聚合物合成工艺
聚合物合成工艺
第一章高分子合成工业最基本的原料：石油、天然气、煤炭自由基聚合实施方法主要由：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等四种方法。
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。
根据聚合反应的操作方式，可分为间歇聚合与连续聚合两种方式。
间歇聚合操作是聚合物在聚合反应器中分批生产的，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。
连续聚合操作方式，反应得到的聚合物，连续不断地流出聚合反应器，不宜经常改变产品牌号。
1、高分子合成工业的基本任务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。
2、高聚物的合成工艺过程包括：原料准备和精制过程、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、三废处理过程。
3、牌号，生产不同牌号的聚合物的方法。
牌号不同：主要是平均分子量不同生产不同牌号产品的方法主要是：(1)使用分子量调节剂（链转移剂CTA）；(2)改变反应条件T、P；（3）改变催化剂配方(4)改变稳定剂、防老剂等添加剂的种类等。
4、简述合成树脂和合成橡胶生产过程的主要区别。
P14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性质的不同，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：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5、聚合反应器的形状有哪些？根据聚合反应器的形状主要可分为管式聚合反应器、塔式聚合反应器和釜式聚合反应器，此外尚有特殊形式的聚合反应器例如螺旋挤出机式反应器、板框式反应器等。
聚合物合成工艺-第1章
蒸馏 精馏
1.3聚合物合成工艺评价
产品性能 技术成熟度
产品适应性与牌号多寡 能否可靠稳定进行规模化工业生产
能耗与综合利用 技术经济性
三废排放与治理 操作安全性
节能评价 投资、成本 环境影响评价 安全性评价
高分子合成工艺的研究内容
工艺配方优化-原料与配比 合成条件 关键生产设备 工艺控制原理与技术 产品性能的优化途径
2005年我国五大合成树脂进口来源分布
五大合成树脂 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS
我国大陆高分子材料工业面临的竞争
高分子合成的工艺过程
高分子化合物的合成途径 大品种 自动化程度高 设备先进
烯烃单体
自由基聚合 离子与配位聚合 （链式聚合）
聚合物 合成
活性单体
逐步聚合
聚合物
化学改性
高分子合成的典型工艺过程 －链式聚合反应工艺过程
原料准备与精制过程－单体制造过程
催化剂（引发剂）的配制过程
聚合过程
分离过程
后处理过程 回收过程
六个过 程
1.2.1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、 精制、浓度调整等内容。
聚合反应过程对单体、溶剂等的纯度要求高
杂质、阻聚剂等会造成阻聚、链转移反应 介质中的杂质：对产品的色泽、外观、性能、反应过
1.1.2发展简史
1840年前 天然材料的处理和加工，如桐油、生漆的加工和应 用。
1840～1900年半合成材料出现 如天然橡胶的硫化、赛璐珞
（樟脑增塑的硝化纤维塑料）生产等。
20世纪初出现真正意义上的合成材料 如发明酚醛塑料。
1925～1935年 Staudinger，Carothers, Flory等建立 “高分 子科学”。
聚合物合成工艺复习
聚合物合成工艺1～20章1、高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体,经聚合反应合成高分子化合物,为高分子合成材料成型工业提供基本原料;2、合成高分子材料有：合成塑料,合成橡胶,合成纤维,涂料,粘合剂,离子交换树脂;3、合成树脂可以用：溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合方法制得；合成橡胶可以用溶液聚合/乳液聚合方法制得；、高分子化合物生产过程有：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； 4分离过程；5聚合物后处理过程；6回收过程;、原料准备与精制过程：包括原料单体、溶剂、助剂等贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备;、催化剂引发剂配制过程：包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备;、聚合反应过程：包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备;、分离过程：包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂,脱除低聚物等过程与设备、常用分离方法：高真空脱除,蒸汽蒸馏,闪蒸,水洗,离心过滤分离；沉淀分离；喷雾干燥分离;、聚合物后处理过程：将分离得到的聚合物经进一步处理,得到性能稳定方便使用的产品,包括干燥,造粒,筛分,批混,包装等工序与设备;、回收过程：主要是对回收的单体、溶剂进行精制,然后循环使用;包括离心分离、过滤、分馏、精馏等工序与设备;、在聚合物生产过程中反应器上的粘结物有何危害如何防止危害：降低反应器传热效率；影响产品质量;防止：a.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；c.聚合釜满釜操作减少液体界面；d.反应物料中加防粘釜剂等;5、合成树脂与合成橡胶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;6、如何对聚合物生产流程评价1产品性能的考查；2原料路线的考查；3能量消耗与利用的考查4生产技术水平的考查；5经济性的考查;7、高分子聚合反应产物的特点是：1、分子量大小不等,结构亦非完全相同的同系物的混合物；2、其形态为坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液；3、不能用一般的产品精制方法如蒸馏、结晶、萃取等方法进行精制提纯;8、聚合物回收利用的主要途径：a.作为材料再生循环利用；b.作为化学品循环利用；c.