子量及其分布 ? 引发剂：氧、有机过氧化物 ? 链转移剂：丙烷、氢气 ? 乙烯纯度：杂质越多相对分子量越低
? LDPE（Low-density polyethylene）高压聚乙烯:将乙烯压缩到150~250 MPa 的压力下用氧或过氧化物为引发剂在200℃左右经自由基聚合制得。其密 度较低。分子具有长短支链，分子量一般不超过5w。 ? LLDPE（Linear low density polyethylene）乙烯－长链烯烃共聚物：一定
最适于生产含有乙丙橡胶相 （3）产品的MI、挠曲模量、
的嵌段共聚产品。
屈服强度都可在较宽范围内
调整。
4.苯乙烯系树脂的种类及其聚合方法。
苯乙烯系树脂
各种嵌段聚合物
聚合机理
自由基聚合 阴离子聚合 配位聚合 阳离子聚合 活性自由基聚合
自由基聚合：GPPS、HIPS、EPS、ABS、SAN、ASA ? 阳离子聚合：各种嵌段聚合物 ? 阴离子聚合：K－resin、（超）高分子量PSt、SBS、SSBR、SIBR ? 配位聚合（Z－N催化剂、茂金属催化剂）：SPS、ES等 ? 活性自由基聚合：各种嵌段聚合物
釜式和管式反应器对聚合物性能的影响 （P103~104）
釜式
管式
3.聚丙烯催化剂经历了几代的发展？每一代催化剂特点及聚 合效果？每次催化剂的重大发展，对聚丙烯聚合工艺过程产
生了何种影响？聚合工艺特点？
溶液法、溶剂法（淤浆法）、液相本体和气相本体 （P93~96）
? 第一代聚合工艺：淤浆法（溶液聚合），必须分离无规均聚聚丙烯 APP；
数量无规分布支链的线性低密度聚乙烯 ? POE（Polyolefin elastomer）乙烯－辛烯共聚，弹性体
乙烯气相本体聚合的特点： P97~98
? ? 聚合热大：聚合热95kJ/mol ? ? 聚合转化率较低：20%~30%乙烯循环使用 ? ? 乙烯高压聚合的转化率低 ? ? 链转移反应容易发生 ? ? 以氧为引发剂时，存在压力与氧浓度的临界