高聚物合成工艺学习题
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。
(完整word版)高聚物合成工艺课后题答案

1生产单体的原料路线有哪几种?试比较它们的优缺点?答:①石油路线:目前最主要的单体原料路线②煤炭路线:乙炔,电石生产需大量电能,经济上不合理,由于我国历史原因和资源情况,乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。
③可再生资源路线,原料不充足,成本高,但充分利用自然资源,变废为宝的基础上,小量生产某些单体出发点还是可取的。
2、如何有C4馏分制取1,3丁二烯?①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。
第三章本体聚合1、简述高压聚乙烯工艺流程答:精制的乙烯进入一次压缩(一级);来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后,进入一次压缩机入口,压缩至250MPa,然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩;冷却单体进入聚合反应器,引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合;然后高压分离、低压分离挤出切粒,未反应单体分离循环使用。
2、高压PE有哪两种主要工艺路线?各有什么特点?管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线管式反应器反应中:物料在管内呈柱塞状流动,无返混现象,反应温度沿反应管长度而变化,得高压聚乙烯分子量分布较宽,耐高压。
无搅拌系统,长链分枝少。
生产能力取决于反应管参数。
釜式反应器:物料可充分混合,反应温度均匀,还可分区操作。
耐高压不如管式,反应能力可在较大范围内变化,反应易控制。
PE分布窄,长链分枝多。
3、高压PE合成反应条件比较苛刻,具体条件如何?为什么采用这样的工艺条件?反应温度设在150℃~330℃,原因有二:①乙烯无任何取代基,分子结构对称,纯乙烯在350℃以上爆炸性分解,从安全角度,避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升,引发事故,故使T<330℃②PE 熔点为130℃,当T<130℃时造成大量PE凝固,堵塞管道,同样造成反应难以进行,造成事故,故最低温度不低于130℃,一般温度大于150℃。
反应在低压下进行,原因:乙烯常压下位气体,分子间距离远,不易反应,压缩后,分子间距离显著缩短,极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率,易反应,在100~300MPa下,C2H4接近液态烃,近似不可压缩状态,其次T上升,需压力也增加,才能使PE与单体形成均相状态,保持反应顺利进行。
高聚物合成工艺学习题集补充

绪论1 什么是高分子合成材料?天然高聚物与合成高聚物各有哪些主要用途?2 什么是高分子合成工业,与其他化工工业关系如何?任务如何?3塑料、合成橡胶、合成纤维各有什么特征及用途。
4高分子合成工业装置包括那些生产过程?原料单体贮存需注意哪些问题?5 聚合过程对工艺设备有哪些要求?6、简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
7、自由基聚合与离子及配位聚合各有哪些实施方法?聚合反应器有哪些形式和配套要求?8、聚合物进行分离的目的与方法有哪些?9、为何要对聚合物进行后处理?后处理包括哪些过程与内容,原因如何?10、为什么要进行溶剂回收?回收包括哪些生产过程?11、为什么要进行生产流程评价和新产品开发与生产工艺改革?12、什么是三废?如何进行三废处理?如何抓好安全生产,意义如何?(P20)13、废旧塑料回收利用有何重要意义?(P21)14、用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及意义。
15、如何评价生产工艺合理及先进性。
16、开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?第2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。
2、简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
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。
4、画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取精馏及简单精馏的目的。
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)。
6、如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?7、农副产品制化工原料的主要路线有哪些?第3章自由基聚合生产工艺1、自由基聚合所用引发剂有哪些类型,它们各有什么特点?2、引发剂的分解速率与哪些因素有关?引发剂的半衰期的含义是什么?生产中有何作用?3、引发剂的选择主要根据哪些因素考虑?为什么?4、以苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。
高聚物合成工艺学题集--四川大学资料

“聚合物合成原理及工艺学”
习题集
第一章绪论
1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
2.简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及
意义。
4.如何评价生产工艺合理及先进性。
5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?
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。
2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
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。
4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图,并说明采用萃取精馏的目的。
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)。
6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?
7.简述苯乙烯的生产方法。
8.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?