作为能源回收利用;9、聚合物单体的合成来源路线有哪几种a、石油化工路线,b、煤炭路线,c、其它原料路线;10、石油化工路线可以得到哪些聚合物主要原料单体三烯三苯1、乙烯,2、丙烯,3、丁二烯,4、苯,5、甲苯,6、二甲苯11、煤炭路线可以得到哪些主要单体和原料1、苯,2、甲苯,3、苯酚,4、乙炔12、从乙烯单体可以合成得到哪些单体和聚合物1、聚乙烯,2、乙丙橡胶,3、氯乙烯聚氯乙烯,4、乙酸乙烯酯聚乙酸乙烯酯,聚乙烯醇,5、苯乙烯聚苯乙烯,ABS,丁苯橡胶6、环氧乙烷,乙二醇聚氧化乙烯,涤纶树脂13、丙烯单体可以得到哪些单体和聚合物1、聚丙烯,2、乙丙橡胶,3、丙烯腈聚丙烯腈,丁腈橡胶4、丙烯酸、丙烯酸酯聚丙烯酸,聚丙烯酸酯5、ABS,6、丙酮、甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯,环氧树脂7、环氧丙烷,环氧氯丙烷聚氧化丙烯14、苯可以得到哪些单体和聚合物1、苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS、离子交换树脂2、环己酮、己内酰胺、己二酸尼龙6、尼龙663、苯酚酚醛树脂、环氧树脂、聚碳酸酯、聚砜树脂15、丁二烯可以得到哪些聚合物1、顺丁橡胶,2、丁苯橡胶,3、丁腈橡胶,4、氯丁橡胶,5、ABS树脂16、二甲苯可以得到哪些单体和聚合物1、邻苯二甲酸酐醇酸树脂、不饱和聚酯树脂2、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯涤纶树脂PET,对苯二甲酸丁二醇酯PBT3、间苯二甲酸聚芳酰胺17 、乙炔可以得到哪些单体和聚合物1、氯乙烯聚氯乙烯2、乙酸乙烯酯聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇3、氯丁二烯氯丁橡胶4、丙烯腈聚丙烯腈18、塑料的玻璃化温度高于室温;橡胶的玻璃化温度低于室温;19、自由基聚合实施方法所用原料及产品形态,表2-3 P920、聚合反应器中物料形态：表2-5 P10①高粘度熔体均相－熔融、本体聚合；②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；③固体微粒－液体分散体系非均相一自由基悬浮聚合、离子及配位溶液聚合、溶液缩聚；④胶体分散液非均相－自由基乳液聚合；⑤粉状固体非均相－自由基本体聚合、离子及配位本体聚合；⑥固体制品本体浇铸聚合;21、根据引发剂的溶解性能可分为哪几种各用在什么聚合方法水溶性引发剂：用于乳液聚合和水溶液聚合;油溶性引发剂：用于本体、悬浮与有机溶剂中的溶液聚合方法;、常见的引发剂品种有哪些a.过氧化苯甲酰BPO；b.偶氮二异丁腈 AIBN ；c.过硫酸钾KPS 过硫酸胺APS;、自由基聚合反应中引发剂的选择原则1根据聚合操作方式和反应温度,选择适当分解速度的引发剂;2根据反应温度选择合适的引发剂;3根据分解速度常数选择引发剂;4根据分解活化能选择引发剂；5根据引发剂的半衰期选择引发剂、影响聚合物平均分子量的主要因素有：聚合反应温度：随着聚合反应温度的升高,所得聚合物的平均分子量降低;引发剂浓度:与平均分子量成反比;单体浓度:与平均分子量成正比;、自由基聚合生产中控制产品平均分子量的手段是：严格控制引发剂用量；控制反应温度和其他反应条件；选择适当的分子量调节剂并严格控制用量;24、本体聚合工艺有何特点1、聚合反应是放热反应,放出的热量大;2、聚合反应热的散发困难;3、物料温度容易升高;4、产品工艺简单,纯度高;25、用于本体聚合的反应器有哪些形状一定的模型,釜式聚合釜,连续聚合反应器、悬浮聚合的配方如何组成单体、水、引发剂、分散剂,必要时添加缓冲剂、悬浮聚合的液滴稳定分散条件：在分散相与连续相界面存在保护层防止凝结;搅拌装置的剪切速率足以使凝结液滴重新分散;搅拌剪切力足以防止两相因密度不同而分层;27、悬浮聚合用分散剂有哪些保护胶类分散剂水溶性高分子材料,无机粉状分散剂两大类;28、简述悬浮聚合生产工艺过程原料准备、聚合、脱单体、过滤分离、水洗、干燥等29、溶液聚合配方组成是什么单体,溶剂,引发剂30、溶液聚合使用的溶剂主要有醇、酯、酮,芳烃：苯、甲苯等;31、有机溶剂中进行溶液聚合时,使用何种引发剂采用可溶于有机溶剂的过氧化物引发剂或偶氮化合物引发剂;32、用水作为溶剂时,采用何种引发剂水溶性引发剂如过硫酸盐及其氧化还原体系;33、溶液聚合过程中改变产品平均分子量的方法：改变引发剂用量；改变单体／溶剂的用量比；添加分子量调节剂等;34、乳液聚合法的主要优点：在乳液聚合过程中水作为分散介质,对于聚合反应热的清除十分有利；生成的高聚物呈高度分散状态,反应体系的粘度始终很低；分散体系的稳定性优良;产品乳液或称为胶乳液可以直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂等;35、乳液聚合法的主要缺点聚合物分离析出时,需要加破乳剂,分离过程较复杂,并且产生大量的废水；如果直接进行喷雾干燥以生产固体合成树脂,则需要大量热能,而且所得聚合物的杂质含量较高;36、什么是表面活性剂的CMC表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度称为“临界胶束浓度CMC.在此时,分散体系的许多性能会发生变化;37、乳化剂的HLB与其亲水性之间有何关系HLB是指亲水—亲油平衡值,HLB越高,亲水性越大;38、表面活性剂有哪些类别1阴离子表面活性剂,2阳离子表面活性剂,3非离子表面活性剂,在水溶液中不离解成离子,使用与pH无关;4两性表面活性剂,同时含有碱性基团和酸性基团,在任何pH值下都有效;39、乳状液破乳的方法有：加入电解质,改变pH值；冷冻破乳；机械破乳;40、乳液聚合的主要组分单体,乳化剂,反应介质水,引发剂,分子量调节剂,电解质,终止剂41、乳液聚合对单体和水有什么要求单体不含有阻聚剂,纯度在99%以上；水中应尽可能的降低钙,镁,铜和铁离子的含量;应当使用去离子的软水;、判断用阴离子乳化剂制得的乳液选择粒径小/大,化学稳定性好/差,机械稳定性好/差用非离子乳化剂制得的乳液粒径小/大,化学稳定性好/差,机械稳定性好/差43使用阴离子乳化剂或阴离子乳化剂和非离子乳化剂的混合物;用量范围在1~10%;44、乳液聚合使用什么类型引发剂用量范围一般使用水溶性引发剂,如过硫酸钾、过硫酸胺等,也可使用氧化还原引发剂用量范围~%之间.45、乳液聚合根据配方中物料向聚合反应器加料的方式,分为间歇操作,半连续操作,连续操作;46、间歇操作有何缺点冷却系统的热负荷很不均匀；生产共聚物时,其组成会发生变化,活性高的单体先聚合,活性低的单体后聚合,水溶性高的单体在水相中聚合生成低聚物；由不溶于水的单体生产的胶乳,其颗粒分布较窄;47、什么是半连续操作其目的是什么半连续操作是将配方中的一部分物料于聚合反应开始前加于聚合釜中,聚合反应开始后陆续将剩余的物料分批或连续加于聚合釜中,反应结束后一次出料;目的在于控制反应速度．