高聚物合成工艺
聚合物合成工艺学
(4)分离过程：涉及未反应单体旳回收、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：涉及聚合物旳输送、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旳回收与精制过程及设备。 另外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
(7) 发展清洁生产，注重可连续发展
(8) 增强技术创新能力，培养高素质人才
5. 高分子合成工业
(1) 基本原料：石油、天然气、煤炭等为原材料。
(2) 生产过程：涉及石油开采、石油炼制、基本有机合成、高 分子合成、高分子合成材料成型等工业部门，提供主要旳原料 -单体、溶剂、塑料添加剂等辅助原料。
(3) 高分子合成工业旳任务：将基本有机合成工业生产旳单体， 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。所以基本有机合成工业、高分子合成工业 和高分子合成材料成型工业是亲密相联络旳三个工业部门。
多数引起剂受热后有分解爆炸旳危险，干燥、纯粹旳过氧化物 易分解。所以工业上过氧化物采用小包装，贮存在低温环境中， 而且防火，防撞击。
常用旳催化剂烷基金属化合物很危险，易遇空气燃烧或遇水爆炸。 金属卤化物易水解生成腐蚀气体。
(3) 聚合过程
高分子化合物旳平均分子量、分子量分布以及其构造对高分子 合成材料旳物理机械性能产生重大影响，而且生产出来旳成品 不易进行精制提纯，所以对聚合工艺条件和设备旳要求很严格：
例2. 一种年产10万t合成纤维工厂相当于200多万亩棉田旳产量， 也相当于2023万多头绵羊旳年产毛量，我国如能年产100万t合 成纤维，可节省2023多万亩土地，可养活3000-4000万人口。
高聚物合成工艺
3、高分子合成生产过程 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 → 聚合物后处理过程 → 回收过程6、最重要的原料来源路线：①石油化工路线;②煤炭路线;③其他原料路线.7、C4馏分的组成：丁烷、丁烯和丁二烯，是石油炼制过程中和液态烃高温裂解过程中产生。
8、引发剂的选择 ①根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性引发剂；②根据聚合操作方式和反应温度条件,选择适当分解速度的引发剂；③根据分解速度常数；④根据分解活化能；⑤根据引发剂的半衰期。
①聚合热大； ②聚合转化率低；③反应器内压力高；④易发生链转移；⑤存在一个压力和氧浓度的临界关系。
14、悬浮聚合成粒途径 粉状成粒的三种宏观成粒途径①表面张力中等，搅拌较弱且单体液滴保护良好时，液滴多以独立的形式存在并聚合，最后形成小而致密的球形单细胞颗粒，即紧密型树脂； ②表面张力低，搅拌强度中等及保护能力中等时，聚合过程中单体液滴有适度的聚并，由亚颗粒聚并成多细胞颗粒，最后形成粒度中等，空隙率高的疏松型树脂； ③保护能力差时，在低转化率阶段，单体液滴就凝结在一起，不成颗粒，形成大块，这在生产中要避免的。
17、低温乳液丁苯橡胶所使用的氧化还原体系是什么？ 有机过氧化物：二异丙苯过氧化氢（CHP ）； 还原剂：亚铁盐； 助还原剂：甲醛合次硫酸氢钠体系； 络合剂：乙二胺四乙酸（EDTA ）。
18、为什么用多釜串联形式生产？①多釜串联生产是连续生产的需要.适合大规模生产 由于串联釜数目增加.而总停留时间不变.通过提高物料的流动速度.提高单位时间的生产能力.另一方面.连续操作的聚合可满釜操作,而间歇式半连续法操作方式仅可充料60%-80%. ②聚合釜全过程各釜放热稳定不变,单位体积反应釜生产能力高于间歇法或半连续；③由于操作反应条件处于稳定状态,其生产的产品性能均一,乳胶粒子粒径分布变窄,支链少。
19、如何实现丁二烯和苯乙烯的回收使用？ ①丁二烯的回收通过两次闪蒸和尾气吸收完成；一次闪蒸压力19KPa,二次闪蒸13KPa,尾气用石脑油或煤油吸收后排放； ②苯乙烯的回收通过汽提塔脱气,冷凝,升压回收,乳胶从塔上部进入,蒸汽从塔底上升,两者逆流交换,塔顶温度为50℃,压力维持在13-33KPa,塔底温度为60℃,压力30KPa,由塔顶的蒸汽喷射泵维持塔内的真空度。
高聚物合成工艺-第九章 缩合聚合与逐步加成聚合生产工艺
分子不易扩散脱 除。
高。
适 用 范
围
广泛用于大品种缩 聚物，如聚酯、聚酰 胺的生产。
适用于单体或缩聚物 熔融后易分解的产品生 产，主要是芳香族聚合 物，芳杂环聚合物等的 生产。
液聚生种适和产性—用液芳芳能于香酰相聚气族胺界合液酰等面物相。氯特缩、生聚的溶的适分产的酯生用子的芳产、于量缩族聚。提以聚聚酰高及物合胺难如物等已
HO Bis-Phenol-A K+-O
CH O
3
K2CO3 K+-O