9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺
1.自由基聚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
中如何调节?。
高聚物生产技术练习题库(含参考答案)

高聚物生产技术练习题库(含参考答案)一、单选题(共90题,每题1分,共90分)1.聚酰胺纤维按加工方法可以分为初生丝、拉伸丝和( )A、单丝B、民用长丝C、变形丝D、复丝正确答案:C2.聚氯乙烯的英文缩写是( )A、PEB、PPC、CPD、PVC正确答案:D3.为防止单体聚合,在单体的储存和运输过程中通过加入少量的( )A、添加剂B、防老剂C、阻聚剂D、引发剂正确答案:C4.阳离子聚合最主要的链终止方式是( )A、向溶剂转移B、向反离子转移C、自发终止D、向单体转移正确答案:D5.聚酯生产过程中的工艺塔主要用来分离( )A、EG和PTAB、H2O和PETC、EG和H2OD、EG和PET正确答案:C6.下列选项中,可以反映出聚丙烯等塑料的平均的相对分子质量的是( )A、熔融指数B、挠曲模量C、拉伸强度D、等规度正确答案:C7.下列哪一项不是自由基型聚合反应特点( )A、快增长B、慢终止C、易转移D、慢引发正确答案:B8.掺和的目的是使( )A、产品质量均一稳定B、不同质量的产品分离C、外观颗粒一致D、颗粒表面光滑正确答案:A9.对压力容器用钢的基本要求是:良好的塑性、韧性,良好的焊接性,较高的( )和耐腐蚀性A、强度B、抗冲击力C、承受温差变化能力D、耐压性正确答案:A10.分子中的结构单元数称为( )A、DpB、XnC、MnD、M0正确答案:B11.如果r1·r2≈0,共聚时将得到( )共聚物。
A、接枝B、嵌段C、交替D、无规正确答案:C12.下列不属于离子型聚合反应的是( )A、逐步聚合B、阴离子聚合C、阳离子聚合D、配位聚合正确答案:A13.过氧化苯甲酰属于下列( )类型引发剂A、偶氮类B、有机过氧化物C、无机过氧化物D、氧化-还原体系正确答案:B14.通过调节( )来控制12-R01的液位,保证反应器內物料量的稳定A、泵的功率B、泵的转速C、入口阀D、泵的出口阀正确答案:B15.高分子合成材料的主要来源是( )A、煤B、石油C、天然气D、以上都是正确答案:D16.通常说的“白色污染”是指A、聚乙烯等塑料垃圾B、白色建筑废料C、冶炼厂的白色烟尘D、石灰窑的白色粉尘正确答案:A17.下面高聚物哪一个不是均聚物( )A、PVCB、PTFEC、ABS树脂D、PP正确答案:C18.预缩聚反应器15-R01下室压力进一步降低,为( )KPa-a左右,A、2.2B、2.0C、2.4D、1.2正确答案:D19.阴离子聚合链增长过程中,离子对的存在形式对下列哪一项没有影响( )A、产物结构B、聚合机理C、聚合速率D、产物聚合度正确答案:B20.下列引发剂进行阴离子聚合时活性最强的是( )A、RMgXB、LiRC、RONaD、H2O正确答案:B21.下列聚合物属于均聚物的是( )A、聚丙烯酸甲酯B、尼龙-66C、涤纶D、酚醛树脂正确答案:A22.自由基聚合反应中链增长的序列结构主要是( )种链节连接形式A、头-头连接B、都不是C、尾-尾连接D、头-尾连接正确答案:D23.聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称是( )A、PECB、PCTC、PETD、PTC正确答案:C24.ABS树脂是由哪几个原料聚合而成的( )A、丙烯腈-丁二烯-氯乙烯B、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯C、丙烯腈-氯乙烯-苯乙烯D、丁二烯-氯乙烯-苯乙烯正确答案:B25.聚酰胺聚合时,当温度升高时,不利于放热反应的进行,故反应向水解方向移动,使产物分子量( )。
《高聚物合成工艺学》试卷一

《高聚物合成工艺学》试卷一一.名词解释(21分)1.本体聚合2.接枝共聚物3.离子交换树脂4.脱活5.热塑性6.丁苯橡胶7.二.填空(21分)1.塑料的原料是:和。