48、什么是种子乳液聚合方法在乳液聚合在已有生成的高聚物胶乳微粒上进行的乳液聚合这种情况下原来的微粒好似种子,因此称做”种子乳液聚合方法”;49、什么是核壳乳液聚合两种单体进行共聚合时,如果一种单体首先进行乳液聚合,然后加入第二种单体再次进行乳液聚合,则前—种单体聚合形成胶乳粒子的核心,好似种子,后一种单体则形成胶乳粒子的外壳; 50、什么是离子型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,再与单体聚合形成高聚物的化学反应,统称为离子型聚合反应;51、离子聚合反应的特征对单体的选择性高；链引发活化能低,聚合速率快；存在增长离子与反离子的平衡；不同类型的离子型聚合引发剂不同；不存在偶合终止,只能单基终止;52、什么是配位聚合反应有什么特点配位聚合反应是烯烃单体的碳-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;其特点是：产物立构规整性好、相对分子量高、支链少、结晶度高;实现了难于进行自由基聚合的丙烯的工业化生产；实现了乙烯的低压聚合等;53、离子聚合与自由基聚合有何异同1.反应机理都具有链引发,链增长,链转移,链终止过程;2.引发剂种类对自由基链增长反应无影响；对离子聚合增长链末端的性质有影响,因而对链增长有影响;3.反应介质对自由基链增长反应无影响或影响小；对离子聚合反应动力学和所得分子结构有明显影响;54、为什么阳离子聚合反应一般需要在很低温度下进行因为阳离子聚合的活性种一般为碳阳离子;碳阳离子很活泼,极易发生重排和链转移反应;为了减少链转移反应的发生,提高聚合物的分子量,所以阳离子反应一般需在低温下进行;55、为什么离子和配位聚合反应需预先将原料和聚合容器净化离子聚合和配位聚合的引发剂及活性链均很活泼,许多杂质以及空气中的水,O2 ,CO2均可破坏引发剂使活性中心失活;因此,对所用溶剂,单体等以及聚合容器必须进行严格净化和干燥,否则将导致聚合失败;56、什么是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称为缩合聚合反应,简称为缩聚反应;57、线形缩聚反应有哪些类型试举例说明;均缩聚反应：同种单体进行的反应混缩聚反应：二元酸与二元醇的反应共缩聚反应：两种二元酸与一种二元醇的反应;58、缩聚反应有何特点a.缩聚反应为逐步进行的平衡反应；b.原料配比将明显影响产品分子量；c.缩聚物端基的活性基团将影响成型时的溶融粘度；d.缩聚反应生成的小分子化合物须及时用物理方法或化学方法除去,其残存量对聚合度产生明显影响;59、线型高分子量缩聚物的生产方法：P103①熔融缩聚法：②溶液缩聚法：③界面缩聚法,④固相缩聚法;60、熔融缩聚法生产高聚物的优缺点优点：生产过程简单、成本较低,可连续生产直接纺丝,聚合设备的生产能力高；缺点：反应温度高,单体和聚合物不分解,配比要求严格,黏度高,小分子不易脱除;61、溶液聚合中溶剂有何作用①降低反应温度,稳定反应条件;②使难熔的单体原料溶解为溶液以促进化学反应③降低反应物料体系的粘度,④可与反应生成的小分子副产物形成共沸物带出反应体系;⑤溶剂可兼起缩合剂的作用．⑥溶剂还可产生催化剂的作用.⑦直接合成缩聚物溶液用作粘合剂或涂料;62、界面缩聚方法主要适合于什么情况界面缩聚方法主要适用于分别存在于两相中的两种反应活性高的单体之间的缩聚反应,例如二元酰氯与二元胺合成聚酰胺、光气与二元酚盐合成聚碳酸酯等;63、界面缩聚反应可发生在什么界面以什么为主界面缩聚反应可发生在气—液相、液—液相、液—固相界面之间,工业上以液-液相界面反应为主;64、界面缩聚反应的主要特点是什么反应条件缓和,可在室温或数十度温度条件下进行；反应是不可逆的,而且即使一种原料过量也可生产高分子量缩聚物;65、简述聚酰胺进行界面缩聚反应的原理;溶于水相中的二元胺与溶于有机相中的二元酰氯的界面缩聚,反应如下：P111特点：对单体配比要求不严；可得到较高分子量产品；NaOH 和生成的 HCl中和反应;66、什么是固相缩聚反应在缩聚起始原料和生成的聚合物熔点以下温度进行的缩聚反应称为固相缩聚;67、具有反应活性缩聚物有哪些酚醛树脂、氨基树脂；醇酸树脂以及有机硅树脂等;不饱和聚酯树脂、环氧树脂、端羧基聚醚或聚酯等68、什么是逐步加成聚合反应某些单体分子的官能团可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;69、逐步加成聚合物品种有哪些有聚氨酯、聚脲、环氧树脂三大类;其中以聚氨酯发展得最快,产量也最大.70、聚氨酯的合成原理是什么异氰酸酯基团NCO与醇R-OH发生加成反应;生成大分子主链中含有氨基甲酸酯聚氨酯;71、异氰酸酯与含活泼氢化合物间的反应包括初级反应和次级反应,P12172、聚氨酯树脂合成方法有：一步法：两步法,又称预聚体法：第一步：合成预聚体; 二元醇和过量的二元异氰酸酯反应；第二步,预聚体进行扩链反应和交联反应;73、在聚氨酯的扩链反应中,当：0＜R＜1 分子扩链,端基为—OHR＝1 分子无限扩链,端基为一NCO及—OH；l＜R＜2 分子扩链,端基为一NCO；R＝2 分子不扩链,端基为一NCO；R＞2 分子不扩链,端基为一NCO,且存留有未反应的异氰酸酯;74、异氰酸酯的分类；常用的异氰酸酯有哪些按一NCO基团的数目可分为二元异氰酸酯、三元异氰酸酯及聚合型异氰酸酯三大类;若按异氰酸酯R—NCO中基团R的性质可分为脂肪族及芳香族两大类;主要有TDI,MDI,HDI,TDI三聚体等;75、合成聚氨酯树脂的多元醇化合物主要有：聚醚多元醇；聚酯多元醇;、简述聚氨酯树脂结构与性能的关系NCO-R-NCO中的R若为脂肪族链,则制得的聚氨酯材料光稳定性好,不变黄,芳香族则会变黄;酯基的内聚能大于醚基,所以聚酯二元醇构成的聚氨酯分子链间的作用力大于聚醚二元醇的;相应地前者的耐热性、机械强度高于后者;而后者的耐低温性好,又较柔软；酰胺基与氨基甲酸酯基极性较大,分子间能形成氢键,故在聚氨酯大分子链中成为硬段;、聚氨酯扩链反应及扩链剂聚合物通过链端活性基团的反应使分子相互连结而增大分子量的过程,称为扩链,相应的反应称为扩链反应;常用的扩链剂有：水,二元醇、二元胺等;、聚氨酯大分子结构控制因素：1调节R值：线型聚氨酯,预聚体;2扩链反应：扩链剂种类,比例;3交联反应：交联剂种类,用量;77、聚氨酯树脂的主要用途：塑料、橡胶、合成纤维、涂料、粘合剂78、聚氨酯泡沫塑料的原料组分1异氰酸酯：常用的是TDI、MDI;2聚醚或聚酯多元醇；制备软泡时,采用分子量较大的多元醇,羟值为55mgKOH／g左右；3催化剂；为叔胺类化合物和有机锡类化合物;4发泡剂；为水或低沸点卤代烃5泡沫稳定剂；主要使用有机硅泡沫稳定剂;79、简述聚氨酯泡沫塑料的生产工艺1. 