OH
+ O- K+
O
Cl
S
O
DMSO/Toluene 160 C
2) CH3Cl
O S O O
O- K+ Cl
Tg 200C
8
9
PPO
R1
OH + n/2 O2 cat
R2
R1 O
R2
Amorphous , Tg 210C RC1rystalline, Tm 270C
B. 直接酯化法（TPA法）
对苯二甲酸与乙二醇直接反应，可省去对苯二甲 酸二甲酯的制造和精制及甲醇的回收，降低成本。 直接酯化法工艺的关键是：解决反应浆状物的混 和问题，提高反应速度，抑止醚化反应。 工艺条件： EG：TPA＝（1.3～1.8):1(mol)， 反应温度：220～250℃，压力3～4Kg/cm2， 催化剂：氧化钛、二氧化钛等。
d.芳杂环聚合物的成环缩聚反应
O
O
O
O + H2N
O
NH 2
O
O
O
O
O
N
O
H
COOH
高聚物合成工艺
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? 喜怀渥悖 杀靖撸 浞掷 米匀蛔试矗 浞衔 Φ幕 ∩希 ×可 承┑ヌ宄龇⒌慊故强扇〉摹?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、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。
、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。
、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100300MPa下，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。
高聚物合成工艺技术培训课程
高聚物合成工艺技术培训课程高聚物合成是一种重要的化学工艺，用于制备各种高分子材料，如塑料、橡胶和纤维等。
为了提高高聚物合成工艺的技术水平和操作能力，开展相应的培训课程非常必要。
本文将介绍一种高聚物合成工艺技术培训课程的内容和教学方法。
一、课程内容：1. 高聚物基础知识：包括高聚物合成的原理、反应机理、重要的高聚物种类和应用领域等。
通过学习高聚物的结构和性质，理解高聚物的合成过程和应用特点。
2. 高聚物合成反应：介绍高聚物合成反应的各个环节，如引发剂选择、反应条件控制、单体选择、聚合反应速率控制等。
重点讲解不同类型的反应机制和合成方法，了解常见的高聚物合成反应。
3. 聚合体性能测试：介绍常用的高聚物性能测试方法，如分子量测定、熔融指数测定、拉伸性能测试等。
培训学员掌握高聚物性能测试的操作步骤和技术要点，能够准确测定高聚物的性能参数。
4. 高聚物合成设备和工艺流程：介绍高聚物合成所需的设备和工艺流程，如反应釜、升温控制、搅拌装置等。
重点讲解工艺流程的优化和控制策略，提高高聚物合成的产率和质量。
5. 安全生产和环保要求：培训学员了解高聚物合成中的安全问题和环境保护要求，掌握正确的安全操作方法和事故应急措施，提高安全意识和环保意识。
二、教学方法：1. 理论授课：通过教师讲解和PPT展示等方式，讲解高聚物合成的基本原理、反应机制和工艺要点。
注重理论与实际应用的结合，引导学员深入理解高聚物合成的关键问题。
2. 实验操作：组织学员进行高聚物合成实验操作，让学员亲手操作实验设备，学习实验技巧和实验操作流程。
加强实践能力与理论知识的结合，提高学员的操作技能和实验分析能力。
3. 实践案例分析：引导学员分析和解决高聚物合成实践中遇到的问题和挑战。
通过分析实际案例，了解高聚物合成的应用需求和相关技术解决方案，培养学员独立解决问题的能力。
4. 学员互动讨论：组织学员进行小组讨论、案例分享和经验交流，促进学员之间的互动和合作。
高聚物合成工艺学总结
名词解释浊点：非离子表面活性剂被加热到一定温度，溶液由透明变为浑浊，出现此现象时的温度称为浊点，乳液聚合在浊点以下进行均缩聚：一种单体参加的缩聚反应共缩聚：均缩聚体系和混缩聚体系加入其它单体进行缩聚三相点:离子型乳化剂在一定温度下会同时存在乳化剂真溶液、胶束和固体乳化剂三相态，此温度点称三相点。
乳液聚合在三相点以上进行。
离子聚合：乙烯基单体，二烯烃单体以及一些杂环化合物在某些离子的作用下进行的聚合反应称之为离子聚合反应。
（单体在阳离子或阴离子作用下，活化为带正电荷或带负电荷的活性离子，再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应，统称为离子型聚合反应）配位聚合:是烯烃单体的碳-碳双键与引发剂活性中心的过渡元素原子的空轨道配位，然后发生位移使单体分子插入到金属-碳之间进行链增长的一类聚合反应。
混缩聚(异缩聚物)：两种单体参加的缩聚反应逐步加成聚合反应：某些单体分子的官能团可以按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物，但又不析出小分子副产物，这种反应称为逐步加成聚合反应。
