《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。

14. 在聚乙烯、聚氯乙烯聚合工业生产中，分别可采用控制压力、温度等手段控制聚
合物分子量。

15. 丁苯橡胶生产过程中分子量分布和支链的多少主要与停留时间有关，工业上采用8~12台聚合釜串联方法，可使分子量分布窄和支链少。

1. 液体橡胶的定义：液体橡胶是一种在室温下为黏稠状流动性液体，经过适当化学反应可形成三维网状结构，从而获得和普通硫化胶具有类似的物理机械性能的低聚物。

2. 萃取精馏：在相对挥发度接近1或共沸液的料液中加入挥发性很小的（共沸点高的）第三组分，使料液中组分的相对挥发度增大易于用精馏的方法分离，使用这种方法的精馏过程称为萃取精馏，加入的第三组分称为萃取剂或溶剂。

3. PVC种子乳液聚合：当物料配比和反应条件控制适当时，单体原则上仅在已生成的微粒上聚合，而不生成新的微粒，即仅增大原来微粒的体积，而不增加反应体系中微粒的数目，这种制备PVC的聚合方法称为PVC种子乳液聚合法。

4. 跃升反应：所谓的跃升反应就是在聚合反应初期制备相对分子质量较低的聚合物，在聚合后期加入一种跃升剂使聚合物的相对分子质量成倍增长的方法。

然后，立即加入终止剂，使聚合反应终止并立即出料。

5. 闪蒸：高压的饱和液体进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低，使这些饱和液体变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽和饱和液。

1. 动态界面缩聚是进行搅拌的界面缩聚，所得产物为（粒状）。

2. 聚合反应在生产中究竟选择哪一种方法，须由（单体的性质和聚合产物的用
途）来决定。

3. 悬浮法生产PVC的颗粒状态和（分散剂）有密切关系。

4. 聚氯乙烯聚合常用的引发剂是（复合型引发剂）。

5. 丁苯橡胶是（丁烯-苯乙烯）二元共聚物。

任汝伟
6. 有“的确良”之称的纤维是（涤纶纤维）。

7. 热塑性酚醛树脂聚合是甲醛与三官能度的酚（苯酚间甲酚）或双官能度的酚（邻甲酚、对甲酚等）在酸性介质中缩聚而成的。

当采用三官能度的酚时，一般酚与甲醛的物质的量多少是（酚>甲醛）
8. 顺丁橡胶的生产主要采用的是（溶液聚合）。

9. 乳浮聚合体系的基本组成为（单体、引发剂、乳化剂和水）。

10. 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（萃取精馏）的方法进行分离。

11. 目前生产聚氨酯的主要方法是（乳液聚合）
12. 有“合成羊毛”之称的纤维是（腈纶纤维）
13. 生产低分子量环氧树脂时，NAOH溶液的浓度为（ 30% ）
14. 顺丁橡胶采用（溶液聚合）
15. 悬浮聚合体系的基本组成为（单体、引发剂、分散剂、水）
16. 下面哪种聚合方法不适合橡胶生产（悬浮聚合）
一、画出C4馏分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？
二、以煤炭做原料路线，写出聚氯乙烯生产过程中各步化学方程式？
三、聚氯乙烯悬浮聚合工艺过程？
首先将去离子水，分散剂以及引发剂以外的各种助剂，经计量后加于聚合反应釜中，然后加计量的聚乙烯单体。

升温至规定温度，加入引发剂溶液或分散液。

聚合反应开始，夹套通低温水进行冷却，在聚合反应激烈阶段应通5℃以下的低温水，严格控制反应温度波动不超过±0.2℃范围。

反应好的物料应进行单体剥离操作，自反应釜送入附有搅拌装置的储槽中，然后送入单体剥离塔，聚氯乙烯树脂浆料自塔顶送入塔内与塔底通入的蒸汽逆向流动，氯乙烯与蒸汽自塔顶溢出后进行回收，脱单后浆料经热交换冷却后，送往离心泵分离工段，脱水后滤饼送入卧式沸腾干燥器进行干燥，经筛选出去大颗粒树脂后，包装得成品。

四、聚丙烯腈纤维通常有哪三种单体聚合而成？每种单体的作用是什么？
丙烯腈：分子中有碳碳双键和腈基，化学性质很活泼
第二单体：可减少聚丙烯腈分子间力，消除其脆性，从而可纺制成具有适当弹性的合成纤维
第三单体：主要改进腈纶纤维的染色性能
五、以苯乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点？
特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。

优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本低。

缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引
起爆聚，使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难；在自由基聚合情况下，有时还会出现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。

以苯乙烯为例，苯乙烯连续本体聚合的散热问题是可由预聚和聚合两段来克服的，预聚可在立式搅拌釜内进行，聚合温度为80-90℃以BPO或AIBN为引发剂，转化率在30%-35%之间。

这时还没发生自动加速现象，聚合热不难排除。

透明粘稠的预聚物流入聚合塔顶缓慢流向塔底，温度由100°C渐增至200°C，最后达到99%转化率，自塔底出料，后经挤出，冷却，切粒，即成成透明粒料产品。

六、成纤高聚物有哪些特征？
（1）分子结构成纤高聚物均为线型高分子、成纤维高聚物具有适宜的分子量和分布、成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力、成纤高聚物应具有可溶性和熔融性、成纤高聚物高分子链立体结构具有一定的规整性。

（2）形态结构①纤维多重原纤结构和表面形态②纤维横截面形状和皮芯结构③纤维中的孔洞。

七、PVA合成过程中工艺确定原则：
(a)为什么转化率控制在50%~60%？
(b)为什么选用甲醇做溶剂？
(c)为什么聚合温度控制在65±0.5℃？
1.CH3OH对聚醋酸乙烯溶解性能极好，链自由基处于伸展状态，体系中自动加速现象来得晚，如果控制转化率50％-60％结束反应，可消除自动加速现象，将使聚合反应接近匀速反应，并使聚醋酸乙烯大分子为线型结构且相对分子质量分布较窄。

2.①CH3OH对聚醋酸乙烯酯溶解性能极好，链自由基处于伸展状态，体系中自动加速
现象来得晚，使聚醋酸乙烯酯大分子为线型结构且相对分子质量分布较窄。

②
CH3OH是下一步聚醋酸乙烯酯醇解的醇解剂。

③ CH3OH的CS小，只要控制单体与溶剂的比例就能够保证对聚醋酸乙烯酯相对分子质量的要求。

3.①醋酸乙烯酯和CH3OH有恒沸点6
4.5℃，聚合反应容易控制。

②聚合物的结构与聚合温度有关。

八、简述低温丁苯橡胶生产为例，说明聚合物生产的六个工序？
(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：包括聚合和以聚台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。