聚合物制备
聚合物材料的制备和应用
聚合物材料的制备和应用引言聚合物材料是由单体分子经过聚合反应而形成的具有高分子链状结构的化合物,具有独特的物理、化学和力学性能。
聚合物材料广泛应用于制造工业、医疗器械、生物工程、能源和环保等领域。
本文将对聚合物材料的制备和应用进行介绍和分析。
一、聚合物材料的制备1. 选择合适的单体聚合反应的过程中,单体是构建高分子结构的基本组成部分。
在选择单体时需要考虑多种因素,如聚合反应稳定性、单体相互作用力、聚合速率和反应条件等。
2. 聚合反应聚合反应是将单体逐个连接在一起形成高分子链状结构的过程。
聚合反应的类型包括自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等。
3. 聚合物特性的调控聚合反应的过程中可以通过控制反应条件、单体配比和添加某些物质等方法,调节聚合物的物化性质,如分子量分布、链结构、共聚特性和化学反应活性等。
二、聚合物材料的应用1. 工业制造聚合物材料在现代工业制造中已经成为不可或缺的材料。
聚合物材料具有高结构可控性、化学活性和表面可处理性等优点,可以用于制造塑料制品、复合材料、橡胶制品以及高分子涂料等。
2. 医疗器械聚合物材料具有良好的生物相容性,在医疗器械制造领域扮演着重要角色。
聚合物材料可以制造人工器官、生物相容性材料、医疗敷料和药物输送系统等,广泛应用于医疗领域。
3. 生物工程聚合物材料在生物工程领域的应用越来越多。
聚合物材料可以用作DNA测序和合成、细胞培养和仿生材料等,为现代生命科学研究提供了重要的技术支持。
4. 能源和环保聚合物材料在能源和环保领域的应用也越来越广泛。
聚合物材料可以制造锂离子电池、太阳能电池和燃料电池等,为新能源技术的发展提供了重要的支持。
另外,聚合物材料也可以制造过滤器和吸附剂等,对于环境保护和治理也起到了重要作用。
结论聚合物材料的制备和应用已经成为现代化学和材料科学的重要领域。
聚合物材料的制备需要选择合适的单体,进行聚合反应并调节聚合物特性,从而得到满足特定需求的高分子材料。
化工加工中的聚合物制备技术
化工加工中的聚合物制备技术化学合成聚合物是一种重要的工业制造方法,因为这种方法可以生产各种高性能材料,如塑料、橡胶和聚合物涂料。
聚合物是由高分子化合物构成的材料,可以通过化学反应将单体转化为高分子。
聚合物制备技术在使用过程中需要注意几个重要的环节,如化学反应条件、控制分子结构和性能等。
本文将介绍化工加工中的聚合物制备技术,包括聚合物的生产方法、化学反应条件和控制分子结构和性能。
聚合物的生产方法聚合物生产方法可分为溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶剂法。
溶液聚合是将聚合物单体直接溶解在溶剂中进行反应。
溶液聚合不仅适合于大分子量聚合物,而且产率高。
乳液聚合是将聚合单体和表面活性剂混合,形成微小的液滴悬浮在水中反应形成聚合物颗粒。
悬浮聚合是将聚合单体和表面活性剂混合,形成微小的聚合物颗粒悬浮在水中反应形成聚合物颗粒。
溶剂法是将聚合单体溶于溶剂,然后加入引发剂进行反应。
化学反应条件化学反应条件指的是聚合反应需要的温度、时间、引发剂浓度等因素。
聚合反应需要确保反应物在适当的温度下进行,以充分发挥反应的速率和选择性。
引发剂浓度是影响反应速率和产物分子量的重要因素。
此外,引发剂类型、种类和浓度也会影响聚合物的质量和性能。
聚合反应时间是指必须维持引发剂和反应物的反应时间直到反应完成为止。
控制分子结构和性能聚合物的性质和应用与其分子结构有密切关系。
控制分子结构和性能包括聚合物的分子量分布、分子结构和分子取向。
分子量分布是指聚合物的分子链长度和分子量分布的均匀性。
分子结构是指聚合物的化学结构和化学键的类型。
分子取向是指聚合物分子主轴方向的排列方式。
控制分子组织可以通过微调反应条件和引发剂选择进行控制,从而调节聚合物的性能。
结论本文阐述了化工加工中的聚合物制备技术,包括聚合物的生产方法、化学反应条件和控制分子结构和性能。
通过了解聚合物的基本原理和工艺流程,可以更好地控制聚合物的性能和质量,并为制造高性能材料提供更好的能力和工具。
聚合物的聚合方法有哪些种类
聚合物的聚合方法有哪些种类聚合物是由重复单元组成的大分子化合物,是一种具有重要应用价值的材料。
聚合物的制备方法多种多样,常见的聚合方法包括溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、气相聚合和固相聚合等。
下面将介绍这些聚合方法的基本原理和特点。
1. 溶液聚合溶液聚合是将单体溶解在溶剂中,通过添加引发剂引发反应,使单体逐渐聚合成高分子聚合物的方法。
这种方法操作简单,适用于制备高分子溶液或胶体。
2. 悬浮聚合悬浮聚合是在搅拌的情况下将单体悬浮在惰性液体中,引发剂添加后,单体在悬浮液中聚合形成高分子颗粒。
这种方法适用于制备高分子微球等颗粒材料。
3. 乳液聚合乳液聚合是将亲水性单体和疏水性单体分散在水相中,通过表面活性剂稳定形成乳液,然后引发聚合反应。
这种方法适用于制备高分子乳液及胶体颗粒。
4. 气相聚合气相聚合是通过气相反应使单体在气相中聚合成高分子聚合物。
这种方法适用于制备薄膜、聚合物涂层等。
5. 固相聚合固相聚合是将单体固态或溶解于固体载体中,通过热辐射或化学活化,使单体在固相中聚合成高分子聚合物。
这种方法适用于在固体表面制备高分子膜、功能化材料等。
各种聚合方法都有其独特的优点和适用领域,选择合适的聚合方法可以有效控制聚合反应的条件,获得所需的高分子产品。
在实际应用中,不同聚合方法可以相互结合,通过改变反应条件和引发剂选择等手段,实现更精细的高分子结构控制,拓展高分子材料的性能和应用领域。
总的来说,聚合物的聚合方法种类繁多,可以根据具体需要选择合适的方法进行聚合反应,以获得理想的高分子产品。
随着高分子材料领域的不断发展,新型的聚合方法也在不断涌现,为高分子材料的制备和应用带来更多可能性。
聚合物的制备和应用
聚合物的制备和应用聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物,具有高分子量和多种理化性质。
它们在各个领域中广泛应用,包括塑料制品、纺织品、医学材料等。
本文将探讨聚合物的制备方法以及在不同领域中的应用。
一、聚合物的制备方法1. 自由基聚合法自由基聚合法是最常见的聚合物制备方法之一。