一步法：将各种原料一次混合催化发泡的方法;各种物料在反应过程中同时发生链增长、扩链及发泡等反应;2．预聚体法又称两步法：将聚醚或聚酯多元醇与异氰酸酯先反应生成两端带有一NCO基团的预聚体,然后再加入催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂及其他助剂等,进一步反应和发泡成型;80、聚氨酯树脂生产中最重要的两种催化剂是：叔胺类和有机锡类化合物81、高聚物改性方法有哪些共聚改性；共混改性；互穿网络聚合物；高聚物化学改性;82、聚合物改性的目的是什么获得性能改进的新材料;83、两种单体A、B或两种以上单体形成的共聚物有哪些类型1、无序共聚物,2、交替共聚物,3、接枝共聚物,4、嵌段共聚物84、什么是聚合物合金化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物叫做共混聚合物,又叫做聚合物合金;85、共混聚合物的制备方法有：熔融混合；溶液浇铸混合法；胶乳混合法；决定共混聚合物性能的主要因素是两种聚合物之间的混溶活性;任何两种聚合物都是可以混合的;如果混溶性好,则形成均相体系,混溶性不良则形成非均相体系;两种聚合物形成的均相体系仅具有单一的玻璃化温度；两相体系则具有两个玻璃化温度;86、互穿网络聚合物互穿网络聚合物IPN是两种交联结构的聚合物相互紧密结合,但两者之间不存在化学键的聚合物体系;典型的IPN：其中之一聚合物是在另一聚合物存在下合成的或交联的;87、高聚物化学改性：是将已合成的高聚物经化学反应使之转变为新品种或新性能材料的方法;第二篇合成树脂与塑料9-18章1、合成树脂按主链结构进行分类：1.碳—碳链合成树脂PP,PE,PS,PVC；2.碳—氧链合成树脂POM,PC,PET；3.碳—硫链合成树脂,PSF,PPS；4.碳—氮链合成树脂PA,UF,MF2、塑料的主要性能1.机械性能：拉伸强度,弯曲强度,冲击强度,抗压强度,硬度；2.热性能：负荷热变形温度 ,导热性；3.电性能：绝缘电阻,电气强度,介电常数；4.其他特殊要求性能：透气性、燃烧性,耐化学腐蚀与老化等;3、高分子材料性能测试特点：专门性：高分子材料所特有的性能,蠕变性、屏蔽性等;多样性：一种性能有多种测试方法：如冲击强度,硬度、耐热性等;严格性：标准环境条件和制作试样等;4、聚乙烯产品类型1高压、低密度聚乙烯LDPE , 2线型低、中密度聚乙烯LLDPE；3高密度聚乙烯HDPE,4超高分子量聚乙烯UHMWPE；5改性聚乙烯：交联PE,接枝水解,氯化等;5、熔融指数的含义,与分子量及其分布的关系在一定温度,承受一定的负荷,在10min内经过规定的孔径挤压出来的树脂重量克数,称为熔融指数;通常聚合物分子量越高,熔融粘度越大,被挤压出来的树脂重量越少;熔融指数越小;熔融指数仅表示了相应的熔融粘度,相对的表示了平均分子量,但不能表示分子量分布;、高压法聚乙烯反应机理、采用催化剂的类型及如何配制和使用自由基反应机理,采用催化剂为有机过氧化物;使用方式：配制成10%的白油C16-31溶液,用计量泵注入乙烯进料管中或聚合釜中;6、掌握高压法聚乙烯工艺流程图,给出聚合反应的主要工艺参数,说明压力的作用;聚合反应参数：反应温度130～350℃,压力122～303MPa,时间 15s~2min;乙烯在高压条件下密度达0.5g/cm3,已接近液态烃的密度;乙烯分子间距显着缩短,增加了基团的碰撞几率,故易于发生聚合反应;7、制备聚丙烯主要催化剂体系是：Ziegler—Natta催化剂体系;主要由金属卤化物、烷基铝化物和载体组成;TiCl4/MgCl2/EDAlC2H538、国内聚丙烯的主要生产方法及工艺流程图：a.淤浆法；b.间歇式液相本体法；c.液、气相组合本体法;了解掌握各方法的工艺流程,聚合反应的主要工艺参数;a.淤浆法聚丙烯生产流程图,聚合反应参数：温度50~75℃；压力～b. 液相本体法生产流程图及反应参数：c.液、气相组合本体法生产流程图及反应参数：、苯乙烯聚合机理：可通过自由基聚合、阴阳离子聚合及配位聚合等反应机理聚合而得,大多数工业产品应用自由基聚合;、聚苯乙烯本体聚合法溶液本体法生产的品种溶剂的作用用于通用型与注塑型HIPS的生产;溶剂少量作用：去除聚合热,控制反应速度,降低熔融物的粘度,防止交联;因此称为溶液本体法;、ABS塑料由那几种单体组成各单体贡献什么特性ABS是由丙烯腈A,丁二烯B,与苯乙烯S三种单体为基础合成;丙烯腈的贡献是耐化学品性、热稳定性和老化稳定性；丁二烯的贡献是柔韧性,高抗冲性、耐低温性;苯乙烯的贡献是刚性、表面光洁性和易加工性;10、ABS塑料存在有两相：基体树脂连续相和弹性体分散相;为达到弹性体对树脂基体的增韧效果,对弹性体分散相有何要求①弹性体分散相必须形成具有一定大小的颗粒,稳定的分散在基体中;②弹性体颗粒与树脂基体之间必须进行足够的偶合;、ABS结构式：、ABS生产工艺过程1分散相接枝橡胶的生产;2连续相基体树脂的生产;3两者的混合：a.共挤塑造粒混合；b.基体树脂聚合过程中加入分散相接技橡胶共混合； c.将分别合成的分散相接枝乳液与基体树脂乳液共混合、ABS生产方法乳液聚合法、本体聚合法及两者相结合的方法;、ABS乳液聚合法与本体法的特点：乳液法特点：是分别合成的分散相胶乳与基体树脂乳液可以用任何比例进行混合, 可生产分散相含量为5~80%的ABS;本体法特点：须将橡胶溶解在单体混合液,其粘度不能过高,所以限于生产橡胶合量为20％以下的ABS;、PVC的主要生产工艺及产品形态a.自由基悬浮聚合法, 100—150μm直径的多孔性颗粒b.自由基本体聚合法, 100—150μm直径的多孔性颗粒c.自由基乳液聚合法, 20~40μm的PVC次级粒子 PVC糊树脂、悬浮法聚氯乙烯生产流程及聚合反应的主要工艺参数;a. 悬浮法聚氯乙烯生产流程图,b.聚合反应参数：温度50～70±0.2℃；压力～,时间：6～7h,转化率80～85％;12、PMMA主要生产工艺及产品形态a.自由基本体浇铸聚合法,生产板状、管状和棒状制品；b.自由基悬浮聚合法,生产用于注塑成型和挤塑成型的粒料;13、PMMA本体聚合生产过程中采用预聚合工序的作用：a.缩短聚合反应的诱导期,在浇模前移出较多的聚合热;b.减少聚合时的体积收缩;c.适当提高浆液粘度,减少浇模的渗漏损失;14、热固性树脂生产与成型过程中的特点：a.树脂是分子量较低的液态、粘稠流体或脆性固体；b.分子中具有活性反应基团,为线型或线型支链结构;c.在成型过程中同时发生固化反应—由线型转变为体型高聚物;e.经过固化过程才能发挥其性能作用;、热固性树脂固化反应类型：①固化过程中有小分子化合物析出,反应体系中活性基团发生缩合反应,如羟甲基、氨基等;②固化过程中无小分子化合物析出；反应体系中活性基团发生加聚反应,如双键、环氧基加聚等;、脲醛树脂合成反应：反应过程分两步：第一步碱性条件下的羟甲基化反应;第二步酸性条件下的缩合反应;P24916、双酚A环氧树脂结构式P252,与胺类固化剂的固化反应 P255结构式：结构性能：环氧树脂分子结构中含有醚基－O－,羟基－OH,苯基等基团,使其具有耐水解性,粘结性和耐腐蚀与耐热性;用途：主要用作粘合剂、涂料、模塑料和结构材料;17、环氧值的含义,胺类固化剂用量计算方法环氧值是100g环氧树脂含有的环氧当量数;每100份环氧树脂使用的多元胺量＝环氧值×多元胺分子量/活性氢数目。
