高聚物合成工艺学复习资料

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第一章

请简述高聚物生产的主要过程：原材料的准备、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程。必须要有流程图。

原材料的准备过程：单体和溶剂的精制，目的是阻聚剂、除杂、提纯，方法有蒸馏、冷凝、干燥、吸附；催化剂（引发剂）和其它助剂的配制。目的是稀释、计量。

聚合过程：

聚合的主要任务：使单体在一定的温度、压力等条件和引发剂（催化剂）作用下进行聚合反应，获得具有一定分子量及分子量分布的具有加工性能和使用性能的聚合物。

聚合工艺条件及设备的要求：高纯度的单体助剂、严格控制反应条件、对设备管线的要求；

聚合实施方法：自由基聚合实施方法、离子和配位聚合实施方法、缩聚实施方法。

聚合反应的操作方式：

间歇聚合：分批投料，分批出料的聚合方法，该方法优点是易控制反应时间，易改变产品品种，适宜小批量生产，缺点工艺条件不稳定，质量不稳定，劳动生产率低；

连续聚合：即连续进料并连续出料的聚合方法，其优点是自动化程度高，工艺和产品质量不稳定，污染小，能耗低，劳动生产率高，适宜大规模生产，缺点难变换产品品种，技术复杂，一次性投资大。

聚合设备主要类型：釜式聚合反应器、管式聚合反应器、塔式聚合反应器、挤出式聚合反应器。

分离过程

分离的主要任务：除去未反应单体、残废催化剂和助剂、反应介质，有些生产过程不需要分离；

主要分离方法：真空脱单体、水洗离心过滤、闪蒸脱单体、凝聚

闪蒸脱单体过程——通过降低压力使单体汽化实现与聚合物分离的生产工过程

凝聚过程——在合成橡胶生产过程中，把聚合物从乳液或溶液中分离出来的过程。

处理过程：合成树脂的后处理、合成橡胶的后处理

回收过程：单体回收、溶剂回收

第二章

请概述生产单体的原料路线的石油化工路线并比较各自的特点。

石油裂解生产烯烃：原料轻柴油（沸点3500C以下），裂解温度 750～

8200C，稀释剂水蒸汽，停留时间 0.2 ～0.5s，主要产品乙烯、丙烯、C4馏分，主要设备管式裂解炉；

石脑油裂解生产芳烃：原料全馏程汽油C6 ～ C11（沸点220C以下,由原油常压蒸馏得到的汽油），裂解温度 8200C，主要产品有苯、甲苯、二甲苯，主要设备管式裂解炉、重整反应器