在该方法中,单体分子通过自由基化合物引发聚合反应。
这种方法适用于合成树脂、纤维和乳液等。
2. 阳离子聚合法阳离子聚合法利用阳离子引发剂催化单体的聚合反应。
这种方法通常用于合成丙烯酸酯、苯乙烯和乙烯等聚合物。
3. 阴离子聚合法阴离子聚合法利用阴离子引发剂来催化单体的聚合反应。
这种方法适用于合成丁腈、丁二烯和丁苯胶等聚合物。
4. 缩聚聚合法缩聚聚合法通过缩聚反应,将两个或更多的单体结合成一个分子。
这种方法适用于合成脲醛树脂、聚酰亚胺和聚酯等。
二、聚合物的应用1. 塑料制品聚合物在塑料制品中具有广泛的应用。
例如,聚乙烯和聚丙烯是常见的塑料材料,用于制造瓶子、袋子和容器等。
聚氯乙烯是一种优良的耐腐蚀材料,常用于制造水管和电线套管。
聚酯树脂被广泛应用于纺织品、塑料瓶和包装材料等领域。
2. 纺织品聚合物在纺织品行业中有着重要作用。
例如,聚酯纤维具有优异的耐磨损性和耐久性,常用于制造服装和家居用品。
尼龙是一种强度高、柔软度好的合成纤维,常用于制造绳索、丝袜和衣物。
3. 医学材料聚合物在医学领域有广泛的应用。
例如,聚乳酸被用于制造缝线和身体可吸收的医疗缝合线。
聚氨酯被用于制造心脏起搏器和人工关节。
聚丙烯被用于制造医疗设备和器械。
4. 包装材料聚合物在包装行业中被广泛应用。
例如,聚乙烯袋被用于食品和日用品的包装。
聚苯乙烯被用于制造保鲜盒和泡沫塑料包装。
聚酯薄膜被用于制造塑料瓶和礼品包装。
5. 电子材料聚合物在电子行业中具有重要作用。
例如,聚光合物被用于制造电容器和绝缘材料。
硅酮橡胶被用于制造电线和电缆,提供电绝缘和保护功能。
聚酰亚胺被用于制造印制电路板和太阳能电池。
聚合物材料的制备方法及其物性表征及应用
聚合物材料的制备方法及其物性表征及应用随着科技的不断发展,聚合物材料被广泛地应用于各个领域,如医疗、电子、航空、建筑、纺织等。
聚合物材料具有良好的机械性能、物理性能、化学性能和热稳定性,因此受到了广泛的青睐。
本文将介绍聚合物材料的制备方法及其物性表征及应用。
一、聚合物材料的制备方法1.自由基聚合法自由基聚合法是一种简单的制备聚合物材料的方法。
它通过加热单体和引发剂,使引发剂自身分解产生自由基,自由基与单体接触形成链状聚合物。
这种方法简单易行,在工业生产中得到了广泛应用。
2.离子聚合法离子聚合法是一种通过离子反应来制备聚合物材料的方法。
离子聚合法可以根据反应物的不同,分为阴离子聚合和阳离子聚合两种。
离子聚合法制备的聚合物材料具有很高的纯度和分子量分布,因此被广泛应用于医疗、电子、光学等领域。
3.共聚合法共聚合法是一种通过反应两种或两种以上的单体来制备聚合物材料的方法。
共聚合法可以通过调节单体配比、反应温度等条件来控制聚合物的特性,如硬度、强度、分子量、结构等。
共聚合法制备的聚合物材料可用于制备嵌段共聚物、交联聚合物、分散体等。
二、聚合物材料的物性表征方法聚合物材料的物性表征方法有许多种,如热重分析法(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、拉伸实验、动态力学分析(DMA)等。
这些方法可用于表征聚合物材料的热稳定性、热性能、力学性能等。
1.热重分析法(TGA)热重分析法通过加热聚合物材料,测量材料的质量变化率,分析材料的热稳定性。
TGA可以用于分析材料与空气、水等环境介质的反应。
2.差示扫描量热法(DSC)差示扫描量热法通过加热或冷却聚合物材料,测量材料的热容量变化率,分析材料的热性能。
DSC可以用于分析材料的熔融或结晶行为。
3.拉伸实验拉伸实验通过对材料进行单向拉伸,测量材料的强度、韧性、伸长率等力学性能。
拉伸实验可以用于分析材料的拉伸性能,如抗拉强度、断裂伸长率。
4.动态力学分析(DMA)DMA通过对材料进行振动或应变变化,分析材料的动态力学性能,如弹性模量、黏滞阻尼等。
聚合反应与聚合物的制备
聚合反应与聚合物的制备聚合反应是一种将小分子化合物通过化学反应组装成高分子聚合物的过程。
在聚合反应中的关键步骤是单体的聚合,单体是指由简单的分子单元组成的化合物。
通过聚合反应,单体可以逐渐连接在一起形成聚合物链,形成新的化学结构和性质。
一. 聚合反应的分类聚合反应通常分为两种类型:添加聚合和步骤聚合。
1. 添加聚合添加聚合是指将单体逐渐加入到已有的高分子链中。
这种聚合反应通常需要引入引发剂来引发聚合反应。
引发剂能够引发单体的活性,并将其与链上的自由基连接起来,从而实现聚合反应的进行。
添加聚合被广泛应用于制备丙烯酸钠、聚乙烯等聚合物。
2. 步骤聚合步骤聚合是指通过一系列的化学反应逐步合成聚合物。
在步骤聚合中,单体需要先经过化学反应形成一个中间体,在进一步的反应中将该中间体连接在一起形成聚合物链。
步骤聚合常见的例子是聚酯和聚酰胺的制备。
二. 聚合物的制备聚合物制备是指将单体转化为聚合物的过程。
聚合物的制备通常需要考虑以下几个关键因素。
1. 单体选择单体的选择对聚合物的性质和结构有重要影响。
不同的单体可以通过聚合反应形成不同的聚合物,具有不同的化学性质和物理性质。
在选择单体时,需要考虑到预期的聚合物性质,并根据实际需要进行选择。
2. 反应条件聚合反应的反应条件对聚合物的合成起着关键作用。
反应条件包括反应温度、反应时间、添加剂等。
这些条件的选择需要根据具体的聚合体系来决定,以确保聚合反应能够顺利进行并得到合适的聚合物。
3. 聚合反应的控制聚合反应的控制是制备高质量聚合物的关键。
聚合反应的过程中,需要控制单体的添加速率、反应温度等参数,以控制聚合物的分子量、分子量分布等性质。
通过合理的反应控制,可以得到所需的聚合物特性。
4. 后处理在合成聚合物之后,通常需要进行一系列的后处理步骤,以获得所需的聚合物形态和性质。
后处理可以包括溶剂提取、洗涤、干燥等步骤。
这些后处理步骤能够去除残余的单体和引发剂,以及改变聚合物的形态和结构。
聚合物的制备及其应用
聚合物的制备及其应用聚合物是由单体经过聚合反应而成的高分子材料,适用于广泛的化学、医学、食品、能源和电子等领域。
因其化学稳定性、物理性质和可处理能力,聚合物在医疗器械、塑料、纤维、涂料、油墨和粘合剂等应用中占有重要地位。
本文将重点介绍聚合物的制备过程和应用领域。
一、聚合物的制备聚合物的制备过程一般包括以下几个步骤:1. 选择合适的单体单体是聚合物合成的原料,不同单体的选择会对聚合物的性质产生影响。
一般选择具有活性的单体,如丙烯酸甲酯、苯乙烯等。
此外,还需要考虑单体的成本、可获得性和安全性等因素。