扩链反应：预聚物通过末端活性基因的反应使分子相互连结而增大分子量的过程均相本体聚合：指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。
非均相本体聚合：指生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。
HLB值：亲水亲油平衡值用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。
HLB值越大表明亲水性越大；反之亲油性越大。
"临界胶束浓度"（CMC）：表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度.从结构而言,疏水基团越大，则CMC值越小。
在烃基带有极性基团时，CMC值增大。
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。
基本原理是，液体的混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂，以增大液体混合物中各组分的挥发度的差异，使挥发度相对地变大的祖坟可以由精馏塔顶馏出，挥发度相对地变小的组分则与加入的溶剂在塔底流出。
高聚物生产技术合成树脂及塑料
高聚物生产技术合成树脂及塑料引言高聚物是一种具有高分子量的化合物，具有广泛的应用领域，包括塑料、树脂、橡胶等。
高聚物的生产技术主要包括聚合反应、合成树脂和塑料的加工工艺等。
本文将介绍高聚物生产技术中合成树脂及塑料的相关内容。
合成树脂合成树脂的定义和分类合成树脂是通过化学反应将高聚物合成的一种无定形固体物质。
根据合成树脂的来源和性质，可以将其分为天然树脂、合成树脂和改性树脂等。
合成树脂的合成方法合成树脂的合成方法主要包括聚合反应、缩聚反应和交联反应等。
聚合反应是将单体分子通过化学反应形成长链高分子物质的过程，常见的聚合反应方法包括聚合反应和共聚反应。
缩聚反应是将两个或多个分子通过化学反应连接在一起形成高聚合度的高聚物的过程。
交联反应是通过化学反应将线状高聚物交联成三维的网状结构。
合成树脂的性能和应用合成树脂具有很好的工艺性能、机械性能和化学稳定性等特点，因此广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等领域。
例如，聚乙烯树脂被广泛用于塑料制品的生产，环氧树脂被广泛应用于涂料和胶粘剂的生产。
合成塑料合成塑料的定义和分类合成塑料是通过合成树脂并加入添加剂制成的塑料制品。
根据合成塑料的性质和用途，可以将其分为热塑性塑料、热固性塑料和弹性体塑料等。
合成塑料的加工工艺合成塑料的加工工艺主要包括热塑性塑料的熔融加工和热固性塑料的固化加工。
热塑性塑料的熔融加工是将塑料颗粒或粉末加热到熔融状态后通过挤出、注射、吹塑等方法成型为所需产品。
热固性塑料的固化加工是将塑料加热到反应温度后通过固化反应形成所需的硬化产物。
合成塑料的应用领域合成塑料在日常生活和工业生产中都得到了广泛应用。
热塑性塑料常被用于制造塑料袋、瓶子、家居用品等；热固性塑料常被用于制造电器外壳、汽车零部件、厨具等；弹性体塑料常被用于制造密封件、橡胶制品等。
结论高聚物生产技术中合成树脂和塑料的开发和应用对于推动现代工业发展具有重要意义。
合成树脂的合成方法多样，性能优越，应用广泛。
高聚物合成工艺第二版课程设计
高聚物合成工艺第二版课程设计一、课程设计目的和背景高聚物合成，是指在化学反应过程中，通过两种或多种物质的化学结合，形成一个高分子化合物的过程。
高聚物在各个领域有着广泛的应用，如塑料、纤维、涂料、胶粘剂、橡胶等。
本课程设计旨在从实际应用需求出发，对高聚物合成工艺进行探讨和研究，设计出合适的工艺流程，促进学生对高聚物合成的理解和应用。
二、课程设计内容1.高聚物合成工艺原理介绍：1.1 高聚物的分类和基本原理1.2 高聚物合成反应机理1.3 高分子物质的结构和性质2.高聚物合成工艺实验设计：2.1 实验目的2.2 实验步骤2.3 实验器材和试剂2.4 实验记录2.5 实验结果分析3.工艺流程设计：3.1 原料准备3.2 反应条件控制3.3 反应器选择3.4 反应过程监测3.5 反应后处理4.工艺优化方法讨论：4.1 催化剂的选择4.2 溶剂的选择4.3 温度、压力调节4.4 反应时间控制4.5 结果评价和优化建议三、课程设计流程1.参考相关文献和资料，深入了解高聚物合成的基本原理和实验设计流程，明确课程设计任务和目标。
2.组成小组，确定具体实验方案和工艺流程，选定实验器材和试剂。
3.进行实验，实验记录详细实验数据，收集各种原始数据。
4.根据实验数据分析实验结果，得出工艺流程设计评价和优化建议。