2. 从聚合反应机理看,聚苯乙烯的合成属聚合,尼龙-66的合成属聚合,此外还有聚加成反应和开环聚合,前者例如,后者例如。
3.生产高分子量线型缩聚物的方法主要为:,,,。
4.根据聚合反应的操作方式,可分为和两种方式。
5.写出两位获得诺贝尔奖的高分子学家:,。
6.悬浮聚合工艺中最主要和不可缺少的条件是和。
7.按热力学特征,缩聚反应可分为和两大类,而按参加反应的单体可分为,,三大类。
三.判断(10分)1.目前自由基聚合生产合成橡胶时广泛采用本体聚合法或者悬浮聚合法。
()2.体型缩聚的产物具有可溶可熔性。
()3.阴离子聚合一般是使阴离子发生链转移或异构化反应来终止反应。
()4.对于加聚反应,其单体转化率随聚合反应时间的增长而增大,而其分子量则几乎与时间无关;对于缩聚反应,其单体转化率与时间无关,而分子量随时间的延长而提高。
()5.缩聚反应不存在链引发、链增长、链终止等基元反应。
()6.不饱和聚酯不是结构预聚物。
()7.聚丙稀是一种高结晶的热塑性树脂。
()8.配位聚合中,可选用含有活波氢的、极性大的含氧、氮化合物的溶剂。
()9.阳离子聚合体系具有动力学链不终止,催化剂种类多,选择范围广和单体的聚合活性可随催化剂和溶剂变化。
()10.丙稀酰胺的聚合方法有水溶液聚合、悬浮聚合和逆向乳液聚合。
()四.简答(25分)1.简述三烯,三苯,乙炔的主要来源。
2.游离基聚合反应中反应速度及分子量与哪些因素有关。
3.悬浮聚合中的主要物系组成及其作用。
4.环氧树脂的合成原料,合成反应式,NaOH的作用。
5.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别,这些差别是如何形成的?五.问答(23分)1.试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三阶段的特征。
2.自由基聚合和缩聚各有哪几种实施方法,每种实施方法能合成哪些树脂(树脂的原材料,树脂的合成反应式)。
高聚物合成工艺学试题两套和答案

高聚物合成工艺学试卷两套和答案第一套一. 解释或说明以下基本概念(20分,每题2分)悬浮聚合;单体在水中,悬浮剂存在下由自由基引发剂引发进行的聚合反应LDPE的制备;采用自由基引发剂,在高温高压下合成的PE乳液聚合特点;分子量和聚合速度同时提高熔融缩聚;在单体和聚合物熔点以上进行的聚合过程高顺式聚丁二烯;顺式含量打印94%的聚丁二烯界面缩聚;在两不相容的溶剂界面进行的缩聚反应双酚A型环氧树脂;由双酚A作为单体组分之一而得到的氧树脂TDI;甲苯二异氰酸酯氨基树脂;由尿素或三聚氰胺等与甲醛反应得到的树脂溶液丁苯胶:采用溶液法合成的丁苯胶二. 填空题(20分,每空1分)1. 自由基聚合可以采用四种工艺过程,乳液、悬浮、溶液、本体。
2. 乳聚丁苯橡胶一般分为两种低温、高温。
3. 乳液丁苯胶的合成是按自由基机理进行反应的。
4. 酚醛树脂是由苯酚与甲醛反应制备的。
5. 制备PE采用的催化剂(引发剂)是 TiCl4+AlR3 ;制备PP采用的催化剂(引发剂)是TiCl3+AlR3 。
6. 聚氨酯是由异氰酸酯与多元醇反应制备的。
反应类型为聚加成反应。
7. 悬浮聚合主要组分包括悬浮剂、单体、引发剂、水。
8. 不饱和聚酯树脂的单体分别为不饱和酸酐和二元醇。
三. 选择题(20分,每题2分)1. 乳液丁苯胶可选用( C. )作为引发剂。
A. BPO;B. K2S2O8;C. K2S2O8-FeSO4;D. TiCl3-AlCl3;2. 本体聚合常采用分段聚合工艺,其目的是( B. )A. 降低反应温度;B. 导出反应热;C. 提高转化率;D. 简化工艺;3. 离子聚合过程,一般选择(D )工艺。
A. 悬浮聚合;B. 乳液聚合;C. 本体和悬浮;D. 本体和溶液;4. 聚醚型聚氨酯与聚酯型聚氨酯相比具有(C )。
A. 耐热性好、机械强度高;B.耐热性好、柔韧性好;C. 低温性好、柔韧性好;D. 低温性好、机械强度高;5. LDPE特点是支链量(多),机械强度(低),可应用于薄膜。
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第一章绪论1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。