聚合物合成工艺设计
聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计一、聚合物的合成工艺1、热压合成热压合成是指在热压机上通过压力密实，使原料反应，利用压力、温度等好的物理条件促使原料反应，使形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有两个优点：1) 合成所需的能耗较低，2) 合成时间较短，但是热压合成反应温度在聚合物热变形温度以下，反应时间较短，仅有一部分工厂拥有热压合成机，因此，这种方法并不能满足所有聚合物的合成需求。
2、水热合成水热合成可利用聚合物在水中的溶解性，是一种比较常用的聚合物合成方法。
水热合成是指在高温水和高温气体中对聚合物进行反应，使原料在水中发生聚合，形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有三个优点：1) 无需反应室；2) 反应温度低；3) 反应条件简单，但由于特定的聚合物在水中的溶解性和水热合成反应温度较低，反应时间较长，聚合物很容易磏面变质，因此，不适用于大规模合成。
3、溶剂聚合溶剂聚合也称为液相聚合，是指将聚合物原料加入溶剂中，加热、反应，使聚合物形成，这种合成方法受到的应用最多，可以制成高级聚合物，如聚酯、聚酰胺等。
在这种合成方法中，聚合物原料具有较高的溶解度，合成时间较短，但溶剂聚合的反应温度比较高，聚合物的熔点较低，不适合大规模合成。
二、聚合物合成工艺的选择1、热压合成热压合成最适合制造低熔点、结晶度大的聚合物，如聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚氨酯、聚酰胺等，这些聚合物在热压机上的反应温度比较低，同时可以在反应时间较短的情况下实现克制度高、结构均一的聚合物。
2、水热合成水热合成最适合制造溶于水的聚合物，如聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚酰胺等，这些聚合物在水中可以容易溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。
3、溶剂聚合溶剂聚合最适合制造有较高溶解度的聚合物，如聚酯、聚酰胺等，这些聚合物可以在芳香烃溶剂中溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。
(整理)常见聚合物的合成
常见聚合物的合成1、聚乙烯（PE）聚乙烯是无味、无毒、无嗅的白色蜡状半透明材料，电绝缘性能优越，可与所有已知的介电材料相比。
耐化学介质性能好，是最大的通用塑料之一。
目前聚乙烯的生产方法有高压法、中压法和低压法。
高压法是在100～200MPa和160～300O C下，以微量氧为引发剂的自由基本体聚合。
单程转化率为15% 。
数均相对分子质量一般是20000～50000，相对分子质量分布为3～20。
乙烯回收乙烯回收↑↑乙烯→→→→→→→↑氧（5～300ppm）图1-1 高压法合成聚乙烯工艺流程框图由于在聚合过程中发生向聚合物和链自由基的链转移反应，大分子链上有许多支链，因此高压法合成的聚乙烯结晶度低（50%～79%），密度低（0.91～0.93 g/cm3），故称为低密度聚乙烯（LDPE）。
主要用于制造薄膜制品、注射、吹塑制品及电线的绝缘包层。
低压法是采用TiCl4-AlEt2Cl催化剂的配位聚合。
聚合方法有淤浆法、溶液法和气相法。
我国多采用淤浆法，反应在较低的温度（65～75O C）和压力（0.5～3MPa）下进行。
产物为线型大分子，结晶度较高（80～90%），密度也高（0.94～0.95g/cm3）。
因此称为高密度聚乙烯（HDPE）。
机械性能优于LDPE。
乙烯与少量的1-丁烯或1-己烯共聚，所得产物为有一定支链的线型低密度聚乙烯（LLDPE）。
聚合机理和聚合方法与HDPE相同。
产物有优良的耐环境应力和热应力开裂性能。
2、聚丙烯（PP）聚丙烯为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大合成树脂。
主要品种为等规度在95%以上的等规聚丙烯。
采用Ziegler-Natta催化剂的配位聚合。
聚合方法有间歇式液相本体法、液相气相组合式连续本体法、淤浆法。
以淤浆法为例，反应温度50～70O C，0.5～1MPa，加入微量氢气调节相对分子质量，反应结束后加入醇类除去催化剂残渣。
丙烯回收甲醇水或甲醇催化剂↑↓↓丙烯→→→→→→→→产品氢气↓图1-2 淤浆法合成聚丙烯工艺流程框图聚丙烯为乳白色、无臭、无味、无毒、质轻的热塑性树脂。
聚合物合成工艺-第3章
引发剂的分解速率，应与反应时间（停留时间）匹配
根据引发剂分解速率常数kd
在相同介质和温度下，不同引发剂的kd不同，kd 大者，分解速率快，活性高。
根据引发剂分解活化能Ed
Ed大者，分解的温度范围窄 如要求引发剂在某一温度范围内集中分解，则选
用Ed大者 反之，可选用Ed小者。
化率，是LDPE合成工艺研究的重点。
工艺概况
LDPE的合成工艺均由ICI公司的技术衍生而来，除反应 器、配方、工艺控制有所不同外，流程均大致相同。
生产流程示意图
兰化集团引进Basell公司20万t/aLDPE 装置工艺流程
流程简述
乙烯与分子量调节剂混合后，经一次压缩（25～30MPa） 后与循环乙烯混合，进入二级压缩机，出口压力110～ 400MPa（不同工艺，要求的压力不同）。
变宽 可通过控制反应过程中[S]/[M]值，控制分子量分布 比较常用的方法是分批次补加链转移剂。
链转移剂的选择
一般根据50％转化率－U1/2进行选择。 U1/2－链转移剂消耗50％时单体的转化率。
U1/2＝100（1－0.51/Cs） 一般情况下，CS提高，U1/2下降。 根据反应的单体转化率要求，选择合适的链转移剂。 链转移剂的U1/2可查阅有关手册。
物理机械性能产生重要影响。
聚乙烯的主要分类
a. 低密度（高压）聚乙烯（LDPE）
密度为0.915～0.930 g/cm3的均聚物
自由基 共聚合
含少量极性基团的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物-EVA
乙烯-丙烯酸乙酯共聚物-EAA
b.线性低密度和中等密度聚乙烯（LLDPE、MDPE）
