聚合物合成工艺学思考题及其答案资料
聚合物合成工艺学习题
1.简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。（教材
P37-38、P48、P51、P56、P60）
2.举例说明自由基聚合引发剂的分类，在高聚物生产中如何选择合适的引发剂。
（教材P38-41、P44-45）
3.在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量，举例说明常用的分子量调节剂。
（教材P46-47）
4.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用机理。（教材
P53-54）
5.简述自由基悬浮聚合生产工艺。（教材P55-56）
6．自由基乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明，并简述不同乳化剂的稳定性作用原理。（教材P62-66）
8．简述自由基悬浮聚合生产工艺。（教材P72、74、75、78、79）
9．简述阴离子聚合、阳离子聚合的工业应用。（教材P84-85）（教材P87）10．什么是Ziegler-Natta催化剂，它的组成如何。（教材P88）
11．分别简述线型缩聚物和体型缩聚物的定义、应用和生产方法。（教材P107）12．简述四种线型缩聚物生产工艺的定义并比较它们的优缺点和应用范围。（教材P113）
13．聚氨酯的定义和反应通式。（教材P132）
14. 从分子结构进行分析说明为什么异氰酸酯具有很高的反应活性。（教材P132-133）
15. 简述一步法和两步法合成聚氨酯树脂的原理。（教材P135-137）
16. 分别举例说明合成聚氨酯的原料异氰酸酯、多羟基化合物、扩链剂、催化剂的类型。（教材P138-146）
17. 从大分子结构方面阐述聚氨酯为什么会有广泛的应用和优异的性能。（教材P147）
《聚合物合成工艺学》期末复习资料
《聚合物合成工艺学》期末复习资料
1. 高分子合成材料的基本原料的来源：石油化工路线、煤炭路线。
2. 连锁聚合反应的工业实施方法有：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合；缩聚反应的工业实施方法：熔融聚合、溶液聚合、界面聚合。
3. 聚合过程中常用干燥设备有：厢式干燥器、气流式干燥器；常用分离设备：闪蒸罐、振动筛。
4. 乙烯高压聚合生产工艺流程主要生产过程分为：压缩、聚合、分离、造粒。
5. 聚氯乙烯悬浮聚合过程中温度控制非常关键，为了有效提高传热效率，可以通过：及时清除黏釜物、减薄釜壁、及时清除水垢途径来提高传热效率。
6. 三大合成材料是指塑料、合成橡胶、合成纤维。
7. 聚丙烯腈生产过程的主体原料有：丙烯腈、第二单体、第三单体。
8. 聚酯纤维的生产方法：酯交换缩聚法、直接酯化缩聚法。
9. 高浓度合成乳胶制备在工业上主要有浓缩法合直接合成法，其中浓缩法最常用的三种实施方法是：喷雾干燥法、膏化法、蒸发法。
10. 从乳液聚合所得的胶乳分离出橡胶的方法有：电解质凝聚法、冷冻凝聚法。从溶液聚合的胶液分离出橡胶的方法有：直接干燥法、水凝析法。
11. 顺丁橡胶生产中，采用的典型Ni系引发体系中的主引发剂是环烷酸镍，助引发剂是三异丁基铝，第三组分是三氟化硼乙醚络合物。
12. 在高分子合成工业中通常聚合合成过程主要包括：原料准备与精制过程、催化剂（引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程和聚合物后处理过程、回收过程六个工序。
13. HDPE工业生产主要采用低压聚合，聚合机理是阴离子配位聚合。LDPE工业生产主要采用高压聚合，聚合机理是自由基聚合。
聚合物合成工艺学思考题
聚合物合成工艺学思考题
1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。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大：
①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异：
合成树脂后处理方框图：
干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品
潮湿的粉状
粒状塑料均匀化
干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料
制品
合成橡胶后处理方框图：
潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品
3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？
①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
聚合物合成工艺学测试答案
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）？
聚合物制备工程_第1章作业及参考答案
第一章绪论
聚合物生产过程
1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么？
2. 聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？
3. 举例说明如何选择某种聚合物的聚合实施方法？
4. 如何评价生产工艺合理及先进性。
5. 思考题：开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？
6. 思考题：是否存在从聚合物单体到聚合物材料制品的最简化路线？举例说
明。
聚合物工业与可持续发展
1. 三烯、三苯是哪些化学品？简述三烯、三苯和乙炔的来源。
2. 聚合物工业的原料来源有哪些及其分类（是否属于可再生资源）？
3. 思考题：如何实现聚合物工业的可持续发展？
4. 思考题：可降解聚合物材料有哪些种类？此类材料的发展和使用具有哪些
意义?