2.高分子合成材料可分为塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料和粘合剂等。
3.五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂。
4.五大工程塑料是聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。
5.三大合成纤维是聚酯纤维(涤纶纤维)、聚丙烯腈纤维(腈纶纤维)和聚酰胺纤维(绵纶或尼龙纤维)。
6.塑料的原料是合成树脂和添加剂(助剂)。
7.高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。
8.合成橡胶制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构9.塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。
润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料表面以防止粘着模具,并增加流动性。
10.大型高分子合成生产装置的过程可分为:原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。
核心是聚合反应过程。
11.根据反应机理不同,高分子聚合反应可分为连锁聚合和逐步聚合;根据单体和产物组成和结构的不同可分为加聚反应和缩聚反应。
绝大多数烯烃加聚反应属于连锁聚合,而缩聚反应为逐步聚合。
12.加聚反应可分为自由基聚合和离子聚合及配位聚合反应。
13.自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
14.离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。
15.缩聚反应实施方法熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚。
16.高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物,经聚合反应使之合成为高分子化合物。
17.高分子化合物生产流程评价的内容包括:生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。
18.废旧塑料回收利用的方式及其特点。
作为材料再生循环利用:再处理后降级使用;作为化学品循环利用:降解,高温裂解或催化裂解;作为能源回收利用:粉碎作燃料第二章生产单体的原料路线1.石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯(通称“三烯三苯”)的原料。
2.石油裂解气经分离可得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯;石油炼制产生的液体经加氢催化重整可转化为芳烃,萃取分离可得苯、甲苯、二甲苯等。
3.煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚等。
4.轻柴油裂解渴生产乙烯和丙烯。
5.石油裂解炉出口设置急冷锅炉的目的是终止烯烃二次反应,防止烯烃产量降低,同时防止结焦生炭堵塞炉管。
6.石油裂解气精致分离的方法有:深冷分离、吸收法、吸附分离法、络合物分离法。
7.芳烃提取常用溶剂为含水的二甲亚砜溶液或环丁砜溶液。
8.石油炼制和液态烃高温裂解过程中会产生容易液化的C4组分,作为制取丁二烯的原料。
轻柴油裂解产物主要是丁烯和丁二烯,丁烷很少,炼厂气中不含丁二烯,主要是丁烷和丁烯。
9.一般精馏法不能从裂解气中抽取丁二烯,而是采用萃取精馏法。
溶剂主要有:二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮。
10.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。