2. 四种聚合反应类型聚合反应一般分为四种类型:自由基聚合反应、阴离子聚合反应、阳离子聚合反应和金属催化剂聚合反应。
这些反应类型都会产生长链高分子,但反应条件和反应机理有所不同。
3. 选择适当的引发剂引发剂是聚合反应的起始物,可以分为自由基引发剂、阴离子引发剂和阳离子引发剂。
选择适当的引发剂可以控制反应速率和反应度数。
4. 控制聚合反应条件聚合反应一般在合适的温度、压力和反应介质下进行。
温度和压力的选择会直接影响反应速率,反应介质则会影响反应条件和反应物的相互作用。
二、聚合物的应用1. 医疗器械聚合物被广泛应用于医疗器械和设备中,如人工关节、心脏支架和缝合线等。
这些聚合物需要具有良好的生物相容性、生物降解性和机械强度,以确保其能够安全使用并为病人提供有效的治疗。
2. 塑料聚合物在塑料制品中扮演着重要的角色,如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。
塑料在各个领域广泛应用,如家电、交通、建筑和电子等。
3. 纤维聚合物也被应用于纤维制品中,如化学纤维、合成纤维和天然纤维等。
这些纤维可以用于服装、地毯等领域。
4. 涂料聚合物的应用还扩展到涂料和油漆中。
这些涂料可以产生耐磨、防水、耐气候和保护层等效果,而聚合物也可以增加涂料的附着力和耐久性等性能。
5. 能源和电子聚合物也可以在能源和电子领域应用,如电池、电容器、光伏电池和导电高分子。
聚合物单体的原料路线有哪些
聚合物单体的原料路线有哪些聚合物是一类具有重复结构的高分子化合物,在我们日常生活中扮演着重要的角色,从塑料制品到纤维素纤维再到橡胶制品,聚合物都广泛存在并发挥着重要功能。
而聚合物的制备通常以聚合物单体为原料,聚合物单体的选择和合成路线对最终聚合物的性质和用途起着至关重要的作用。
1. 烯烃类单体烯烃类单体是一种常见的原料路线,包括乙烯、丙烯等。
乙烯是一种简单的烯烃,可以通过石油裂解或天然气制取得到。
乙烯单体可以通过聚合反应制备聚乙烯,这是一种广泛应用的塑料原料。
类似地,丙烯也可以由石油裂解或从丙烷中制备而来,进而制备聚丙烯等聚合物。
2. 醇类单体醇类单体是另一种重要的原料路线,常见的有乙二醇、丙二醇等。
乙二醇是一种常用的醇类单体,可以通过从乙烯氧化制备而来。
乙二醇可以被用来合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯类聚合物,被广泛应用于塑料饮料瓶等产品中。
3. 酚类单体酚类单体也是聚合物制备中的重要原料之一,常见的有酚醛树脂的原料间苯二酚和甲醛。
这两种单体可以通过合成反应生成酚醛树脂,广泛用于各类胶黏剂和涂料中。
4. 酯类单体酯类单体是一类常见的聚合物原料,如乙酸乙烯酯(VAC)等。
乙酸乙烯酯可以通过乙烯和乙酸通过酯化反应合成而得,用于制备聚乙烯醋类等树脂,被广泛应用于涂料、胶黏剂等领域。
5. 酮类单体酮类单体也是一类常用的聚合物原料,如甲基双酚A等。
甲基双酚A是一种常用的酮类单体,可以通过苯酚和丙酮经过缩合反应制备而得,被应用于制备聚碳酸酯等聚合物。
总的来说,聚合物单体的原料路线多种多样,选择适合的单体原料和制备路线可以为聚合物的性能和用途提供良好的基础。
不同的单体组合和反应条件会导致不同种类的聚合物,满足着不同领域的需求,促进着聚合物在各行业的广泛应用。
聚合物材料的制备方法和应用领域
聚合物材料的制备方法和应用领域随着技术的不断进步和人们对材料性能的不断需求,聚合物材料的应用范围也越来越广泛。
除了在传统领域如塑料、橡胶、纤维等方面得到广泛应用外,聚合物材料也在新兴领域中发挥着越来越重要的作用。
因此,研究并掌握聚合物材料的制备方法和应用领域对于提高材料的性能和应用效果具有重要的意义。
一、聚合物材料的制备方法1. 自由基聚合法自由基聚合法是聚合物材料制备的一种重要方法,主要是通过自由基引发剂将单体分子进行聚合反应。
这种方法制备的聚合物具有分子量较高、相对分子质量分布较宽和较强的组装能力等优点。
2. 离子聚合法离子聚合法是通过化学反应引发离子发生聚合反应制备聚合物的方法。
与自由基聚合法相比,这种方法可以有选择地合成不同的聚合物,其中尤以十八烷基三甲基溴化铵(CTAB)凝胶离子聚合法为经典方法。
3. 溶剂包覆法溶剂包覆法是一种聚合物材料制备的新的方法,与传统制备方法不同的是,在溶液中添加一种聚合物包覆溶剂,从而获得所需的聚合物颗粒。
这种方法能够制备出颗粒分布均匀、排列有序的聚合物颗粒,且制备过程操作简单、易控制。
4. 反相微乳法反相微乳法是一种聚合物微粒制备的方法,通过油水两相之间形成微乳液滴,从而获得所需的聚合物粒子。
该方法制备的聚合物颗粒尺寸均匀,分布范围窄,且可以在不同的胶束结构中得到不同的聚合物形态。
二、聚合物材料的应用领域1. 化学加工聚合物材料在化学加工领域中的应用非常广泛,可作为胶粘剂、密封剂、涂料以及工业粘合剂等方面。
2. 医疗器械聚合物材料在医疗器械领域中的应用也非常广泛,包括心脏支架、诊断试纸、药物缓释器和人工晶体等。
3. 新型半导体材料聚合物材料具有良好的电学性能和热稳定性能,因此被广泛应用于新型半导体材料的领域,如有机显示器件和光电迁移材料。
4. 环保材料聚合物材料还可以被用于制备环保材料,例如环保塑料、纺织品和废弃物处理等。
综上所述,聚合物材料在制备方法和应用领域都具有广泛的选择空间和应用基础,这些发展趋势将为未来的聚合物材料领域提供更广阔、更具前沿性的发展机遇。
聚合物材料的制备及应用发展
聚合物材料的制备及应用发展随着工业化和现代科技的不断发展,人类对于材料的需求越来越高。
特别是在化工、制造业和高科技领域,对于材料的要求更是苛刻。
在这些领域中,聚合物材料逐渐成为了舞台上的主角。
本文将从聚合物材料的制备和应用两方面进行探讨,带您了解聚合物材料的发展历程和前景。
一、聚合物材料的制备聚合物是由具有相同或不同的单体通过聚合反应产生的大分子化合物。
根据不同的单体类型,聚合物可分为合成聚合物和天然聚合物两种。
其中,合成聚合物包括聚烯烃、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚甲醛、聚异氰酸酯等种类;天然聚合物主要包括淀粉、纤维素、天然橡胶等种类。
对于聚合物材料的制备,常见的方法有以下几种:1. 溶液聚合法在溶液中加入单体,再加入聚合引发剂,达到聚合物材料的制备目的。
与其他方法相比,方法简单、操作容易、成本低。
