聚合物制备工程复习下解析
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气相本体工艺 • • 第四代：高效催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂
催化剂 反应器及其 特点
原料消耗 产品特点
液相本体（H法）
4S
三井油化工艺中，液相反应器为 立式搅拌釜式反应器，气相反应 器为带扩径的流化床反应器。从 液相反应器到气相反应器时，利 用气相反应的反应热使液体丙烯 汽化，减少了能耗。
5. 聚苯乙烯的本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制手段 ？试分析聚苯乙烯本体聚合后期升高温度对产物分子量及其
分布的影响。
主要控制条件79~80 • 单体纯度 • 聚合反应速率 • 粘度和反应热 • 转化率 • 相对分子质量与反应温 度
• 惰性气体保护
优点：转化率接近100%，不必进行脱 挥发份处理。
• • 聚合热大：聚合热95 • • 聚合转化率较低：2030%乙烯循环使用 • • 乙烯高压聚合的转化率低 • • 链转移反应容易发生 • • 以氧为引发剂时，存在压力与氧浓度的临界
值关系
2.高压聚乙烯（）本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制 手段, 釜式和管式反应器对聚合物性能的影响？
主要控制手段：（P99） •压力：一般150～200，压力增大密度增大 • 温度：聚合速率、支化度、端乙烯基含 量、物料相态，分子量及其分布 • 引发剂：氧、有机过氧化物 • 链转移剂：丙烷、氢气 • 乙烯纯度：杂质越多相对分子量越低
釜式和管式反应器对聚合物性能的影响 （P103~104）
釜式
管式
3.聚丙烯催化剂经历了几代的发展？每一代催化剂特点及聚 合效果？每次催化剂的重大发展，对聚丙烯聚合工艺过程产
生了何种影响？聚合工艺特点？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶液法、溶剂法（淤浆法）、液相本体和气相本体 （P93~96）
• 第一代聚合工艺：淤浆法（溶液聚合），必须分离无规均聚聚丙烯； • • 第二代聚合工艺：(a) (b) ( , ) ；催化剂活性提高 • • 第三代催化剂：氯化镁负载高效催化剂，包括液相、液相－气相、
消耗定额较低
产品的物理性能优异，光泽 （1）产品应用范围很广，
度控制可高可低，可广泛应 可用于挤出、热成型、膜片、
用于注模、胶片、挤压模塑、 铸膜、纤维、吹模、注模。
板材、胶带、纤维和硬质包 （2）产品有防热、防老化、
装等。气相法工艺不存在溶 防静电、高透明、防结块等
剂的溶解或溶胀问题，所以 特点。
消耗定额较低 （1）高效催化剂； （2）均聚产品具有高等 规指数和高刚性，做薄膜 具有优良的光学性能；做 纤维具有好的可成型性 （尺寸稳定性）。此外， 还可以不经热降解而制得 较高的产品 （3）此工艺能够控制嵌 段共聚物中的均聚物和共 聚物的数量组成，共聚物
气相本体（A法）
液相-气相混合（S法）
催化剂
1.常见聚乙烯的主要品种及其合成原理、引发剂/催化剂特点、 分子结构特点及聚合工艺特点。 P97
• ( ）中、低压聚乙烯，中压聚乙烯是用载于氧化硅-氧化铝上的氧化铬为催化 剂，在106~170℃，2~4的压力下使乙烯聚合，低压聚乙烯是用34为催化剂 ，在数个兆帕的低压下使乙烯聚合，都是采用配位聚合生产的聚乙烯密度较 高。为线性结构有少量短支链
缺点：为了提高转化率，聚合最后阶段 温度高达220°C，聚合过程温度变化 大，分子量分布宽。(P80 )
6.聚苯乙烯悬浮聚合的成粒机理及其发泡聚苯乙烯聚合的生 产工艺过程
生产工艺 过程：
二步法：一、将苯乙烯单体先聚合成一 定粒度的聚苯乙烯珠粒，经分级过筛合 格粒径后，二、再重新加水、乳化剂、 发泡剂和其他助剂于反应釜内，加热浸 渍，制得可发性聚苯乙烯珠粒产品。
• 一步法：与相同，仅仅多加发泡剂 • 发泡剂可在聚合初期或中途加入 • 中途加入工艺：在90℃进行聚合；成粒 后，压入戊烷，升温加压，进一步聚合和 浸渍；聚合结束后，经过一系列后处理， 得到
7. 的本体聚合工艺；制备的关键要控制哪段过程, 相转变时 相发生了什么变化？ 在哪个阶段发生相转变？
最适于生产含有乙丙橡胶相 （3）产品的、挠曲模量、
的嵌段共聚产品。
屈服强度都可在较宽范围内
调整。
4.苯乙烯系树脂的种类及其聚合方法。