参考答案
聚合物生产过程
1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么？
答: 任何聚合物的生产过程的都基本包括：生产准备，催化剂配制，聚合过程和后处理及回收四大过程。
①生产准备过程包括原料准备、公用工程的准备。
②催化剂的配制过程主要指催化剂的制备或配制与溶解；
③聚合过程是聚合物生产过程的核心，是决定产品质量的重要工序或过程；
④后处理过程相当复杂和繁多，尤其对于生产固体聚合物的生产过程，因采用的聚合实施方法不同，采用的后处理方式也不一样。但归纳起来不外乎有：分离工序、脱挥工序、脱灰工序、干燥工序、添加助剂(防老剂、增塑剂、加工助剂等)、产品形状处理工序(造粒、压块、切片)，对于直接使用乳液的场合还需加润湿剂、消泡剂。除此之外聚合物后处理过程还包括，单体和溶剂的回收与精制工序。
2. 聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？
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。
聚合物合成工艺学习题
名词解释
线型高分子聚合物：发生缩聚反应的单体所含反应性官能团的数目全部为2时，经缩聚反应生成的最终产物为线型高分子聚合物。
体型高分子聚合物：如果一部分单体含有的反应性官能团的数目大于2，则经缩聚反应生成的最终产物为线型高分子聚合物。
自由基聚合反应：借助于光、热、辐射、引发剂的作用，使单体分子活化为活性自由基，再与单体连锁聚合形成高聚物的聚合反应。
悬浮聚合：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
乳液聚合：单体在乳化剂作用下，在水中分散成乳液状态进行的聚合反应。
共混聚合物：又叫聚合物合金，是化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物.。
互穿网络聚合物：两种交联结构的聚合物互相紧密结合，但两者之间不存在化学键的聚合物体系。
热固性塑料：是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料。热塑性塑料：指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。
通用塑料：工业生产中的产量较大而且应用最广的塑料。工程塑料:是指被用作工程材料，也即结构材料的热塑性塑料。
橡胶的硫化：是指将具有高弹性的线型高聚物转变为交联成网络结构的高聚物。
聚合物结晶度：表征聚合物材料中的结晶与非结晶的质量百分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）的数值。
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。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。
聚合物合成工艺学-复习题
聚合物合成⼯艺学-复习题
填空题
1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三⼤合成材料。
2.五⼤通⽤塑料是聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯、聚氯⼄烯和ABS树脂
3.五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。
4.塑料的原料是合成树脂和添加剂（助剂）。
5.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
6.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。
7.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。
8.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9.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。
10.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。
11.⾼分⼦合成材料可分为塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离⼦交
换树脂等。
12.三⼤合成纤维是聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维。
13.⾼分⼦合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。
14.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。
15.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。
聚合物合成工艺学_习题指导
1.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
4.生产单体的原料路线有几条？比较它们的优缺点。
答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线
6.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
7.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
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、引发剂与助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程;包括聚合与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;主要就是未反应单体与溶剂的回收与精制过程及设备。
2 简述连续生产与间歇生产工艺的特点
答:间歇生产就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。优点就是反应条件易控制,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,容易改变品种与牌号。缺点就是反应器不能充分利用,不适于大规模生产。
连续生产就是单体与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。优点就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。缺点就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.合成橡胶与合成树脂生产中主要差别就是哪两个过程,试比较它们在这两个生产工程上
的主要差别就是什么？
答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程与后处理工程。
聚合物合成工艺学作业
1.1.用方块图表示高分子合成材料的生产过程用方块图表示高分子合成材料的生产过程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。
2.2.如何评价生产工艺合理及先进性。
如何评价生产工艺合理及先进性。3.3.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？