5.撰写实验报告，对实验数据和研究成果进行全面分析总结，并对实验结果进行讨论和总结。
6.根据实验数据和研究成果，提出高聚物合成工艺流程设计和工艺优化的可行性建议。
四、评分要求1.实验报告中包含对高聚物合成原理的深入理解，严谨的实验步骤和结果记录，合理的实验数据分析和优化建议，课程设计完成进度与学术难度的考虑。
2.实验小组中成员之间合作、监督、协调能力和个人能力的发挥的考虑。
3.课程设计完成的时间进度的把控和实验室安全要求的遵守。
五、结论本课程设计通过对高聚物合成工艺原理、实验设计、工艺流程设计和工艺优化方法等方面的研究和实践，对提高学生对高分子化学和工程学的理解，增强实践能力和创新能力，拓展其科研和工程领域的应用能力有着积极的作用和推动意义。
高聚物合成工艺-第四章 本体聚合工艺
4.3.2 低密度聚乙烯的生产工艺
a. 主要原料： 乙烯单体 引发剂：（过氧化物和氧）过氧化碳酸二丁酯、过氧化十二 烷酰等。 分子量调节剂：包括烷烃（乙烷、丙烷、丁烷、环己烷）、 烯烃（丙烯、异丁烯）、氢、丙酮等。丙烯、丙烷、乙烷 常用。 各种添加剂： 抗氧剂 2,6-二叔丁基－4－甲基苯酚（防老剂264） 润滑剂 油酸酰胺或硬脂酸胺等 开口剂 高分散性硅胶（SiO2），铝胶（Al2O3）等 抗静电剂 ，常用含氨基或羟基等极性基团的聚合物(如聚环 氧乙烷等）。
无须特别清洗 可能在广泛范围内共聚 反应易控，故可防止分解
窄 多 少
约达333MPa，管内产生 压力降
可达330℃，管内温差大 ﹤30%
与管尺寸有关，60S以上 取决于反应管的参数 接近柱塞流 压力脉冲法清洗管壁
可与少量的第二单体共聚 难以防止偶然的分解 宽 少 多
d. 聚合生产过程
1. 乙烯压缩:
❖ 聚合时间 聚合转化率随时间增长而增大。
❖ 压力 加压可加快反应，同时使单体沸点升高，减少因单体气 化而产生的爆聚。加压还能减少树脂表面收缩。
❖ 引发剂
引发剂用量对分子量产生较大影响，用量不同，分子 量相差很大。过氧化物是强氧化剂，会给有机玻璃染 色带来困难，一般用偶氮化合物。
❖ 氧气
低温下，氧与自由基生成稳定的基团，导致聚合诱导 期延长，转化率下降。高温时，分解产生新的活性中 心，反应速率骤增，易爆聚。因此，应保持反应体系 真空。
新鲜乙烯（3～3.3MPa) 经一次和二次压缩后，压力 最高达到250MPa（釜式）、330MPa（管式）。
2. 引发剂配制和注入：
配好的引发剂用高压泵送入乙烯进料口，或直接注入 聚合设备。
高聚物合成工艺学
高分子合成工业
合成工业任务： 是将基本有机合成工业生产的单
体(小分子化合物)，经过聚合反应(包括缩聚反应等) 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。基本有机合成工业、高分子合成 工业和高分子合成材料成型工业是密切相联系的三 个工业部门。 高分子合成材料的制备过程： 经过石油开采、石油 炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材 料成型等工业部门。
合成纤维—— 合成纤维：通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝 或溶液纺丝制成。合成纤维中通常要加有少量消光剂、 防静电剂以及油剂等。消光剂的作用可以消除合成纤 维的光泽，一般为白色颜料如钛白粉，锌白粉等。油 剂的作用是增加纤维的柔性和饱合性。
1.2 高分子合成材料的特性和在国民
经济各部门中的应用
通用塑料： 通用塑料产量大，生产成本低，性能多样 化。主要用来生产日用品或一般工农业用材料。例如聚 氯乙烯塑料可制成人造革、塑料薄膜、泡沫塑料、耐化 学腐蚀用板材、电缆绝缘层等。
工程塑料： 工程塑料产量不大，成本较高，但具有优 良的机械强度或耐摩擦、耐热、耐化学腐蚀等特性。可 作为工程材料，制成轴承、齿轮等机械零件以代替金属、 陶瓷等。
20世纪
50年代以后：由于发现了由有机金属化合物和过渡 金属化合物组成的催化剂体系，可以容易地使烯烃、 二烯烃聚合为性能优良的高聚物，因此对原料烯烃、 二烯烃的需要量急增。许多以煤和粮食为原料的化工 产品纷纷转向石油路线进行生产，石油化学工业迅速 扩大增长。
20世纪——
解放后：逐渐建立了化学纤维工业、合成橡胶工业 和塑料工业。相继建成了若干大型石油化工基地， 如燕山、兰州、吉林、大庆、齐鲁、金山、仪征、 高桥、辽阳等。它们以石油裂解气为原料，已形成 了合成纤维工业、合成橡胶工业和合成树脂与塑料 工业的骨干企业，使我国高分子合成材料工业迅速 发展。
高聚物合成工艺学 名词解释
名词解释：链转移常数：链转移速率常数K tr和增长速率常数K p之比，代表链转移反应与链增长反应的竞争能力。
P46 均缩聚物：用一种单体分子中含有两种可相互发生缩聚反应的官能团，则其缩聚产物称为均缩聚物。