乙烯、α-烯烃（1-丁烯、1-己烯或1-辛烯）的共聚物
聚合物合成工艺
表征表面活性剂性能的几个参数
①胶束 当表面活性剂分子的浓度在临界浓度以下时，
表面活性剂分子呈单分子状态存在于水中，在达到临界 浓度以后，开始成为亲水基团和亲油基团有规则的排列 的粒子（如球状、棒状等），该粒子称为“胶束”。
②临界胶束浓度（CMC） 表面活性剂能形成胶束的最
6.1自由基乳液聚合概述
乳液聚合
a.乳液聚合是液态单体在乳化剂的作用下，分散在水中成 为乳状液后进行聚合的方法。
b. 基本组份（工艺配方）： 最主要的组分为：单体、水、水溶性引发剂和乳化剂。
工业生产中组分较复杂，包括pH调节剂、分子量调节剂 等。
c.聚合形成的聚合物固体颗粒<1μm，静置体系不分层 （即颗粒不析出）。
O/W（水包油）型乳液的液滴通常带负电荷，水 相带正电荷。
6.2.1乳化现象与乳液的稳定性
6.2.2 乳状液的变型和破乳
6.2.2.1 乳状液的变型
如聚合体系在反应初期的乳液为O/W型，在聚合 后期转变成为S/W型，即发生了乳液类型的变化， 称为乳状液的变型。
如进一步变化，还可以转变为W/S型—这时实际上 是发生了破乳。
b.改变pH值 改变体系的pH值，会使乳化剂的化学结
构发生变化，使其失去乳化效果。如阴离子乳化剂会由 盐生成酸，无机粉末遇酸生成可溶性盐等。
c.冷冻破乳 通过冷冻，使部分水相转变为冰相，使
体系中的电解质浓度增加，引起动电势变化； 水相减少使得固相的相对体积增加，直至发生变型和
破乳。
d.机械破乳 通过提高搅拌器转速，使分散相粒子的运
如需制造固体聚合物，后处理工艺耗能高且污染较 重
a. 破乳 消耗大量的助剂且废水量较大 b. 直接干燥 因体系含有大量水，消耗大量的能源
聚合物合成的基本工艺流程
聚合物合成的基本工艺流程在化学领域中，聚合物是由重复单元结构组成的高分子化合物，常用于制备塑料、橡胶、纤维等材料。
聚合物的合成过程是通过将单体分子通过聚合反应进行连接而形成的。
下面将介绍聚合物合成的基本工艺流程。
1. 单体选择与准备在聚合物合成过程中，首先需要选择合适的单体进行反应。
这些单体通常是具有活性官能团的化合物，能够参与到聚合反应之中。
在选择单体时，需要考虑其反应活性、官能团的类型以及所需的聚合度等因素。
选择好单体后，需要对单体进行准备工作，确保其纯度和稳定性。
通常会通过物理或化学方法对单体进行精细处理，以满足后续聚合反应的要求。
2. 聚合反应聚合反应是将单体分子通过共价键连接成高分子链的过程。
根据不同的聚合机理，聚合反应可以分为添加聚合、开环聚合和缩聚等不同类型。
在聚合反应中，通常需要引入引发剂或催化剂，以启动聚合反应并控制反应速率。
此外，反应条件如温度、压力、溶剂选择等也会影响聚合物的结构和性质。
3. 分子量控制与功能化在聚合物合成过程中，分子量是一个重要的参数，直接影响着聚合物的物理性质和应用性能。
因此，在聚合反应中需要进行分子量控制，确保所得聚合物具有合适的分子量。
此外，在聚合反应结束后，可以对聚合物进行功能化处理，引入不同官能团或结构单元，以赋予聚合物特定的性能，如增强机械性能、改善耐热性等。
4. 纯化与表征最后，在聚合物合成完成后，需要进行纯化和表征工作。
纯化过程可以采用溶剂抽提、结晶、凝胶渗透色谱等方法，去除杂质和未反应单体，得到纯净的聚合物样品。
在表征方面，常用的方法包括核磁共振（NMR）、红外光谱（IR）、凝胶渗透色谱（GPC）等，通过这些手段可以了解聚合物的结构、分子量分布等信息。
结语通过以上基本工艺流程，我们可以了解到聚合物合成的主要步骤和关键技术。
在实际应用中，不同的聚合物体系会有各自特定的合成方法和注意事项，需要结合具体情况进行调整和优化。
随着科学技术的不断进步，聚合物合成领域也将迎来更多创新和发展机遇。
聚合物合成原理及工艺学
聚合物合成原理及工艺学
聚合物合成原理指的是将单体（即单个分子）通过聚合反应进行连接，形成由重复单位组成的大分子链的过程。
这一过程可以通过多种方式进行，其中最常见的是添加剂法和自由基聚合法。
添加剂法是通过在反应体系中添加催化剂或起始剂（如过硫酸铵）来促进反应的进行。
该方法适用于制备线性聚合物，其中单体以轮流的方式连接起来。
催化剂或起始剂能够引发单体的聚合反应，使得单体分子之间的化学键断裂，并与其它单体发生反应，从而形成长链聚合物。
自由基聚合法是一种常用的聚合物合成方法，其中单体通过自由基反应进行聚合。
自由基是电子不成对的原子或分子，具有活跃的化学特性。
在反应体系中加入引发剂（如过氧化叔丁酮）可产生自由基，一般来自其与引发剂之间的反应。
生成的自由基能够与单体发生反应，断裂单体分子中的化学键，并与其它单体发生脱氢聚合反应，最终形成聚合物链。
工艺学是指在聚合物合成过程中所涉及的各种工艺和技术，包括反应条件的控制、催化剂的选择、反应温度和压力的调节等。
根据具体的聚合物和所需的性能，工艺学会不同。
例如，高分子量聚合物往往需要在较低温度下进行反应，以避免产生大量的副产物。
工艺学还包括聚合物合成过程中的混合、搅拌、过滤、成型等环节，以确保最终得到所需的聚合物产品。
总而言之，聚合物的合成原理和工艺学是实现聚合反应并得到
所需聚合物的关键。
通过选择适当的合成方法和控制好反应条件，可以合成出具有特定结构和性能的聚合物。
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？4.聚合物的结构控制对其性能有何影响？举例说明。
5.请描述一种聚合物材料的纯化工艺。
6.聚合物制品的加工工艺有哪些？简要描述其中一种加工方法。
通过对聚合物的合成原理及工艺学的学习和掌握，可以更好地理解聚合物材料的合成与加工过程，为相关领域的研究和应用提供基础支持。
聚合物合成工艺学各章重点及要点
聚合物合成工艺学各章重点及要点部分内容不全，大家自己看书第一章绪论1．高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致，催化剂配置，聚合反应过程，分离过程，聚合物后处理过程，回收过程2．聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却，夹套附加内冷管冷却，内冷管冷却，反应物料釜外循环冷却，回流冷凝器冷却，反应物料部分闪蒸，反应介质部分预冷。
第二章聚合物单体的原料路线1．生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）石油化工路线，煤炭路线，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）2．石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）得到单体和原料：乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。