2. 高分子乳液法这种方法是通过乳化单体,再加上适量的聚合引发剂和助剂,经过乳液聚合得到高分子材料。
具有成本低、多功能等优点。
3. 溶液共聚法指将两种或两种以上的单体以溶液的形式混合,并加入聚合引发剂,使单体在一起共同聚合,制备出最终的聚合物材料。
4. 电化学合成法通过电化学作用来促进聚合物材料的制备过程。
与其他方法相比,此法具有成本低、反应速度快、产物纯度高等优点。
聚合物材料的制备方法有很多,每种方法都有其自身的优点和适用范围。
选择合适的制备方式,对于不同领域的应用来说都是至关重要的。
二、聚合物材料的应用发展聚合物材料是一类非常重要的高分子材料,广泛应用于医药、建筑、电子、能源、环保等领域。
其中,聚合物的应用前景非常广阔。
1. 医药领域聚合物材料在医药领域中的应用非常广泛。
例如聚酰胺、聚乙烯醇、聚氨酯、聚乳酸等材料的应用,可以用于人工器官、缝合线、输液管和药片包装等方面。
同时,一些特殊聚合物材料如聚氧化乙烯、胆固醇等还可以用于制备生物标记和分子探针。
2. 建筑领域聚合物材料在建筑领域的应用也非常广泛。
例如聚氨酯、聚苯乙烯、聚氨酯弹性体等作为隔热材料使用;聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯等作为建筑用材料广泛使用。
北京化工大学2022-2022聚合物制备工程
北京化工大学2022-2022聚合物制备工程一、1、一般而言聚合物生产过程由:单体精制与准备、催化剂体系精制与准备、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程组成2、ABS采用乳液接枝掺混法生产,其三个关键工艺是:大粒径丁二烯胶乳(SAN)制备、SAN接枝共聚、SAN制备3、釜式反应器除热方式包括:夹套冷却、夹套附加内冷管、内冷管、反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷4、间歇反应器的设计方程:tCA0单级理想混合反应器设计方程:某A0某Afd某d某AA,平推流反应器设计方程:CA0,0rArACA0CACA0某ArArA5、逐步聚合常用实施方法包括熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚,连锁聚合常用的聚合实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合6、尼龙66生产控制反应物等摩尔比是通过制备生成己二酸乙二胺盐(66盐),PET生产通过制备对苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物来实现7、石油化工上,三烯:乙烯丙烯丁二烯,三苯:甲苯苯二甲苯8、乳酸聚合中可能的成粒机理包括:胶束、单体液滴、低聚物,其中胶束是主要成粒机理9、聚合物工业三大合成材料:合成树脂、合成橡胶、合成纤维10、聚氯乙烯工业生产通过温度控制聚合物分子量,乳液丁苯工业生产通过硫醇调节聚合物分子量,聚烯烃工业生产通过氢气调节聚合物分子量二、1、写出一下缩写的聚合物的中文名称,指出聚合机理和工业实施方法PA6、EVA、ACR、ABS、PVAPA6:尼龙6,开环聚合,熔融聚合EVA:乙烯醋酸乙烯共聚物,自由基聚合,溶液聚合或本体聚合ACR:丙烯酸酯橡胶,自由基聚合,乳液聚合ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物,自由基聚合,本体和乳液聚合PVA:聚乙烯醇,自由基聚合,溶液聚合2、简述停留时间分布函数(F(t))与停留时间密度函数(E(t))的测试方法,以及两者之间的关系答:阶跃示踪法测F(t):在待测定系统稳定后,将原来反应器中流动的流体切换为另一种在某些性质上与原来流体有所不同、而对流体流动没有影响的另一种含示踪剂的流体脉冲示踪法测E(t):在待测定系统稳定后,在入口瞬间加入少量示踪剂Q,此时r=0,,同时开始测定出口流体示踪物的含量C(t),由于示踪物不影响流体流动,加入时间为瞬间,故示踪物在系统中的流动形态可以代表整个系统的流动形态F(t)和E(t)之间的关系:F(t)E(t)dt0t3、以PET为例,说明如何提高线型缩聚物的分子量答:(1)确保缩合单体的等摩尔比,对于PET而言制备对苯二甲酸乙二醇酯及其低聚物,反应后期脱除多余的乙二醇,确保等摩尔比(2)聚合后期需要高温度、高真空度,配合表面更新型搅拌装置,加速小分子扩散,提升分子量(3)预聚物可以经过固相聚合,进一步提高分子量4、举例说明采用连锁聚合制备合成橡胶,在工业上主要采用的实施方法有哪些答:溶液聚合:顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、SBS、SSBR乳液聚合:ESBR、CR、ACR只有少量乙丙橡胶采用气相本体聚合制备三、1、反应条件相同,且最终转化率相同的情况下,单级理想混合反应器(Va)、四级串联理想混合反应器(Vb)、二级串联理想混合反应器(Vc)、平推流反应器(Vd)反应器体积由大到小排列顺序:Va>Vc>Vb>Vd2、硬质PVC可用悬浮聚合、本体聚合来制备,PVC糊树脂采用乳液聚合3、通用聚苯乙烯本体聚合、悬浮聚合制备、发泡聚苯乙烯主要采用悬浮聚合制备4、PET熔融缩聚主要生产工艺包括:酯交换法、酯交换法、环氧乙烷加成法5、使用了离子型和非离子型发乳化剂配方的乳液聚合体系,其聚合温度应低于浊点高于三相点6、采用活性阴离子聚合制备聚苯乙烯,其他条件相同,以单级连续釜式反应器制备的聚苯乙烯的分子量分部记PDI-1,以连续管式反应器制备的...记为PDI-2,二级串联釜式反应器的记为PDI-3,三者关系:PDI-1>3>27、氯乙烯悬浮聚合按照粉状成粒机理成粒,甲基丙烯酸甲酯乳液聚合按照胶束成粒机理8、用于LDPE生产的催化剂(引发剂)是有机过氧化物,用于HDPE生产的催化剂(引发剂)是后过渡金属催化剂、茂金属催化剂、齐格勒纳塔催化剂9、在乳液聚合反应时可采用加入电解质、增加水油比、提高引发剂浓度、增加乳化剂浓度来降低产品乳胶粒的粒径10、乳液丁苯采用连续聚合工艺,丙烯酸酯乳液聚合采用半连续聚合工艺,氯乙烯乳液聚合采用种子聚合工艺11、工业生产PET聚合实施方法是固相聚合、酯交换法,聚合工艺包括:直接酯化法、酯交换法12、溶剂在自由基溶液聚合中可以起到链转移剂、传热介质的作用13、在生产过程中依靠搅拌推动聚合体系发生相反转的聚合物是本体法ABS、HIPS14、玻璃化效应不会发生在溶液聚合、本体聚合四、1、用流程图和文字描述LDPE气相聚合生产工艺,简述管式和釜式反应器生产LDPE的特点和产生差异的原因答:二次一次连续气相高压分低压分乙烯压缩压缩聚合离器离器引发剂挤出造粒聚乙烯粒状树脂流程描述:高压聚乙烯流程分为五个部分:乙烯压缩、引发剂配制和注入、聚合、聚合物与未反应的乙烯分离、挤出和后续处理。