P109 一级交联：一种是通过氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基或缩二脲基等化学键所形成的交联，它们是不可逆的和稳定的，键能都较大，常称为一级交联。
P138缩聚反应：含有反应性官能团的单体经缩合反应析出小分子化合物生成聚合物的反应。
P107硫化三要素：时间、温度、压力P36动态界面缩聚：在搅拌力的作用下使两相中的一相为分散相，另一相为连续相，此时大大的增加了两相的接触面积，而且界面层可以不断的更新，从而促进了缩聚反应的进行。
P121人造纤维：由非纤维状天然高分子化合物经化学加工得到的纤维。
P191阻聚剂：阻聚剂可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期（即聚合速度为零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。
缓聚剂：缓聚剂是调节树脂的放热性能，以满足工艺要求的添加剂，它不产生诱导期，只降低聚合速度，缓聚剂除不少品种与阻聚剂相同外，最有效的是α-甲基苯乙烯。
透气性：一般为一定厚度的薄膜于一定时间，与规定压力下，单位面积所透过的气体体积。
P184填空：1.支数表征纤维的粗细程度。
P1922.在橡胶硫化阶段，除了交联键的形成，还存在交联键的、和断裂。
P4353.塑料在长期受热条件下使用时会发生热老化现象，表现为颜色发生变化、机械强度降低、重量有损失等。
P1874.阴离子聚合所用的催化剂为5.过氧化二酰基和过氧化碳酸酯等化合物在分解时除了产生自由基外，还放出气体。
6.溶液聚合时，溶剂对产物分子量有影响只要是因为7.表面活性剂的表面张力随溶质浓度增加而下降达到一定值后，浓度在增加表面张力变化很小。
8.乳化剂可分为阳离子、阴离子、非离子乳化剂。
9.异氰酸酯指数大于2则说明分子不扩链，端基为—NCO，且存留有未反应的异氰酸酯。
高聚物合成工艺学
合 成 高 分 子 材 料 的 主 要 过 程
第2章 高分子化合物的生产过程
高分子合成生产过程大体上可分为以下几个工序:
(1)原料准备与精制过程;
(2)催化剂(引发剂)配制过程;
(3)聚合反应过程；
(6)回收过程
(4)分离过程；
(5)聚合物后处理过程
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
聚合物制造工艺过程举例
2.1 原料准备与精制过程
高分子合成工业的最主要原料是单体，其次是有些生产过程中需要加 入有机溶剂，都可能含有杂质可能对聚合反应产生不利影响(单体纯度 >99%)。 单体贮存注意： a. 防止单体与空气接触产生爆炸、产生过氧化物。 b. 提供可靠的措施，保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力，以 免贮罐爆破。贮存气体状态单体的贮罐应当是耐压容器。贮罐还应当 远离反应装置，以减少着火危险。 c. 防止有毒易燃的单体泄漏出贮罐、管道和泵等输送设备。 d. 防止单体贮存中发生自聚现象，必要时应当添加阻聚剂。使用时用 NaOH洗涤。
反应物料在反应初期都是易流动液体状态或气体。
高分子合成工业中聚合反应器中的物料形态可归纳为： (a)高粘度熔体(均相)—熔融缩聚、本体聚合 。 (b)高粘度溶液(均相)—自由基溶液聚合、离子及配位溶液聚合、溶液缩聚。 (c)固体微粒-液体分散体系(非均相)——自由基悬浮聚合、离子及配位溶液 聚合、溶液缩聚。 (d)胶体分散液(非均相)——自由基乳液聚合。 (e)粉状固体(非均相)——自由基本体聚合、离子配位本体聚合。 (f)固体制品(本体浇铸聚合)。
搅拌器
为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行，聚合釜中必 须安装搅拌器。
螺轴式
螺带式
推进器式
高聚物合成工艺学重点
高聚物合成工艺学重点 The pony was revised in January 20211．粘釜产生原因、危害及防止措施。
粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。
危害：（1）传热系数下降；（2）产生“鱼眼”，使产品质量严重下降；（3）需要清釜，非生产时间加长。
防止措施：（1）釜内金属钝化；（2）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；（3）釜内壁涂极性有机物，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；（4）采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰.清釜；（5）提高装料系数，满釜操作。
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。