其原理为:向恒沸点或挥发度相近的液体混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂,以增大各组分挥发度差异,使相对挥发度变大的组分可从精馏塔顶部馏出,变小的组分随溶剂从塔底流出,实现分离。
11.典型塑料、合成橡胶的单体:乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。
12.煤中的有机物主要有C、H、O、及少量N、S、P等元素。
13.分子结构随煤化程度的加深越来越复杂。
以芳核结构为主,还具有烷基侧链和含氧、氮、硫的基团,近似组成为(C135H97O9NS)n。
14.煤转化的途径包括:气化、液化和焦化15.煤气化是一个热化学过程,指以氧气、水蒸汽或氢气等为气化介质(气化剂),在高温条件下,通过化学反应把煤或煤焦(半焦)中的可燃部分转化为气体的过程。
所得气体称为煤气包括CO、H2和CH4。
16.液化是煤转化为液态产物(包括芳烃、烷烃、脂肪烃等油品)的过程。
液化目的是将煤转化为发动机燃料和化工原料。
有两个途径:直接液化和间接液化。
17.直接液化是高温高压下,煤与氢气反应转化液体油类的过程。
产品有芳烃、环烷烃及部分脂肪烃化合物。
18.间接液化指使煤气化生成合成气(CO+H2),再由合成气合成液体燃料或化学品的过程。
产品主要是脂肪烃化合物。
19.煤的干馏:即热分解或热解,指煤在隔绝空气条件下加热至较高温度,发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
20.煤热解产物:煤气、焦油及半焦或焦炭。
其中煤焦油和焦炭是有机化工原料的主要来源。
21.炼焦(高温干馏):煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃,可获得焦炭、化学产品和煤气。
22.利用一定压力下气体中各组分的沸点不同,采用低温分离法可实现炼焦煤气的分离。
具体操作:逐级冷却,使煤气中各组分依次液化,冷凝温度高的组分先冷凝成液体,冷凝温度低的后冷凝。
23.煤焦油分离方法有:蒸馏、萃取、结晶等,主产品:苯、甲苯、二甲苯、萘、酚及同系物、蒽、菲、咔唑、各种油类及沥青。
24.电石法生产乙炔的反应原理:CaC2 + H2O →C2H2 + Ca(OH)2。
25.天然气的主要成分为CH4;少量其它烷烃(C<7)、非烃气体N2、CO2、H2S、H2、H e,硫醇、硫醚等;微量的烯烃、环烷烃、芳香烃;有害成份:多硫化氢等。
第三章自由基聚合生产工艺1.自由基聚合反应的特点a整个聚合过程分为链引发、链增长、链终止,各步反应速率和活化能相差很大b高分子瞬间形成,并产品的相对分子质量不随时间变化c体系内始终由单体和高聚物组成,产物不能分离d反应连锁进行,转化率随时间的延长而增加e反应是不可逆的。
基元反应及反应特征一般表达式:链引发:I →2R•(初级自由基;吸热,反应速率小)反应特征:慢引发、快增长、速终止聚合物相对分子量、单体转化率与时间的关系?2.引发剂:容易分解产生自由基,并能引发单体聚合的物质引发剂的种类(举例):偶氮类引发剂:偶偶氮二异丁腈、有机过氧化物:烷基过氧化氢、无机过氧化物:过硫酸钾、氧化还原引发体系:过氧化氢—亚铁盐引发剂的半衰期:指引发剂分解至起始浓度一般时所需的时间。
不同温度下引发剂半衰期的计算:t1/2=ln2/kd=0.693/k d=0.693/A d e-Ed/RT3.乳液聚合和水溶液聚合采用水溶性引发剂,本体、悬浮和有机溶液聚合采用油溶性引发剂。
4.如何选择自由基聚合的引发剂:据聚合实施方法,从溶解度角度确定引发剂类型;据聚合温度选择半衰期适当的引发剂,使聚合时间合理;据聚合釜传热能力,确保温控和防爆聚前提下,尽量选高活性引发剂(相同条件分解速率快);从操作控制的角度,尽量选择复合型引发剂;半衰期:t1/2m[Im]1/2 = t1/2A[IA]1/2 + t1/2B[IB]1/2;不能与反应体系中除单体以外的其它成分发生反应;安全、易得、廉价5.在搅拌均匀的反应器中,应使引发剂半衰期与停留时间满足τ= t/6,这样有10%为分解引发剂带出反应器,最为经济合理。