苯乙烯系树脂
各种嵌段聚合物
聚合机理
自由基聚合 阴离子聚合 配位聚合 阳离子聚合 活性自由基聚合
自由基聚合：、、、、、
• 阳离子聚合：各种嵌段聚合物 • 阴离子聚合：K－、（超）高分子量、、、 • 配位聚合（Z－N催化剂、茂金属催化剂）：、等 • 活性自由基聚合：各种嵌段聚合物
第四章 合成树脂与塑料复习
树脂：通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用 下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的 有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚 合物都称为树脂。
树脂包括天然树脂和合成树脂。天然树脂是指由自然界中动植 物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合 成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反 应而得到的树脂产物。 塑料：是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要 成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成 分，在加工过程中能流动成型的材料。
• • （ ）高压聚乙烯:将乙烯压缩到150~250 的压力下用氧或过氧化物为引 发剂在200℃左右经自由基聚合制得。其密度较低。分子具有长短支链，分 子量一般不超过5w。
• （ ）乙烯－长链烯烃共聚物：一定数量无规分布支链的线性低密度聚乙烯 • • （ ）乙烯－辛烯共聚，弹性体
乙烯气相本体聚合的特点：P97~98
工艺独特的反应器为卧式圆 环管反应器的特点：传热系 柱形压力容器，在轴向设有 数大;单位体积的产率高; 单 搅拌器。反应器带内部挡板 程转化率高; 流速快。因此 及混合叶片，并由固定挡板 可使聚合物淤浆搅拌均匀， 分为若干区域，相当于几个 催化剂体系分布均匀，聚合 串联的全混反应器，这提供 质量均一，而且不容易产生 了一种近似于活塞流型的流 热点，不容易粘壁;反应条 动方式，使反应器内的催化 件较易控制;结构简单，材 剂与丙烯接触更加充分，在 质要求低，可用低温碳钢制 反应器内停留时间趋于相同， 造。 避免了催化剂走短路
催化剂 反应器及其 特点
原料消耗 产品特点
液相本体（H法）
4S
三井油化工艺中，液相反应器为 立式搅拌釜式反应器，气相反应 器为带扩径的流化床反应器。从 液相反应器到气相反应器时，利 用气相反应的反应热使液体丙烯 汽化，减少了能耗。
5. 聚苯乙烯的本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制手段 ？试分析聚苯乙烯本体聚合后期升高温度对产物分子量及其
分布的影响。
主要控制条件79~80 • 单体纯度 • 聚合反应速率 • 粘度和反应热 • 转化率 • 相对分子质量与反应温 度
• 惰性气体保护
优点：转化率接近100%，不必进行脱 挥发份处理。
• • 聚合热大：聚合热95 • • 聚合转化率较低：2030%乙烯循环使用 • • 乙烯高压聚合的转化率低 • • 链转移反应容易发生 • • 以氧为引发剂时，存在压力与氧浓度的临界
值关系
2.高压聚乙烯（）本体聚合工艺主要过程及其生产主要控制 手段, 釜式和管式反应器对聚合物性能的影响？
主要控制手段：（P99） •压力：一般150～200，压力增大密度增大 • 温度：聚合速率、支化度、端乙烯基含 量、物料相态，分子量及其分布 • 引发剂：氧、有机过氧化物 • 链转移剂：丙烷、氢气 • 乙烯纯度：杂质越多相对分子量越低
釜式和管式反应器对聚合物性能的影响 （P103~104）
釜式
管式
3.聚丙烯催化剂经历了几代的发展？每一代催化剂特点及聚 合效果？每次催化剂的重大发展，对聚丙烯聚合工艺过程产
生了何种影响？聚合工艺特点？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
溶液法、溶剂法（淤浆法）、液相本体和气相本体 （P93~96）
• 第一代聚合工艺：淤浆法（溶液聚合），必须分离无规均聚聚丙烯； • • 第二代聚合工艺：(a) (b) ( , ) ；催化剂活性提高 • • 第三代催化剂：氯化镁负载高效催化剂，包括液相、液相－气相、
消耗定额较低