2.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3.生产单体的原料路线有几条试比较它们的优缺点答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。
当前主要有两条路线。
高聚物合成工艺学2
(2)反应程度的影响 a. 反应程度(P)是参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值。 b.逐步缩聚反应的单体转化率与反应程度的关系。 c.当原料为等mol比时，平均结构单元数(Xn)与反应程度(P)关系
反应程度P的取值范围为0～1，极限值是P→1，但不等于1。
d. 缩聚反应的高聚物必须要达到一定的反应程度才有意义。
OH
C
OH
H
2
O
H
OH
A
2, 6- 二羟甲基酚
OH A～
～A－CH2B－A－CHB2OOO－HH HAOC－H2 B－CAH2－CH2OBH －A－B－A～
OH
A
CH2
CH2
A CH2 C H 2O H
CH2
A
CH2OH ～2,A4- 二－O羟H甲B基－酚 A－B－A－2, 6,B4- －三 羟OA甲H基－酚 B－A－B－A～
条件：可在较低温度、较低真空度下进行。 连续法：产量最大的聚酯和聚酰胺的生产。
n aAb
a [ A ] nb ＋ (n-1)ab
主要用来生产聚碳酸酯、芳香族聚酰胺以及芳香族聚酯等。
反应：反应已达预期指标。
(2)应用：要用作热塑性塑料、合成纤维、涂料与粘合剂等，例 (1)界面缩聚法：将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中，再将这两种溶液倒在一起，在两液相的界面上进行缩聚反应，聚合产物不
消光剂：一般为白色颜料，如钛白粉、锌白粉等。
(1)界聚面缩砜聚是、一种聚不平酰衡缩亚聚反胺应。以及芳族杂环聚合物主要用作耐高温塑料。
将一般熔融缩聚法得到的适当分子量范围的产品出料后再进行固相缩聚则可避免上述缺点，且所用的反应设备简单。
其它助剂：增塑剂、着色剂、防老化剂等。
高聚物合成工艺学复习
1、为什么要对聚合物进行后处理? 经过分离过程制得的聚合物，含有一定的水分和未脱除的少量溶剂，需要经过脱水和干燥。
2. 合成树脂的后处理过程干燥方法：气流干燥和沸腾干燥3.聚合方法的选择：聚合方法的选择取决于聚合物性质；相同性能的产品，产品质量好，设备投资少，生产成本低的方法将得到发展。
其它方法则逐渐被淘汰。
4.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: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；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5.生产单体的原料路线有那些？答：石油路线：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。
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。
高聚物合成工艺学
高聚物合成工艺学
《高聚物合成工艺学》
一、编辑概述
本书是一部全面系统地研究高聚物合成工艺学的内容，适用于高分子材料工程、化学工程、材料工程和有关专业的研究人员和学生。
本书分为五章，分别为：第一章介绍了高聚物合成原理及其基本过程；第二章详细介绍了基于实用性的合成原料，合成工艺，制备技术和分离技术；第三章讨论了高聚物的结构及性能特性和其在包装、印刷以及与复合材料中的应用；第四章主要介绍了高聚物合成反应及其工艺研究；第五章介绍了芳香酰胺高聚物的合成及工艺研究。
本书内容丰富，可以有效的帮助高聚物合成工艺学研究者了解高聚物的特性和应用。
二、目录
第一章高聚物合成原理及其基本过程
1.1 高聚物的定义
1.2 高聚物的分类
1.3 高聚物合成方式及原理
第二章实用性的合成原料、合成工艺、制备技术、分离技术
2.1 合成原料
2.2 合成工艺
2.3 制备技术
2.4 分离技术
第三章高聚物的结构及性能特性及其在包装、印刷中的应用 3.1 高聚物的结构
3.2 性能特性
3.3 包装、印刷及其他应用
第四章高聚物合成反应及其工艺研究
4.1 合成反应
4.2 工艺研究
第五章芳香酰胺高聚物的合成及工艺研究
5.1 合成原理及其基本过程
5.2 芳香酰胺高聚物的工艺研究
结束
三、内容简介
本书详细介绍了高聚物合成原理及其基本过程，实用性的合成原料、合成工艺、制备技术和分离技术，更深入的讨论了高聚物的结构、性能特性及其在包装、印刷中的应用，更重要的还介绍了高聚物合成反应及其工艺研究的内容和芳香酰胺高聚物的合成及工艺研究的内容，使得学生和研究者能够更全面的了解高聚物合成工艺学。