聚合物微球制备方法
聚合物微球制备方法
1. 乳液聚合法:聚合物微球制备的一种常用方法是通过乳液聚合法。
该方法通过将单体和表面活性剂、保护剂、添加剂等物质混合,并在其上分散水相,形成混合液,然后通过加热使反应体系中形成的自由基引发聚合反应,在乳液中生成聚合物微球。
2. 溶剂挥发法:该方法是将聚合物的溶液均匀涂布于平板或者内表面光滑的容器上,在容器内部预先设置恒温恒湿环境,并在适当的条件下,使溶剂挥发,聚合物微球会随着溶剂挥发生成自由状态下的聚合物微球。
3. 相转移聚合法:是将缩合单体和聚合单体通过相转移剂催化转移,进入水相中进行聚合反应,最终生成聚合物微球。
该方法通常具有较窄的分子量分布、良好的球形形貌,且制备的聚合物微球成本相对较低。
4. 化学反应法:该方法是通过化学反应发生聚合反应,生成聚合物微球。
该方法可实现对聚合反应过程的精确控制,从而实现对聚合物微球的大小、形貌、组成甚至内部结构的控制。
聚合物制品的制备工艺
聚合物制品的制备工艺
聚合物制品的制备工艺可以分为以下几个步骤:
1. 原料准备:根据制备目标选择适当的聚合物原料,如聚乙烯、聚丙烯等。
然后通过预处理工艺,如粉碎、筛分等,将原料处理成适合制备的形态。
2. 聚合反应:根据聚合物的化学结构和反应机理,选择适当的聚合反应方法。
常用的聚合反应方法包括溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等。
在聚合反应中,通常需要添加引发剂、催化剂等辅助剂,来促进聚合反应的进行。
3. 塑化加工:将聚合物产物经过塑化加工,使其变得柔软可塑,并得到所需的形状和尺寸。
常见的塑化加工方法包括挤出、压缩成型、注塑、吹塑等。
4. 后处理:对塑化加工后的聚合物制品进行一些后处理工艺,如冷却、模具清理、表面处理等。
这些后处理工艺可以使聚合物制品具有更好的质量和性能。
5. 检验与包装:对制备好的聚合物制品进行质量检验,确保其符合规定的标准。
然后进行包装,以方便储存和运输。
需要注意的是,不同类型的聚合物制品具有不同的制备工艺,具体的制备工艺会根据制品的用途、性能要求和制备设备的不同而有所差异。
以上只是一个一般的
制备工艺流程,具体的工艺细节还需要根据具体的制品进行调整。
制备超高分子量聚合物及其应用研究
制备超高分子量聚合物及其应用研究超高分子量聚合物是指分子量在100万以上的聚合物材料,具有极好的物理性质和化学稳定性能。
由于其高强度、高韧性和高耐磨性,被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、医疗等领域。
在这篇文章中,我们将着眼于制备超高分子量聚合物及其应用的研究。
一、超高分子量聚合物的制备方法一般来说,制备超高分子量聚合物有两种方法:自由基聚合和阴离子聚合。
自由基聚合法是采用自由基引发剂引起单体与自由基发生加成反应,从而生成高分子材料。
该方法在工业和实验室中得到广泛应用。
而阴离子聚合法则是通过阴离子引发剂引起单体与阴离子发生加成反应,产生高分子材料。
此方法可以制备具有高度均一性的高分子材料。
二、超高分子量聚合物的应用领域1. 航空航天领域超高分子量聚合物在航空航天领域有着举足轻重的地位。
因为其高强度、高韧性和高耐磨性,在制造飞机、火箭、卫星等方面都有广泛的应用。
例如,高性能复合材料中常常含有超高分子量聚合物,既可提高其抗拉强度和抗撞击强度,也可有效增强其耐化学侵蚀性。
2. 汽车领域超高分子量聚合物也被广泛应用于汽车制造。
其高强度和高韧性能使其成为了汽车制造中不可或缺的材料。
例如,超高分子量聚合物制成的薄膜,可以用于车身防护膜、紧固件、密封件、制动系统等方面。
3. 医疗领域超高分子量聚合物在医疗领域也有着重要的应用。
因为其高度生物完容性和抗氧化性能,超高分子量聚合物可以用于制备人工骨骼、支架、软骨组织等医疗器械。
此外,超高分子量聚合物还可用于制备高效、低毒、低血栓的人工心脏瓣膜,以及用于医疗助剂、药物缓释等方面。
三、超高分子量聚合物的未来发展随着科技的不断进步,超高分子量聚合物的制备方法和应用领域也在不断发展。
在制备方法方面,绿色和环保的制备方法将逐步成为主流,如催化剂自组装法、反硝化法等。
在应用领域方面,人工智能、机器人等领域的发展将带来更多的机会和挑战。
未来,超高分子量聚合物的研究还有很多的发展空间和社会价值。
化学聚合反应与聚合物制备
化学聚合反应与聚合物制备化学聚合反应是一种通过将单体分子连接在一起形成高分子链的方法,聚合反应的产物被称为聚合物。
聚合物是由重复单元组成的大分子,具有各种各样的性质和应用。
在本文中,我们将探讨化学聚合反应的原理、类型以及聚合物的制备方法。
一、化学聚合反应的原理化学聚合反应是通过共价键的形成将单体化合物连接成长链状的聚合物。
在聚合反应中,单体分子的反应活性部分(通常是双键或官能团)发生聚合,使得聚合物的分子量逐渐增大。
化学聚合反应可以分为两种类型:加聚和缩聚。
加聚是指通过在单体分子中添加微量物质(引发剂)使其单体发生反应,并逐渐形成长链状的聚合物。
而缩聚是指通过两个或更多的单体分子之间的化学反应,生成一个带有一个或多个小分子副产物的大分子。
二、聚合反应的类型根据反应机理和产物特点,聚合反应可分为链聚和步聚两种类型。
1. 链聚链聚是通过一个引发剂或自由基引发剂引发单体的聚合反应。
其中,自由基聚合是最常见的链聚反应类型之一。
在自由基聚合反应中,引发剂产生自由基,促使单体发生聚合反应并形成长链状聚合物。
2. 步聚步聚是由于官能团之间的缩合反应而产生的。
步聚中的反应通常需要在较低的温度下进行,并且需要控制反应物的比例以保持分子量的增长。
三、聚合物制备方法聚合物的制备方法取决于所使用的单体和聚合方法。
常见的聚合物制备方法包括:1. 自由基聚合自由基聚合是一种常用的聚合物制备方法。
在这种方法中,引发剂产生自由基,促使单体发生自由基聚合反应,并形成长链状聚合物。
常见的自由基聚合反应包括自由基聚合聚合物化学和自由基聚合聚合物化学。