产品的物理性能优异，光泽 （1）产品应用范围很广，
度控制可高可低，可广泛应 可用于挤出、热成型、膜片、
用于注模、胶片、挤压模塑、 铸膜、纤维、吹模、注模。
板材、胶带、纤维和硬质包 （2）产品有防热、防老化、
装等。气相法工艺不存在溶 防静电、高透明、防结块等
剂的溶解或溶胀问题，所以 特点。
消耗定额较低 （1）高效催化剂； （2）均聚产品具有高等 规指数和高刚性，做薄膜 具有优良的光学性能；做 纤维具有好的可成型性 （尺寸稳定性）。此外， 还可以不经热降解而制得 较高的产品 （3）此工艺能够控制嵌 段共聚物中的均聚物和共 聚物的数量组成，共聚物
气相本体（A法）
液相-气相混合（S法）
催化剂
1.常见聚乙烯的主要品种及其合成原理、引发剂/催化剂特点、 分子结构特点及聚合工艺特点。 P97
• ( ）中、低压聚乙烯，中压聚乙烯是用载于氧化硅-氧化铝上的氧化铬为催化 剂，在106~170℃，2~4的压力下使乙烯聚合，低压聚乙烯是用34为催化剂 ，在数个兆帕的低压下使乙烯聚合，都是采用配位聚合生产的聚乙烯密度较 高。为线性结构有少量短支链
缺点：为了提高转化率，聚合最后阶段 温度高达220°C，聚合过程温度变化 大，分子量分布宽。(P80 )
6.聚苯乙烯悬浮聚合的成粒机理及其发泡聚苯乙烯聚合的生 产工艺过程
生产工艺 过程：
二步法：一、将苯乙烯单体先聚合成一 定粒度的聚苯乙烯珠粒，经分级过筛合 格粒径后，二、再重新加水、乳化剂、 发泡剂和其他助剂于反应釜内，加热浸 渍，制得可发性聚苯乙烯珠粒产品。
• 一步法：与相同，仅仅多加发泡剂 • 发泡剂可在聚合初期或中途加入 • 中途加入工艺：在90℃进行聚合；成粒 后，压入戊烷，升温加压，进一步聚合和 浸渍；聚合结束后，经过一系列后处理， 得到
7. 的本体聚合工艺；制备的关键要控制哪段过程, 相转变时 相发生了什么变化？ 在哪个阶段发生相转变？
最适于生产含有乙丙橡胶相 （3）产品的、挠曲模量、
的嵌段共聚产品。
屈服强度都可在较宽范围内
调整。
4.苯乙烯系树脂的种类及其聚合方法。
苯乙烯系树脂
各种嵌段聚合物
聚合机理
自由基聚合 阴离子聚合 配位聚合 阳离子聚合 活性自由基聚合
自由基聚合：、、、、、
• 阳离子聚合：各种嵌段聚合物 • 阴离子聚合：K－、（超）高分子量、、、 • 配位聚合（Z－N催化剂、茂金属催化剂）：、等 • 活性自由基聚合：各种嵌段聚合物
第四章 合成树脂与塑料复习
树脂：通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用 下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的 有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚 合物都称为树脂。
树脂包括天然树脂和合成树脂。天然树脂是指由自然界中动植 物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合 成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反 应而得到的树脂产物。 塑料：是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要 成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成 分，在加工过程中能流动成型的材料。
• • （ ）高压聚乙烯:将乙烯压缩到150~250 的压力下用氧或过氧化物为引 发剂在200℃左右经自由基聚合制得。其密度较低。分子具有长短支链，分 子量一般不超过5w。
• （ ）乙烯－长链烯烃共聚物：一定数量无规分布支链的线性低密度聚乙烯 • • （ ）乙烯－辛烯共聚，弹性体
乙烯气相本体聚合的特点：P97~98
工艺独特的反应器为卧式圆 环管反应器的特点：传热系 柱形压力容器，在轴向设有 数大;单位体积的产率高; 单 搅拌器。反应器带内部挡板 程转化率高; 流速快。因此 及混合叶片，并由固定挡板 可使聚合物淤浆搅拌均匀， 分为若干区域，相当于几个 催化剂体系分布均匀，聚合 串联的全混反应器，这提供 质量均一，而且不容易产生 了一种近似于活塞流型的流 热点，不容易粘壁;反应条 动方式，使反应器内的催化 件较易控制;结构简单，材 剂与丙烯接触更加充分，在 质要求低，可用低温碳钢制 反应器内停留时间趋于相同， 造。 避免了催化剂走短路