高聚物合成工艺学分享资料

煤炭占71% 13.9亿吨
煤炭占71% 16.03亿吨
24.66~32.80亿吨
2002
2003
2020
中国能源生产总量（以标准煤计）
14
第二章 生产单体的原料路线
高聚物单体合成路线的转变
国际趋势：
目前，我国正处在向石油化工路线转变的过程中……
15
第二章 生产单体的原料路线
16
第二章 生产单体的原料路线
纤维素的典型反应
（1）经浓硝酸和浓硫酸处理可制成硝化纤维素。含氮量为 11.5％-13.6％的称为高氮硝化纤维，含氮量为13％的可用作 无烟火药．含氮量为10％-12.5％的称为低氮硝化纤维，含氮 量为11％的硝化纤维用来制作赛璐珞塑料，含氮量为12％的 用作涂料和照相底片。
（2）在浓硫酸存在下纤维素与醋酸和醋酸酐混合液作用可以 制备醋酸纤维素。
2.1 石油化工路线 原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。分为 石蜡基石油，环烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。
杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类
油田 原油 危害：水---浪费燃料
盐----腐蚀设备
处理：脱水 脱盐
4
第二章 生产单体的原料路线
石油分馏产品： 石油气
原油 常压蒸馏
汽油 低沸点 煤油
第二章 生产单体的原料路线
石油经裂解、重整分离可以得到烯烃、丁二烯和芳 烃、苯、甲苯、二甲苯等。它们是重要的 基本有机原料， 而烯烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。 从这些基本有机原料 可以合成各种单体。从而得到各种 合成树脂与合成橡胶。
10
第二章 生产单体的原料路线
CH2=CH2
CH 3 CH =CH 2
第二章 生产单体的原料路线
高分子化合物 的生产过程
制品 高分子合成材料成型加工
高分子合成工业 基本有机合成工业
石油加工
石油开采
1
第二章 生产单体的原料路线
工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类： (1)加聚型高聚物：α-烯烃聚合物；乙烯基聚合物，
二烯烃类聚合物等。 (2)逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯 类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。
2
第二章 生产单体的原料路线
单体的来源： 高分子合成材料广泛应用于各工业部门或作为日
常生活用品。要求原料来源丰富、成本较低。而原 料单体的成本却占很大的比重，所以要求单体的生 产路线要简单，而且经济合理。
当前最重要的原料来源路线有：
1.石油化工路线 2.煤炭路线 3.其他路线
3
第二章 生产单体的原料路线
所有的硝化纤维素都易燃，除用作火药外，已被醋酸纤维素所
代替。
22
第二章 生产单体的原料路线
纤维素的反应
23
作业
1.要得到高纯度的本体聚合产品，为何通常采用高 真空脱除单体？ 2.合成树脂和合成橡胶的聚合物溶液分离方法有何 不同？并解释原因。 3.生产单体的原料路线有几条，试比较它们的优缺 点?
24
C2H4+C2H6
石油有热裂化和催化裂化两种
7
第二章 生产单体的原料路线
热裂解
目的:提高汽油的产量
缺点：温度过高，发生结焦现象
催化裂解
目的:提高汽油的质量和产量
催化剂：硅酸铝，分子筛 （铝硅酸盐）
8
第二章 生产单体的原料路线
石油的催化重整
支链化:提高汽油质量 环化:生产芳烃 催化剂：Pt Re
9
柴油 高沸点 减压蒸馏
沥青 柴油 燃料油 石蜡
润滑油
5
第二章 生产单体的原料路线
6
第二章 生产单体的原料路线
石油裂解：
在一定条件下，把分子量大, 沸点高的烃断裂为分 子量小、沸点低的烃的过程。
如：C16H34
C8H18+C8H16
C8H18
C4H10 + C4H8
C4H10
CH4+C3H6
C4H10
17
第二章 生产单体的原料路线
2.3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。 优点：充分利用自然资源、变废为宝 缺点：只能小量生产某些单体； 原料不充足、成本较高。
18
第二章 生产单体的原料路线
1. 糠醛
糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠 和棉籽壳等农副产品制得。
+ C l 2 +O 2 CH 2Cl CH 2Cl CH2=CHCl
+ CH3COOH+O 2 C wk.baidu.com 2 = C HO O C C H 3
C6H6
AlCl3
H2 CH2=CHC6H5 聚苯乙烯
ABS树脂
O 2 CH2 CH2
O
丁苯橡胶 聚氧化乙烯
CH2 OH
涤纶树脂
CH2 OH
聚乙烯 乙丙橡胶 聚氯乙烯 聚乙酸乙烯酯
聚乙烯醇
维尼纶树脂
11
第二章 生产单体的原料路线
聚丙烯 乙丙橡胶
丙烯
丙烯腈
聚丙烯腈 丁腈橡胶
碳纤维
丙烯酸
聚丙烯酸
聚丙烯酸酯
聚甲基丙烯酸酯
酚醛树脂 环氧树脂
12
第二章 生产单体的原料路线
2.2煤炭原料路线
煤的开采
13
第二章 生产单体的原料路线
煤炭是我国能源的 主要提供者
煤炭占 59.4~63.2%
稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五 碳糖．再经脱水反应生成糠醛。
糠醛和丙酮缩聚可得糠醛-丙酮树脂，糠醛和苯酚缩聚可得 糠醛-苯酚树脂，糠醛和糠醇缩聚可得糠醛-糠醇树脂，糠醛加 氢得糠醇，后者和甲醛缩聚可得糠醇-甲醛树脂。
19
第二章 生产单体的原料路线
糠醛树脂具有优良的耐化学腐蚀性，主要用来制造耐酸涂层和耐 酸腻子等。
20
第二章 生产单体的原料路线
2. 纤维素 [C6(H2O)5]n 植物的主要化学成分是纤维素。棉花纤维的纤维素含量最
高。木材经化学加工脱除胶质和木质素等，得到的纸浆也是较 纯粹的纤维素原料。
一个纤维素大分子中含有三个羟基，其为反应性基团，在 适当的条件下可进行化学转化，形成新的聚合物。
21
第二章 生产单体的原料路线