开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？4.4.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
简述石油裂解制烯烃的工艺过程。5.5.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？
如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？6.6.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。
第三章思考题
1.1.简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。
简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。3.3.在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量，
，举例说明常用的分子量调节剂。
5.5.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用机自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用机理。
7.7.自由基溶液聚合生产中溶剂聚合反应的影响。
自由基溶液聚合生产中溶剂聚合反应的影响。8.自由基乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明，并简述不同乳化剂的稳定性作用原理。
1.简述阴离子聚合、阳离子聚合的工业应用。
2.什么是Ziegler-Natta催化剂，它的组成如何。
3.复习配位聚合生产工艺。
聚合物合成原理及工艺学题库
聚合物合成原理及工艺学题库
第一部分：聚合物合成原理
1. 聚合物的基本概念
聚合物是由大量重复单元组成的巨大分子，通过化学键相互连接形成线性或者支链结构。常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。聚合物的性质取决于其结构以及聚合过程中的控制条件。
2. 聚合物的合成方法
(1) 聚合反应
聚合反应是指将单体分子通过共价键将其连接成高分子聚合物的过程。常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和羧化聚合等。
(2) 聚合物合成的原理
在聚合物合成中，通常需要考虑单体的选择、聚合反应的控制条件以及引发剂等因素。合成聚合物的过程一般包括引发剂引发聚合、聚合反应的进行以及制备和纯化工艺。
第二部分：聚合物工艺学
1. 聚合过程的设计
(1) 聚合物合成的反应条件
在设计聚合过程中，需要考虑反应温度、压力、溶剂选择等因素。这些条件会直接影响到聚合反应的进行以及最终聚合物的性质。
(2) 聚合物的结构控制
通过不同的反应条件和控制手段，可以实现对聚合物结构的调控。例如，改变引发剂种类和用量、反应温度和时间等，可以获得不同结构和性能的聚合物。
2. 聚合物的后处理工艺
(1) 聚合物材料的纯化
合成完聚合物后，通常需要进行纯化工艺以去除单体、引发剂和副产物等杂质。纯化工艺包括溶剂萃取、结晶分离等方法。
(2) 聚合物制品的加工
聚合物在制品化生产中，还需要进行各种后处理工艺，比如塑料制品的注塑成型、挤出成型等，以获得符合需求的最终产品。
第三部分：题库
1.请简要介绍聚合物的基本概念。
2.聚合物的合成方法有哪些？请简要描述其中一种方法。
3.在聚合物工艺学中，为何需要考虑聚合反应的反应条件？
聚合物合成工艺学复习资料笔记考题四川大学华南理工大学
聚合物合成工艺学1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。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大：
①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异：
合成树脂后处理方框图：
干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品
潮湿的粉状稳定剂等
合成树脂粒状塑料均匀化
干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料
制品
合成橡胶后处理方框图：
潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品
3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？
①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
聚合物合成工艺学复习资料笔记考题四川大学华南理工大学
聚合物合成工艺学1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。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大：
①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异：
合成树脂后处理方框图：
干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品
潮湿的粉状稳定剂等
合成树脂粒状塑料均匀化
干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料
制品
合成橡胶后处理方框图：
潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品
3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？
①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
聚合物合成工艺学部分复习题的参考答案
聚合物合成工艺学部分复习题的参考答案
一、针对工业上悬浮法聚合生产聚氯乙烯的的生产工艺，回答下列问题：
1、写出聚氯乙烯向单体转移终止的反应式。
2、简述悬浮法生产聚氯乙烯的工艺过程。
（1）准备：计量去离子水→聚合釜→开启搅拌→依次加悬浮剂溶液、水相阻聚剂硫化钠溶液、缓冲剂碳酸氢钠溶液。
（2）聚合：聚合釜内升至规定温度→加溶有引发剂的单体溶液→开始聚合（严格控温，温度波动≤±0.2℃，冷凝器用于单体蒸发冷凝回流排出聚合热）→釜压达规定值→结束反应→加链终止剂→贮液罐。
（3）分离单体：贮液罐→减压脱除大部分未反应单体→含 2－3％ VC 的 PVC 浆料→热交换器预热→单体剥离（汽提）塔顶，PVC 浆料与塔低通人的热的水蒸气做逆向流动，VC 与水蒸气一同逸出→ PVC 浆料（10－5 － 10－6 VC 质量分数）→塔底→热交换器冷却。（4）聚合物后处理：经冷却的 PVC 浆料→离心机，脱除盐水，得到含水 20－30％的滤饼→螺旋输
送机→气流干燥器，热风干燥→旋风分离器，除去湿的空气→沸腾床干燥器，挥发物 < 0.3%-0.4% →
滚筒筛，筛分除去大颗粒树脂→料斗→成品包装。
3、氯乙烯的沉淀悬浮聚合只到转化率 70％后才有明显的自动加速现象，为什么？
转化率 70％之前，体系内存在含 VC 27％的PVC 树脂颗粒（凝胶体）和单体液滴，聚合热由单体液滴的蒸发冷凝排除，同时由于凝胶体内 PVC 分子链堆砌疏松，能进行正常的链增长和向单体转移的链终止反应，自动加速现象尚不明显。