这些方法具有简单、高效的特点,广泛应用于工业生产中。
2. 阳离子聚合阳离子聚合是一种通过阳离子引发剂引发的聚合反应。
此方法适用于具有活性位置的单体,如烯烃类和环氧化合物。
阳离子聚合方法可用于制备防腐剂、粘合剂等。
3. 阴离子聚合阴离子聚合是通过阴离子引发剂引发的聚合反应。
此方法适用于具有阴离子功能基团的单体,如乙烯基聚合物和苯乙烯聚合物。
聚合物材料的制备与性能分析
聚合物材料的制备与性能分析聚合物材料是一类广泛应用于各种领域的材料。
它具有卓越的物理性质和化学稳定性,广泛应用于包装材料、电子器件、建筑材料等领域。
本文将探讨聚合物材料的制备和性能分析。
一、聚合物材料的制备聚合物材料的制备包括合成、熔融加工及成型等三个方面。
1. 合成合成方法有自由基聚合、离子聚合、金属催化聚合、阴离子聚合、开环聚合、环氧树脂聚合等多种方法。
以自由基聚合为例,其步骤如下:首先,选择适当的单体,如乙烯、丙烯等;其次,制备引发剂;然后,在特定环境条件下引发聚合反应;最后,通过分离、纯化、干燥等步骤,制备聚合物材料。
2. 熔融加工熔融加工是将高分子材料通过熔融的状态加工成所需的成型品,包括挤出、注塑、吹塑、压延等方法。
以挤出为例,其步骤如下:首先,将高分子材料加入挤出机的供料区;然后,在加热器的作用下,将其熔化;接着,通过螺杆和模具的作用,将熔融物挤出成所需形状;最后,经过冷却和切割等步骤,得到成品。
3. 成型成型是将高分子材料制成所需形状或结构的过程,例如印刷、吹膜、复合等方法。
以吹膜为例,其步骤如下:首先,将高分子材料经过挤出成薄膜状;然后,将薄膜通过吹膜机进行工艺处理,以达到吹膜的要求。
二、聚合物材料的性能分析聚合物材料具有多种性能,包括力学性能、热学性能、光学性能、电学性能等。
下面以力学性能和热学性能为例进行分析。
1. 力学性能力学性能是衡量材料抵抗外力的能力,包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等指标。
塑料制品的力学性能是制品质量的重要指标之一。
理论上,增加高分子链的长度可以增强高分子的强度,但是如果过长则会影响其加工性,因此选用适当长度的高分子链是综合考虑后的良好选择。
2. 热学性能热学性能是指材料在承受温度变化时的性能特征,包括热膨胀系数、热导率、熔融温度等指标。
对于聚合物材料来说,由于分子链之间的分子作用力较小,热膨胀系数较大。
因此,聚合物材料在制备和应用中需要注意温度条件,以避免因热膨胀系数的影响而对成品性能产生不良影响。
聚合物制品制备工艺的特点
聚合物制品制备工艺的特点
聚合物制品制备工艺的特点主要包括以下几个方面:
1. 高度可塑性:聚合物具有良好的可塑性和可变形性,可以通过不同的加工方法,如挤出、注塑、吹塑等,将其塑造成各种形状和尺寸的制品。
2. 能耗低:与传统材料制备工艺相比,聚合物制备工艺具有能耗低的特点。
在制造过程中,聚合物通常以粉末、颗粒、液体等形式存在,不需要经过高温处理或高压成型,从而大大降低了能耗。
3. 生产效率高:聚合物制备工艺通常采用批量生产的方式,可以快速、高效地制造大量相同或类似的制品。
此外,聚合物材料的可塑性和可变形性使得其工艺过程更加简单和方便,提高了生产效率。
4. 良好的品质稳定性:聚合物制品的质量稳定性较高,制备工艺相对简单,容易控制,产品的性能和品质相对稳定,具有较好的一致性。
5. 环保性:聚合物制备工艺相对传统材料制备工艺而言,产生的排放物和废料较少,并且可以通过回收再利用等手段进行资源的合理利用,减少对环境的污染和浪费。
总体而言,聚合物制品制备工艺具有高度可塑性、能耗低、生产效率高、良好的
品质稳定性和环保性等特点,适用于各种规模的生产,广泛应用于日常生活、工业生产等领域。
聚合物材料的制备与性能分析
聚合物材料的制备与性能分析一、引言聚合物材料是指将单体通过聚合反应,经过化学反应制备而成的大分子化合物。
它具有优良的物理力学性能和化学性能,并且便于加工和成型,成为了各个领域的重要材料。
本文将介绍聚合物材料的制备方法和性能分析。
二、聚合物材料的制备方法聚合物材料的制备方法一般分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、离子性聚合、环氧树脂聚合等多种方法。
下面分别介绍自由基聚合和环氧树脂聚合两种常见的聚合方法。
1.自由基聚合自由基聚合是最常见的聚合方法之一。
其步骤为:单体加入引发剂,通过引发剂产生的自由基引发单体之间的化学反应,生成聚合物。
自由基聚合通常需要在溶液中进行,反应过程中需要小心控制反应参数,如温度、氧气含量、引发剂和单体的比例等。
其中,保持反应温度恒定以及选择适当的引发剂和单体比例非常重要。
2.环氧树脂聚合环氧树脂是一种与环氧基团相关的高分子化合物。
环氧树脂聚合常常需要与交联剂一起使用,通过环氧基团和交联剂发生反应,形成一种互相连接的网络结构。
环氧树脂聚合需要在较高温度下进行,并且必须严格控制反应条件,以避免过度或不足的交联。
三、聚合物材料的性能分析聚合物材料广泛应用于各种领域,例如塑料、涂料、胶粘剂等。
同时,聚合物材料的性能也非常重要,例如密度、硬度、强度、热稳定性等。
下面分别介绍聚合物材料的基本性质和热稳定性。
1.基本性质聚合物材料的密度、硬度和强度等基本性质决定了它们的用途。
聚合物材料的密度通常比同等体积的金属或陶瓷要轻,因此聚合物材料被广泛应用于制造轻量化产品。
而聚合物材料的硬度和强度则取决于其与环境中其他分子的相互作用。
一般来说,聚合物材料的硬度和强度越高,则其使用寿命也越长。
2.热稳定性聚合物材料的热稳定性是指其抗高温性和耐火性。
在高温环境下,聚合物分子会发生聚合物链断裂和链交联等化学反应,导致聚合物材料的结构和性能发生改变。
因此,提高聚合物材料的热稳定性非常重要。
常用的提高热稳定性的方法包括添加防火剂和使用更耐高温的单体或结构优化的方法。
聚合物材料的制备与应用
聚合物材料的制备与应用近年来,随着科技的迅猛发展,聚合物材料的制备与应用已经成为材料科学领域的热门话题。
聚合物材料具有优异的物理性质和化学稳定性,广泛应用于汽车制造、电子设备、医疗器械等领域,为社会带来了巨大的经济效益和社会效益。
一、聚合物材料的制备方法聚合物材料的制备方法多种多样,可以通过聚合反应、自组装和模板法来制备。
其中,聚合反应是最常用的方法之一。
聚合反应是指通过化学反应将单体分子连接成聚合物链的过程。