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一.名词解释1.醇解度2.种子乳液聚合3.萃取精馏4.核-壳乳液聚合5.缩醛度6.挂胶7.反相悬浮聚合8.反相乳液聚合9.固相缩聚10.“结疤”11.扩链/扩链剂二.填空1.乙烯无取代基团，所以对其聚合催化剂的研究仅是如何_____________，而丙烯与α-烯烃则不同，其聚合催化剂不仅要______________________，而且要尽可能________________________。
2.聚乙烯密度不同是由于__________________。
3.进行聚合反应的设备叫做聚合反应器，根据它的形状主要可分为____________、___________和___________，此外尚有其他特殊形式。
4.高分子合成工业的任务是______________________________。
5.选择引发剂的一般步骤，原则：______________________。
6.根据聚合反应的操作方式，可分为____________________与_________________两种方式。
7.LDPE是______________________。
8.对于非均相反应体系，搅拌器具有_______________________________和___________________________的双重作用。
9.工业上采用的合成树脂干燥方法，主要是__________________________和___________________________。
工业上当合成树脂含水时，通常用___________________________作为载热体进行干燥。
当合成树脂含有机溶剂时，或粉状树脂对空气的热氧化作用敏感时，则用__________________________作为载热体进行干燥。
10.星形聚合物的最大特点是熔融粘度与___________无关，而仅取决于___________。
11.溶液缩聚适用于___________________________的单体缩聚过程。
12.为了得到立构规整的PP，可采用_____________聚合。
13.熔融缩聚法反应温度须高于____________________________________温度。
14.在______________________________________________________温度进行的缩聚反应称为固相缩聚。
15.工业上生产线型高分子缩聚物的方法主要有______________________，_______________，____________，______________。
16.为了改进高聚物的性能，发展了_________________________________、__________________________________、___________________________以及_______________________等方法。
此外，还发展了_______________。
17.高分子合成的生产过程包括：(1)____________________________(2)______________________ ______(3)____________________________(4)______________________ ______(5)____________________________(6)______________________ ______。
18.丁基橡胶由主要单体__________________和少量___________________共聚而成。
19.Philips催化剂的主要有效成分是________________。
主要载体是_____________。
Ziegler-Natta催化剂的组成成分包括____________________、_____________________、_____________________、______________________。
20.单体的精制方法：(1)同系物杂质;(2)颗粒杂质;(3)钙镁及金属离子;(4)氧化还原杂质及微量杂质;(5)需要脱水时; 21.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；缩短单体，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；（3）；（4）克服溶解于单体中。
22.为什么要对聚合物进行后处理？经过分离过程制得的固体聚合物，含有一定的，需要经过。
23.釜式聚合反应器的排热方式有：。
24.聚氨酯原料：__________________________________________________共五种。