得到聚合物：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。
3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1．自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。
聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。
2．引发剂及选择方法，调节分子量方法种类：过氧化物类、偶氮化合物，氧化还原体系。
选择方法：（1）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。
（2）根据引发剂分解速度随温度的不同而变化，故根据反应温度选择适引发剂。
（3）根据分解速率常数选择引发剂。
（4）根据分解活化能选择引发剂。
（5）根据引发剂的半衰期选择引发剂。
分子量调节方法：控制引发剂用量、控制反应温度、选择适当分子量调节剂。
§ 3-2本体聚合生产工艺1．本体聚合传热方法、排热措施排热措施：采用预聚、后聚分步聚合法；反应达到一定转化率就分离出聚合物；较低温度，较低引发剂浓度下反应；紫外线或辐射引发聚合；强化聚合设备的传热。
聚合物的合成与工艺
聚合物的合成与工艺姓名：胡亚鹏班级：Y130402学号：S2*******聚甲基丙烯酸甲酯的合成及工艺一：聚甲基丙烯酸甲酯简介 以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA ，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。
化学式: [C 5O 2H 8]n结构式：二：聚甲基丙烯酸甲酯的合成1，甲基丙烯酸甲酯单体的合成方法（1）丙酮氰醇法H 2C CCH 3C O OCH 3nH 3C C O CH 3H 3C C CN CH 3OH H 2CC CH 3C NH 2·H 2SO 4O H 2C C CH 3C O OCH 3NH 2HSO 4H 2SO 4HCN CH 3OH丙酮氰醇和硫酸反应生成甲基丙烯酸硫酸盐，然后再和甲醇反应，生成甲基丙烯酸甲脂。
丙酮氰醇是由氢氰酸和丙酮反应而成。
硫酸用量为1．4～1．8mol／molACH，硫酸既作为反应物，也作为溶剂。
首先生成甲基丙烯酰胺硫酸盐，副产物是a-羟基异丁烯酰胺硫酸盐(有水的情况下生成)，而a-羟基异丁烯酰胺硫酸盐在比较高的温度和比较长的时间会生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。
整个反应需要加入阻聚剂。
第一步反应80～100度，然后快速升高120～160度，整个反应时间1小时，这步转化率一般(按ACH算)是94％。
接下来用甲醇和水醋化甲基丙烯酸酰胺硫酸盐。
这个反应温度是100～150度，压力是7atm，反应时间是1小时，一步转化率是(以甲基丙烯酰胺算)82％，甲醇和甲基丙烯酸循环反应，最终甲基丙烯酸甲酯的转化率接近90％。
（2）异丁烯氧化法异丁烯用酸性离子交换村脂作催化剂水合成叔丁醇，然后和空气在催化剂条件下反应生成甲基丙烯醛(反应温度300～420度，催化剂为含钼、铋、镁的氧化物，转化率为96％)，再与空气在催化剂条件下反生成甲基丙烯酸(反应温度250～350度，氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1：2，转化率为86％)，得到的反产物用吸收、萃取等方法进行分离、提纯：最后用强酸阳离子交换树脂作催化剂，甲基丙烯酸经醇化反应得到甲基丙烯酸甲酯（反应温度70度，甲基丙烯酸与甲醇的摩尔比为1：14)。
聚合物合成工艺学计算公式
聚合物合成工艺学计算公式在聚合物化学领域，合成工艺学计算公式是非常重要的工具，它们可以帮助化学工程师和科学家们预测和优化聚合物的合成过程。
这些公式基于聚合物的化学结构和反应动力学，可以用来计算反应条件、聚合度、分子量分布等关键参数，从而指导实验设计和工艺优化。
本文将介绍一些常见的聚合物合成工艺学计算公式，并探讨它们在聚合物合成过程中的应用。
1. 聚合度计算公式。
聚合度是衡量聚合物链长度的一个重要参数，通常用平均聚合度（DP）来表示。
对于线性聚合物，平均聚合度可以通过以下公式计算：DP = (Mn/Mw) + 1。
其中，Mn是聚合物的数均分子量，Mw是聚合物的权均分子量。
这个公式基于聚合物链的高斯分布假设，假设聚合物的分子量分布服从正态分布。
通过测定聚合物的数均分子量和权均分子量，可以计算出其平均聚合度，从而了解聚合物链的长度分布情况。
2. 反应速率常数计算公式。
在聚合物合成过程中，反应速率常数（k）是描述聚合物化学反应速率的重要参数。
对于自由基聚合反应，反应速率常数可以通过以下公式计算：k = A exp(-Ea/RT)。
其中，A是预指数因子，Ea是活化能，R是气体常数，T是反应温度。
这个公式基于阿累尼乌斯方程和阿伦尼乌斯方程，描述了反应速率常数与温度的关系。
通过测定反应速率常数和温度，可以优化聚合反应的条件，提高反应速率和产物收率。
3. 分子量分布计算公式。
聚合物的分子量分布是描述聚合物链长度分布的一个重要参数，通常用分子量分布函数（MWD）来表示。
对于高分子量聚合物，MWD可以通过以下公式计算：MWD = Mw/Mn。
其中，Mw是聚合物的权均分子量，Mn是聚合物的数均分子量。
这个公式描述了聚合物链长度的分布情况，MWD越大，聚合物链长度的分布越宽，反之则越窄。
通过测定Mw和Mn，可以了解聚合物链长度的分布情况，从而指导聚合物的合成和应用。
4. 聚合物合成产率计算公式。
在聚合物合成过程中，产率是描述聚合物合成效率的一个重要参数。
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聚合物合成工艺专业：材料加工工程
学号：1024230002
姓名：焦翠萍
聚合物合成工艺
1高分子合成材料发展简史
人类社会早期就开始了对天然高分子材料的利用，包括蚕丝、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡胶等。
19世纪前期，通过化学反应对天然高分子材料进行改性；19世纪40年代，美国人发明了天然橡胶的硫化；60年代末期以纤维素为原料获得了赛璐珞塑料；80年代末期用蛋白质-乳酪素为原料获得了乳酪素塑料。
它们被称为半合成材料。
20世纪是高分子材料合成工业不断发展壮大的时期。
1925-1935年，逐渐明确了有关高分子化合物的基本概念，诞生了“高分子化学”这一新兴学科。