常见的聚合反应有自由基聚合、阳离子聚合和离子聚合等。
自组装是一种比较新颖的制备方法,通过调节溶液中聚合物分子的浓度和pH 值,利用聚合物之间的相互作用力使聚合物自发组装成有序的结构。
自组装制备的聚合物材料具有良好的形貌控制能力和抗应力开裂性能,逐渐在纳米材料领域得到应用。
模板法是一种将模板介体和单体混合反应制备聚合物材料的方法。
通过选择不同的模板介体,可以获得不同形貌和尺寸的聚合物材料。
模板法制备的聚合物材料在催化反应、吸附分离等领域具有广阔的应用前景。
二、聚合物材料的应用领域1. 汽车制造聚合物材料在汽车制造中被广泛应用。
聚合物材料具有轻质、高强度和抗腐蚀等特点,可以替代传统的金属材料,降低汽车自身的重量,提高汽车的燃油经济性。
另外,聚合物材料还可以用于制造汽车内饰和外观件,提升汽车的舒适性和安全性。
2. 电子设备随着电子设备的发展,对材料要求也越来越高。
聚合物材料因其可调性和可定制性而成为电子器件的理想选择。
例如,聚合物薄膜可以用于柔性显示屏的制备,聚合物材料还可以用于电子封装材料和导电材料的制备。
3. 医疗器械聚合物材料在医疗器械领域具有广泛的应用。
例如,聚乙烯醇、聚氨酯等聚合物材料可以用于制备人工关节和骨科材料,聚合物支架可以用于血管疾病的治疗。
聚合物材料具有生物相容性、可降解性等优势,可以提高医疗器械的治疗效果和安全性。
三、聚合物材料的未来发展趋势聚合物材料的研究与应用在不断推动着材料科学的进步。
聚合物材料的制备及其在现代工业中的应用
聚合物材料的制备及其在现代工业中的应用聚合物材料是一种非常重要的功能性材料,因其独特的化学结构和特性,不仅应用广泛,而且在未来的发展前景上也具有广泛的应用前景。
本文将着重探讨聚合物材料的制备方法及其在现代工业中的应用,旨在为读者介绍聚合物材料的相关基础知识,以应对当今与未来复杂的技术应用。
一、聚合物材料的概述聚合物材料是指由单体分子不断重复结合而成的大分子化合物,是一种由材料科学、化学、物理等交叉学科构成的领域。
聚合物材料可以通过化学反应来制备,也可以通过物理方法来制备。
聚合物材料具有较高的化学稳定性、热稳定性、耐磨损性、耐氧化性等特点,广泛应用于纺织、电子、汽车、医疗、建筑等领域,已经成为现代工业中不可替代的重要材料。
二、聚合物材料的制备方法1、聚合反应法聚合反应法是聚合物材料制备的最常用方法之一。
采用化学反应的方法,在一定的条件下使得单体分子发生逐渐重复的结构反应,并形成长链分子。
其中,单体分子可以是不同结构的单体分子,也可以是纯度较高的单一结构单体分子。
聚合反应法可以通过开环聚合、开环防止、有机合成等多种方式进行。
这种方法常见的例子是合成单体聚合物材料和共聚物材料,因此它也是制备高分子材料的关键方法。
2、物理合成法物理合成法是指通过物理方法来制备聚合物材料的方法,不需要化学反应,包括电化学合成、热压合成、电子束辐射合成等。
这种方法的缺点是影响聚合物材料的化学稳定性和强度,但在一些特殊领域,如电光和光物理,物理合成法常用于制备聚合物材料。
3、生物合成法生物合成法是指利用生物体内的酶或微生物等方法来制备聚合物材料。
这种方法不需要高温高压,能够快速、低性能和低成本生产聚合物材料。
在一些特殊领域,如医疗和旋转磁盘调制等,生物合成法经常用于制备聚合物材料。
三、聚合物材料在现代工业中的应用1、塑料制品塑料制品是聚合物材料的重要应用领域之一,广泛应用于建筑、家居、电子等领域。
特别是一些行动不便的人,轻便的塑料制品的出现对他们的日常生活起到了极大的便利。
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6.2 聚酯(polyester)
聚酯分类
• 按照聚酯组成分类:脂肪族、半芳香族、芳香族、脂环族 • 按照组成分布:均聚聚酯、共聚聚酯 • 按照用途:纤维、瓶用、工程塑料等 • 按照生物降解性能:生物降解聚酯,例如聚羟基脂肪酸酸
酯(PHB),聚丁二酸丁二醇酯(PBS) • 按照来源分类:石油资源,例如PET等;天然资源:
高聚物
聚酰胺-6或-66 聚酯
聚丙烯腈
相对分子质量 16000-22000 16000-20000 50000-80000
高聚物 聚乙烯醇 全同聚丙烯
相对分子质量 60000-80000 180000-300000
成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力 高聚物的物理-力学性能与次价力 有密切关系。分子间次价力越大,纤维的强度越高,次价力大于20.92kJ/mol 的 高聚物适宜作纤维材料。
30000~40000
主要用途 抗起球纤维
薄膜 短纤维、半强化膜
长纤维 瓶用(不充气) 瓶用(充气) 瓶用(充气)、塑
料、帘子线
工程塑料
瓶用PET的合成
• 固相缩聚:分子量要求2.6~3.6万,特性粘 度在0.7~0.9
• 乙醛含量低 • 共聚聚酯
Bepex公司的固相缩聚工艺流程简图
6.3聚酰胺(polyamide, nylon)
尼龙6聚合影响因素
• 原料纯度 • 引发剂(或活化剂):水、醇或66盐、氨
基酸 • 聚合温度与聚合时间 • 分子量稳定剂:二元羧酸,己二酸 • 单体及低聚物含量:水洗
尼龙66-连续聚合工艺
尼龙66聚合影响因素与控制条件
• 单体等摩尔比:成盐 • 反应的可逆平衡特性及温度、压力的控制 • 分子量稳定剂:醋酸、己二酸、己内酰胺 • 热稳定性 • 低分子量物质含量:含量<1%
CH3
CH3
para-xylene
CH3 分子 筛催化 剂
CH3 氧化
CH3 CH3
CH3
HO
OH
O CH3
O
加氢
HO
COOH
纯化
O
PX
OH O
COOH
CHO
酯交换法-BHET
• DMT合成
硫酸催化法、无酸连续法、氧化酯化法
• DMT酯交换合成BHET 酯交换平衡 EG/DMT>2---BHET为主,少量环状化合
n H2N (
Nylon 66
+ CH2
)
6
NH2
O
O
n HO
C
(
CH2
)
4
C
OH
O
O
[n
OC
(
CH2
)
4
C
O
+
H3N
(
+
CH2
)
6
NH3
]
Nylon 11
OH
O
H3C
(
CH2
)
5
CH
CH2 CH
CH
( CH2 ) 7 C
OMe
Methyl ricinoleate
O
O
C6H13 C H
+
heptaldehyde
H2C CH ( CH2 ) 8 C OMe methyl undecylenate