6.一般来说,聚合温度升高,自由基聚合产物平均分子量降低;引发剂浓度升高,分子量降低;无链转移时,单体浓度提高,分子量增加;链转移反应导致分子量降低。
7.分子量调节剂:起控制或调解分子量大小作用的链转移剂(小分子或大分子)。
链转移对聚合物的平均聚合度有何影响DP0越大,链转移项影响越显著→需高分子量避免链转移;Cs<<1,无控制、调节分子量的作用→选用Ktr>Ks的化合物作分子量调节剂;Cs越大,其用量越少;Cs一定,聚合度由[S]/[M]决定,而转化率增加,比值减小→反应中应根据产品要求补加链转移剂;“50%转化率”:链转移剂消耗50%时单体转化率U1/2=100(1-0.51/Cs);溶液聚合中,C溶剂<<1,[溶剂]>[单体],须考虑向溶剂转移→产物分子量较其它方法小。
工业上应选择链转移反应速率常数K tr > 链增长反应速率常数K p的化合物作为分子量调节剂。
8.LDPE生产中用丙烷、丙烯、乙烷或H2作链转移剂,控制分子量。
丁苯橡胶生产中以硫醇控制分子量。
9.自由基聚合生产中控制产物平均分子量的手段是严格控制引发剂用量,严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件,选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量10.聚氯乙烯生产中主要是向单体的链转移,故生产中依靠控制反应温度控制产品平均分子量。
11.何谓自动加速现象当自由基聚合到达中期后,随转化率增加,聚合速率自动加快的现象。
产生的原因是由于凝胶效应和沉淀效应使链自由基的终止速率受到抑制,链重排由于粘度增大而难以进行,链终止速率常数大大降低,从而使聚合速率加快。
后果是体系粘度迅速增大,出现凝胶效应12.工业生产采用本体聚合方法生产的有:高压聚乙烯LDPE(气相本体聚合)、聚苯乙烯PS(熔融本体聚合)、聚氯乙烯PVC(非均相本体聚合)、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(本体浇铸聚合)。
13.本体聚合的特点聚合过程无其它反应介质,产品纯度高;工艺简单,设备少,无回收工序;放热反应,放热量较其它聚合方法大,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;自动加速现象严重,易产生凝胶效应,阻碍单体完全反应。
本体聚合的场所: 本体内。
反应过程温度难以控制,故产品分子量分布较宽。
14.悬浮聚合的概念:借助机械搅拌和分散剂的作用, 使单体以小液滴(直径1~10-3cm)悬浮在分散介质中进行的自由基聚合。
体系组成:单体(助剂)、引发剂、水(阻聚剂)、分散剂。
聚合场所:单体液滴内部、聚合过程危险期:聚合中期。
优点:反应热易移出,温度易控,产品质量稳定、纯度较高;产物相对分子质量较高,粒径可控;工艺与技术成熟,安全、简单、生产成本低。
缺点: 附有少量分散剂残留物;只能间歇生产,难于连续生产。
悬浮聚合分散剂一般作用是防止已被剪切分散的单体液滴和聚合物颗粒重新聚集。
分散剂的种类:水溶性高分子(0.05-0.2%)明胶、淀粉、纤维素衍生物、聚乙烯醇、两性或中性共聚物;非水溶性无机粉末:高分散性CaCO3、MgCO3、AlOH等(0.1-0.5%)。
作用机理:保护胶类分散剂的作用在于当两液滴相互接近到可能产生凝结的距离时,两液滴之间的水分子被排出而形成了高分子薄膜层,从而阻止了两液滴凝结,或两个相互靠近的液滴之间的液体薄层移动延缓,以致在临界凝结的瞬间内两液滴不能发生凝结。
作为保护胶的高分子化合物被液滴表面吸附而产生定向排列,大分子中亲油链段与单体液滴表面结合,而亲水链段则伸展在水中,因而产生空间位阻。
无机粉状分散剂是存在于水相中的粉末状物当两液滴相互靠近时,水分被挤出,粉末在单体液滴表面形成隔离层从而防止了液滴的凝结。
影响悬浮聚合产物粒子大小及形态的因素:增加搅拌强度,粒径减小;分散剂用量越大,粒径越小;水/单体比增加,粒径减小,颗粒越疏松,但生产能力低,水/单体比减少,粒径增加,易结块,不利于传热。