C4馏分制取丁二烯：

第三章自由基本体聚合

1、自由基本体聚合单体、引发剂及聚合方法？

2、高压聚乙烯生产过程中聚合温度、压力和停留时间对LDPE的大分子结构、分子量及其分布、聚合物的密度等有何影响？

反应温度↑，反应速率↑，分子量↓，支链↑；

压力↑，分子间碰撞几率↑，聚物合的产率和LDPE分子量↑，支链度↓，密度↑。

反应压力↑，反应温度↓，分子量↑，支链↓；

停留时间↑，转化率↑，支链↑，密度↓。

3、高压聚乙烯生产工艺流程

压缩将乙烯两次压缩后压力由3MPa提高到200～300MPa，同时混入氧气及分子量调节剂

聚合在氧气和过氧化物催化剂作用下聚合反应，3000C左右，聚合时间为60~300秒。

分离高压和低压分离未反应的乙烯

掺合加添加剂、造粒、干燥、掺合、贮存和包装

4、聚乙烯主要类型

聚乙烯类型密度支链特点

高压低密度聚乙烯（HLDPE）0.915~0.930长而多自由基聚合线型低密度聚乙烯（LLDPE）0.915~0.940短而多配位聚合

超高分子量聚乙烯（HMV-PE）特殊方法

聚合加工

5、请简述苯乙烯溶液本体聚合工艺流程。

2%~3%左右的甲苯和乙苯，苯乙烯本身也是溶液剂

第四章乳液聚合

1、单体配比和转化率对丁苯橡胶的组成及性能有何影响？

丁二烯/苯乙烯（质量）=72：28～70：30。SBR中苯乙烯含量23.5%，其综合性能最好；

转化率＜60%时，SBR中苯乙烯含量不受转化率影响。

2、聚合温度对丁苯橡胶的结构及性能有何影响？

丁苯橡胶占合成橡胶产量的60%，乳液法SBR产量的80%

聚合温度50C±0.50C，聚合物的分子量分布窄，硫化时不被硫化的低分子部分较少，从而提高交联密度。因此其硫化胶的拉伸强度、弹性及加工性能等优于高温乳液丁苯橡胶。

3、丁苯橡胶低温乳液聚合工艺流程

第五章悬浮聚合

1、在氯乙烯悬浮聚合中如何控制其颗粒形态、粒径及其分子量的大小？

1）聚合物颗粒粒径和形态控制

选用不同的分散剂用量，分散系数大，颗粒结构较疏松。

搅拌强度大，可使初级颗粒变细，颗粒结构较疏松。

聚合温度高，会加深初级粒子熔结，颗粒孔隙率下降，颗粒孔隙率可达40%左右，PVC密度为1.4g/cm3，颗粒孔隙率较大的悬浮法树脂的表观密度为0.85g/cm3。软制品一般用孔隙率高的树脂，有利于吸附增塑剂。

2）控制分子量

易发生向单体链转移的反应，生产上主要通过聚合温度来控制分子量。聚合温度每上升100C，聚合速度增加3倍，分子量随聚合温度升高面降低，聚合温度波动范围控制在±0.20C。

2、聚氯乙烯的牌号根据粘数大小共分SG1~SG8共8个型号，牌号数越大，树脂的分子量越小。

第六章溶液聚合

1、试比较自由基溶液聚合中均相聚合和非均相聚合工艺的差别。

2、制备腈纶的主体原料是由哪些单体聚合而成为什么不能单独用丙烯腈腈纶生产过程中加第二单体和第三单体可改善纤维哪方面的性能第二单体和第三单体的加入量一般是多少

第七章离子聚合和配位聚合

1.为什么离子聚合和配位聚合方法不采用悬浮聚合和乳液聚方法？

2.简述spheripol聚丙烯生产工艺流程。

3、催化剂: TiCl4·ED·MgCl2/AlR3

第三代高效载体催化剂活性达4万gpp／gcat，产品等规度为90％-99％，主要包括：活性组分、载体和助催化剂。

TiCl4——活性组分：是催化剂中能起催化作用的成份，它是催化剂的主体，它在催化剂上存在的位置称活性中心。

ED ——给电子体：如对甲苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯等

MgCl2——载体：是催化剂活性组分的分散剂，粘合剂或支撑物。

AlR3——三乙基铝助催化剂或活化剂，是加到催化剂中的少量物质，这种物质没有活性或活性很小，但能提高活性组分的活性、选择性或稳定性。

与乙烯共聚可生产抗冲共聚物

注意环管反应器

4.请比较LLDPE与LDPE在结构、性能以及生产方法等方面的差异。

0.915~0.930长而多自由基聚合

高压低密度聚乙烯

（HLDPE）

0.915~0.940短而多配位聚合

线型低密度聚乙烯

（LLDPE）

0.940~0.970短而少配位聚合

高密度聚乙烯

（HDPE）

熔点提高10~150C，有更高的抗拉伸性，抗穿透性和抗撕裂性，更适用于做薄膜，与1-己烯和1-辛烯共聚抗冲击和抗撕裂性可提高300%倍

第八章缩聚

1.缩聚反应温度、时间和真空度对PET的特性粘度有何影响？