OH2
O H2C CH ( CH2 ) 8 C OH
HBr peroxide
O Br CH2 ( CH2 ) 9 C OMe
NH3
+
H3N (
O
polycondensation
CH2
)
10
C
O
215C
尼龙6连续聚合工艺
2018~2019年度 2nd semester
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
“聚合物制备工程”
第6章 合成纤维
北京化工大学
本章内容提要
6.1概论 6.2聚酯 6.3聚酰胺 6.4聚丙烯腈 6.5聚氨酯 6.5聚乙烯醇 6.7高性能纤维
重点掌握
聚合机理 实施方法 聚合工艺 工艺条件 工艺流程
自学与展示内容
6.1概论
纤维是指柔韧、纤细,具有相当长度、强度、弹性和吸湿性的丝状物。大多 数是不溶于水的有机高分子化合物,少数是无机物。
物
O HO C
酯交换法
O
C OH + HO CH3
O H3C O C
O
+ C O CH3 2 HO CH2 CH2 OH
O HO CH2 CH2 O C
O C O CH2 CH2 OH
O HO CH2 CH2 O C
O C O CH2 CH2 O n H
First stage: 150~210C, bis(2-hydroxyethyl) terephthalate, and a small amount of an oligomer are formed, and methanol is removed.
PET合成路线
乙 乙二 二醇 醇 ((EEGG))
对 对苯 苯二 二甲 甲酸 酸( (TTPPAA) )
直 直接 接法 法
间 间接 接法 法((酯 酯交 交换 换法 法))
直 直接 接酯 酯化 化
甲 甲酯 酯化 化
粗 粗DDMMTT
回 回收 收 对 对苯 苯二 二甲 甲酸 酸乙 乙二 二酯 酯
精 精制 制 精 精制 制DDMMTT
聚 聚合 合 聚 聚对 对苯 苯二 二甲 甲酸 酸乙 乙二 二酯 酯((PPEETT))
熔 熔融 融 酯 酯交 交换 换
铸 铸带 带
切 切片 片
PPEETT切 切片 片
螺 螺杆 杆熔 熔融 融 纺 纺丝 丝
直 直接 接纺 纺丝 丝
甲 甲醇 醇
乙 乙二 二醇 醇 甲 甲醇 醇
对苯二甲酸:异构氧化工艺合成
具有多种目的间歇式PET生产装置的简单流程图
直接法流程
酯交换流程-酯交换
酯交换流程-缩聚
聚合工艺条件
• 催化剂:主要Sb2O3 • 稳定剂:磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚
磷酸三苯酯等,聚合或纺丝加入 • 缩聚反应的温度与时间:每个温度均有
极值存在 • 缩聚反应压力:0.1kPa • 搅拌 • 其他添加剂:扩链剂、消光剂、着色剂
天然纤维 纤维
化学纤维
纤维素纤维
胶黏纤维 铜氨纤维 醋酸纤维
蛋白质纤维
锦纶系列纤维 涤纶系列纤维 腈纶系列纤维
三大合成纤维
聚乙烯醇系列纤维 聚烯烃纤维:例如:丙纶(聚丙烯纤维) 含氯纤维 耐高温纤维 其他纤维
合成纤维种类
成纤高聚物的特征
成纤高聚物均为线型高分子 用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴方向拉伸 而有序排列,取向。当纤维受到拉力时,大分子能同时承受作用力,使纤维具 有较高的拉伸强度和适宜的延伸度及其他物理-力学性能。 成纤维高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高聚物分子链的长度对纤维的 物理-力学性能影响很大,尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解性的影响 更大。相对分子质量的高低均不好,高者不易加工,低者性能不好。 常见的主要成纤高聚物的相对分子质量如下表所示。
45~75
225
22~25 225~228
118~120 265~270
CH2 O
85~96
280
n
6.2 聚酯(polyester)
聚酯主要用途
• 纤维--最主要,例如PET,PTT等 • 热塑性塑料:吹瓶(饮料瓶)、其他用途,例如
PET/PEN/PLA等 • 工程塑料:PBT/PET • 薄膜材料:PET • 电子电器 :PET/PBT • 汽车工业: PET/PBT • 医疗卫生: PET/PBT
尼龙发展历史 • DuPont --nylon-6,6 as the first synthetic
fiber on Oct. 27, 1938--Carotheses • Nylon-6 -1940 德国 • 1960‘s出现芳纶,Nomex和Keveler
聚酰胺( Polyamide )分类
• 脂肪族:尼龙6,尼龙66,其他尼龙4,46,7, 8,9,11,12,610,1010,1212
0.5 0.8 1.2 4.3
Tm/℃ 258~259
259 260 261 262
开始氧化温度 /℃ 246 245 236 213
质量损失/%
0.10 0.11 0.29 0.60
PET主要工艺
• 间歇聚合:特殊品种 • 半连续聚合:合成BHET储存-间歇聚
合,目的也是多品种切换 • 连续聚合:大规模产品
Polyester Products
Film Fibre
X-ray Film
Washing Powders
Resin
PBT用途
医药用具
电气接头
PET合成主要方法
区别:对苯二甲酸二乙二醇酯BHET的合成路线
对苯二甲酸TPA,乙二醇EG • 直接缩聚法 TPA+EG--BHET • 酯交换法 对苯二甲酸二甲酯DMT+EG--BHET • 环氧乙烷加成法 对苯二甲酸+环氧乙烷--BHET
成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样才能将高聚物溶解或熔融成溶液 或熔体,再经纺丝、凝固或冷却形成纤维,否则就不能进行纺丝。
6.2聚酯
聚酯发展历史
最早研究者--W H Carothes,脂肪族聚酯 1941年英国--Whinfield和Dickson合成PET 1953年ICI和Dupont开始工业化 1960‘s:聚芳酯(俄罗斯、美国)热致液晶高分子 1970年美国Celanese公司PBT工业化 1970s-生物合成聚酯PHB-ICI 1995-PEN 1998-PTT