转化率达 70％时，体系内单体液滴已近乎消失，同时由于转化率的提高，凝胶体内 PVC 分子链堆砌较紧密，链终止反应受阻，而凝胶体内尚能进行正常的链增长，因此自动加速现象明显，转化率 80％后聚合反应速率逐渐降低。
(已排版)聚合物合成工艺学课后习题全解
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1.三种主要的合成材料是什么？简要描述他们的特点。
答:（1）用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料，统称为
合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合
成材料。（2）特点：
塑料以合成树脂为基础，具有重量轻、绝缘、耐腐蚀、美观、产品形式多样化等优点。塑料主要是有机材料，所以它的主要缺点是大多数塑料制品都会燃烧。在长期使用过程中，由于空气中光和氧的作用，以及环境条件和热量的影响，其产品的性能逐渐退化，甚至损
坏到无法使用的程度，即发生老化。合成橡胶是一种由化学合成而成的高弹性体。硫化后
可制成各种橡胶制品。一些合成橡胶比天然橡胶具有更好的耐热性、耐磨性、耐老化性、
耐腐蚀性或耐油性。合成纤维是一种具有线性结构的高分子量合成树脂。通过适当的方法
纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等
优点。缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。
2.合成高分子化合物的两种主要聚合反应是什么？
答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3.单体储存过程中应注意哪些问题并说明原因？
答：单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
（1）防止单体自聚合。为了防止单体自聚合，在单体中加入少量阻聚剂。（2）防火。为防止火灾事故发生，单个储罐应远离反应装置，储罐区严禁明火，以降低火灾风险。
（3）防止爆炸，防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气
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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。
4. 简述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: 高分子合成工业中: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;污染水质的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
第二章
1.生产单体的原料路线有那些？
（1）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。
（2）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
2.石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？简述石油化工路线裂解生产乙烯单体的过程，并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品？
答:单体和原料:烯烃、丁二烯、和芳烃、苯、甲苯、二甲苯等。它们是重要的基本有机原料，而细听中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体; 汽油、石脑油、煤油、柴油等馏分和炼厂气。
过程：轻油在水蒸汽存在下，于750-820℃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秒。水蒸汽稀释目的在于减少烃类分压，抑制副反应并减轻结焦速度。液态烃经高温裂解生成的产品成分复杂，包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
聚合物产品：聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶聚氧化乙烯、涤纶树脂。
第三章
1，简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。
答：（1）本体聚合（又称块状聚合）：在不用其它反应介质情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
优点：a本体聚合是四种方法中最简单的方法，无反应介质，产物纯净，适合制造透明性好的板材和型材。b后处理过程简单，可以省去复杂的分离回收等操作过程，生产工艺简单，流程短，所以生产设备也少，是一种经济的聚合方法c反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本比较低。
本体聚合的缺点：a放热量大，反应热排除困难，不易保持一定的反应温度b单体是气或液态，易流动。聚合反应发生以后，生成的聚合物如溶于单体则形成粘稠溶液，聚合程度越深入，物料越粘稠，甚至在常温下会成为固体。
（2）乳液聚合：是单体和水在乳化剂作用下形成的乳状液中进行聚合反应的一种聚合物生产方法。
优点：a以水作分散介质，价廉安全，比热较高，乳液粘度低，有利于搅拌传热和管道输送，便于连续操作。同时生产灵活，操作方便，可连续可间歇。b聚合速率快，同时产物分子量高，可在较低的温度下聚合。c可直接应用的胶乳，如水乳漆，粘结剂，纸张、皮革、织物表面处理剂更宜采用乳液聚合。乳液聚合物的粒径小。d不使用有机溶剂，干燥中不会发生火灾，无毒，不会污染大气。
乳液聚合方法的缺点：a 需固体聚合物时，乳液需经破乳、洗涤、脱水、干燥等工序，生产成本较高。b 产品中残留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能、透明度、耐水性能等。
c 聚合物分离需加破乳剂，如盐溶液、酸溶液等电解质，因此分离过程较复杂，并且产生大量的废水；如直接进行喷雾干燥需大量热能；所得聚合物的杂质含量较高。
（3）悬浮聚合：是将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水相当中，同时经引发剂引发聚合的方法。
悬浮聚合法的主要优点：a.以水为分散介质，价廉、不需要回收、安全、易分离。b.悬浮聚合体系粘度低、温度易控制、产品质量稳定。c.由于没有向溶剂的链转移反应，其产物相对分子质量一般比溶液聚合物高。d.与乳液聚合相比，悬浮聚合物上吸附的分散剂量少，有些还容易脱除，产物杂质较少。e.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。
悬浮聚合法的主要缺点：a. 工业上采用间歇法生产，而连续法尚未工业化。b. 反应中液滴容易凝结为大块，而使聚合热难以导出，严重时造成重大事故。c. 悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。
（4）溶液聚合：是将单体和引发剂溶于适当溶剂（水或有机溶剂）进行聚合的方法。
溶液聚合的优点：a.与本体聚合相比，溶剂可作为传热介质使体系传热较易，温度容易控制；
b.体系粘度较低，减少凝胶效应，可以避免局部过热；
c.易于调节产品的分子量及其分布。溶液聚合的缺点：a. 单体浓度较低，聚合速率较慢，设备生产能力和利用率较低。b.单体浓度低和向溶剂链转移的结果，使聚合物分子量较低。c.使用有机溶剂时增加成本、污染环