聚合物合成工艺学测试答案

6、详述上列氯乙烯悬浮聚合工艺的六大工艺流程？P7 P263

答：1、原料的制备和保安精制；包括氯乙烯单体、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。（单体纯度要求>99.88%；所用反应介质水，应经过离子交换树脂或磺化煤进行脱盐处理。处理后的pH应在5-8.5范围，硅胶含量=<1.2mg/L）

2、催化剂和引发剂的制备过程；包括聚合物用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。（反应前期和反应后期应当使用不同半衰期的引发剂，多用复合引发剂，加入经计量的各种助剂如链转移剂、链终止剂、抗鱼眼剂、防粘釜剂于反应釜中，加经计量的氯乙烯单体，升温并加入引发剂、分散剂）

3、聚合过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换器设备及反应物料输送过程与设备。（聚合反应开始及通夹套水冷却，大中型反应器除夹套水冷却外，还借助单体回流移走反应热；加入链终止剂或迅速脱出未反应的单体，使之进入单体回收系统）

4、分离过程；包括未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。（减压脱除未反应的单体。使之进入回收系统将反应好的PVC物料进行单体剥离（气提）除VC，剥离单体后的浆料经热交换器冷却，送往离心分离段，过滤床脱出水分，滤饼送入沸腾床干燥器进行干燥，筛除大颗粒，包装）

5、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。（P266 螺旋输送机气流式干燥器滚筒筛沸腾床干燥器）

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。(蒸馏塔）

7，简述上列VC悬浮聚合工艺所涉及的化学反应（包括可能的副反应）？

解：①链引发引发剂分解产生初级自由基，初级自由基和氯乙烯单体反应，形成单体自由基

②链增长反应速率快，体系由单体和高聚物组成，不存在聚合度递增的中间产物

③链中止自由基活性高，难孤立存在，易相互作用而终止。链自由基还可被初级自由基或金属器壁的自由电子所终止

④链转移向低分子链转移的结果，使聚合物分子量降低

易于向分散剂、金属器壁转移

8，简述上列VC悬浮聚合工艺流程以及涉及的物理过程及其设备？

聚合工艺：先加去离子水——搅拌下加分散剂、pH调节剂以及其他助剂——再加VC单体——然后加热到反应温度后投加引发剂

蒸馏离心分离干燥热交换

聚合釜汽提塔沉降式离心分离机沸腾干燥器

9，简述悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小以及分布的主要影响因素？

大小：颗粒形态较大，可以制成不同粒径的颗粒粒子。聚合物颗粒直径一般在0.05-0.2mm，有些可达0.4 mm，甚至超过1mm。

因素：1 反应器几何形状的影响。虽然不同单体的聚合反应器有所不同，但聚合反应对反应器的要求大体一样．要求反应器具有传热、剪切分散、循环混合和悬浮等功能。

2 操作条件的影响。

3材料因素：如两相液体动力粘度、密度及表面张力等。

4分散剂浓度的增加，聚合物颗粒粒径下降。分散相粘度增加，平均粒径增加。

10，简述悬浮聚合容易粘釜的原因以及常用减少粘釜的有效措施？P268

解：生成粘釜的原因目前尚不明确，一般认为是氯乙烯单体首先被釜壁吸附，然后聚合而形成粘釜物，最初形成的聚氯乙烯粘釜物被氯乙烯单体溶胀后继续聚合，从而形成较厚的粘釜物。

减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，而且生产工厂技术保密，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用，此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可（水压>21mpa）达到清釜目的。（课本答案）PPT答案：

粘釜物是由溶解在水中的少量单体在水溶液中聚合形成的低聚物和这种单体与釜壁金属自由电子作用形成的接枝聚合物粘附于釜壁上形成的。

(1)物理因素

吸附作用和粘附作用

(2)化学因素

在悬浮聚合中，尤以非均相悬浮聚合(如氯乙烯聚合)的粘釜问题较为突出。

常用减少化学粘釜的有效措施

使聚合釜内壁金属钝化。

添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等。

釜内壁涂布某些极性有机化物，防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化，

采用分子中有机成分较高的引发剂，如过氧化十二酰.

清釜

目前大都采取高压水(15—30MPa)，一个或多个高压喷头或高压旋转喷头

由人工或机械操作取合适角度冲刷釜壁、一般在1h内可将粘釜物清除干净.