反过来，它又有力地促进了高分子化合物的工业生产；50年代以后，Ziegler-Natta 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，同时由于石油化学工业的建立与发展，高分子合成材料的产量激增；1994年，全世界三大合成材料的产量超过1.4×104万吨，按体积计算超过钢铁。
2 我国高分子材料合成工业发展和现状
我们古代祖先早已经使用各种天然高分子材料，创造了灿烂的华夏文明。
19世纪末期才开始出现天然高分子加工工业。
新中国成立后，我国的高分子材料合成工业从无到有、从小到大，发展至今已形成一个完整的工业体系。
目前，各类材料生产配套、产品品种基本齐全，已广泛用于国民经济和生活的各个领域。
相继建成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。
3 高分子合成材料成型加工工业简介
高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或弹性体。
它们必须经过成型加工才能够制成有用的材料及其制品。
塑料的原料是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑刑、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）。
塑料成型重要的有：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
除模塑制品外，还有薄膜、人造革、泡沫塑
料等。
3.1 合成橡胶
合成橡胶制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂，包括硫化剂、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。
增强剂与填充剂用量较大（20％）。
橡胶制品的制造过程
3.2 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。
加有少量消光剂、防静电剂以及油剂等。
4 高分子合成材料的品种和特性
4.1 塑料
塑料是以合成树脂为基本成分，它是在加工过程中可塑制成一定形状，而产品最后能保持形状不变的材料。
它具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制
品形式多样化等优点。
其主要缺点是绝大多数塑料制品易燃烧，在长期使用过程中发生老化现象。
根据受热后的情况，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
前者可反复受热软化或融化，后者经固化成型后，再受热则不能熔化，强热则分解。
根据生产量与使用情况可以分为通用塑料和工程材料。
4.2 合成橡胶
合成橡胶是用比学合成方法生产的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
某些合成橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。
缺点是发生老化现象。
根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。
4.3 合成纤维
线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
与天然纤维相比较强度高、耐摩擦、放蛀、耐腐蚀等优点。
缺点是不易着色，未经处理时易产生静电，多数合成纤维的吸湿性差。
因此制成的衣物易污染，不吸汗，透气性差。
5 高分子化合物生产过程
5.1 高分子合成生产工序
(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；
(4)分离过程；
(5)聚合物后处理过程；
(6)回收过程。
5.2 聚合方法的选择
（1）高分子化合物工业生产中同一种聚合物可以用几种不同的聚合方法进行生产。
（2）聚合方法的选择取决于聚合物性质。
（3）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。
5.3 生产工艺的改革
同一种生产方法由于引发剂成催化剂的改进可以大大缩短聚合反应时间或简化生产过程，从而增加产量，降低成本。
（1）以高密度聚乙烯的生产为例，早期用的催化剂效率低，每克催化剂仅可得聚乙烯数千克，生产工艺复杂。
（2）高效催化剂每克催化剂可得聚乙烯最高者甚至达到几百万克，简化了生产工序。
（3）近来又开发了乙烯气相聚合的方法，进一步革除了溶剂，更加简化了生产工序。
6 高分子合成工业的安全与废物处理
6.1 生产安全
（1）高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。
（2）可燃气体、液体的蒸气或有机固体与空气混合时，当达到一定的浓度范围，遇火花就会引起激烈爆炸。
例如乙烯的爆炸极限是2.7％(下限)和34.0％(上限) 。
（2）高分子合成工业所用的化学品、单体、溶剂、聚合用助剂、加工助剂等，有些已知为剧毒品、致癌物质、具腐蚀性、可长期积累中毒等。
6.2 塑料的贡献与白色污染
从上世纪六十年代开始，塑料(主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯)进入广泛实用阶段。
由于塑料具有很多优点：取材容易，价格低廉，加工方便，质地轻巧，因此塑料一问世，便深受欢迎，它迅速渗入到社会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。
创造了巨大的社会和经济效益。
塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，塑料的普及被誉为白色革命。
随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。
由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。
6.3 废旧塑料回收
作为材料再生循环利用；作为能源回收利用；作为化学品循环利用。
如：解聚、水解等方法降解为单体、低分子量化合物；裂解为燃料油品。
（1）废旧塑料的油化工艺过程
（2）废旧橡胶回收
废旧轮胎的催化裂化工艺过程
（3）光与生物双降解塑料
光降解塑料不足如：在使用后需要有足够的紫外光作用；地膜仅其曝光面能降解，而压土部分难以降解；光降解速度受到地理、环境、气候等因素的制约。
生物降解塑料不足如：加入天然高分子物质，影响塑料的物理机械性能；全生物降解高分子材料制造困难，价格昂贵；一定要接触土壤，在一定温湿度条件下才能加快降解。
可以将两种材料各取所长，互相弥补。