三.选择1.自由基聚合中，可以同时提高反应速率和分子量的聚合是（）。
A.本体聚合B.乳液聚合C.悬浮聚合D.溶液聚合2.在生产聚乙烯时，与自由基聚合相比，下列哪一项不是配位聚合的特点（）A.高温高压支链多B.高结晶度C.高熔点D.高密度3.醋酸乙烯的溶液聚合选用甲醇做溶剂，下列哪一个不是原因（）A.沸点与要求的聚合温度相近B.聚醋酸乙烯溶于甲醇，除去未反应单体后可直接醇解为PVAC.链转移常数小D.链转移常数大，提高支化度4.在生产丁基橡胶的阳离子聚合反应中，随着聚合温度的升高其分子量会（）。
A.上升B.下降C.不变D.无法判断5.C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近，可通过（）的方法进行分离。
A.闪蒸B.水蒸气蒸馏C.萃取精馏D.减压蒸馏6.高分子合成工业中应用阳离子聚合反应生产的聚合物主要品种有：（）A.聚丙烯腈B.丁基橡胶C.PPD.聚乙烯醇E.聚甲醛F.PVC7.用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后，用（）洗涤以除去分散剂。
A.稀碱B.稀酸C.去离子水D.十二烷基苯磺酸钠8.由自由基型气相本体聚合方法生产的聚乙烯，得到的是（）。
A.HPLDPEB.HPHDPEC.LLDPED.LHDPE9.在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等物质的量和单体纯度要求不是很严格的缩聚是（）。
A.熔融缩聚B.溶液缩聚C.界面缩聚D.固相缩聚10.可以制成AB型，多嵌段等不同形式的嵌段共聚物的主要聚合方法为（）。
A.自由基聚合B.阳离子聚合C.阴离子聚合D.配位聚合11.阴离子聚合所用的引发剂有：（）。
A.Lewis碱及弱碱性化合物B.碱金属及其烷基化合物C.Lewis酸，它没有质子，需加微量物质如H2O,ROH等，生成络合物，而释放H+或碳正离子R+，进行引发D.Lewis酸，它有质子，可自由溶解，放出氢离子引发反应E.质子酸12.本体法生产有机玻璃的特点包括：（）。
A.提高聚合速率，分子量降低B.反应体系粘度高，散热困难C.分子量分布窄D.产品后处理简单13.在聚氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的平均聚合度主要决定于向（）转移的速率常数。
A.溶剂B.聚合物C.单体D.引发剂14.测定PP等规度时所采用的溶剂为（）。
A.沸腾正辛烷B.沸腾正庚烷C.水D.沸腾的芳烃15.顺丁橡胶采用（）生产。
A.溶液聚合法B.乳液聚合C.本体聚合D.悬浮聚合16.α-烯烃中唯一能用阳离子聚合的单体是（）A.丙烯B.氯乙烯C.异丁烯D.乙烯17.下面哪一种聚合物是高分子合成工业中应用阳离子聚合反应生产的：A.PPB.聚甲醛C.聚丙烯腈D.聚乙烯醇18.合成橡胶通常采用乳液聚合反应，主要是因为乳液聚合（）A.不易发生凝胶效应B.散热容易C.易获得高分子量聚合物D.以水作为介质价格低廉无污染19.下列哪些不属于热塑性弹性体SBS的合成方法（）A.中压溶液法B。
两步混合单体加料法C。
三步加料法D。
两步偶联法20.与自由基聚合生产聚乙烯相比，配位聚合所生产的聚乙烯不应有（）。
A·支链多B·高结晶度C·高熔点D·高密度四.问答1.苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。
首先于80～90℃使苯乙烯预聚至转化率30～35％。
然后流入聚合塔，塔内温度从100℃递升至200℃。
最后熔体挤出造粒。
试解释采取上述步骤的原因。
2.试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么在用量上，醋酸乙烯与甲醇之比约为80：20？反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处？3.简述悬浮聚合中主要物系组成及其作用；在聚合过程中机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响？4.为什么阳离子聚合反应需要在很低的温度下进行，才能得到高相对分子质量的高聚物。
5.工业生产中，为了制取无规分布的溶液丁苯橡胶，常采用什么方法？6.阐述聚丙烯腈水相沉淀聚合工艺的优点。
7.PET的合成线路以直缩法为优，但由TPA与EG直接酯化制取BHET开发较晚，原因何在？8.溶液本体法生产聚苯乙烯时，加入少量溶剂的目的是什么？9.写出制备SBS的三步法制备过程10.改善PV A的耐热水性，工业上是如何操作的？其微观结构有何变化？五.聚合方法比较说明：请就自由基聚合反应的四种实施方法，比较他们的特点，完成下面表格的填充。
说明：请就各种缩聚实施方法，比较它们的优缺点及其适用范围，完成下面表格的填充。