高分子工艺学
高分子材料加工工艺学复习要点
高分子材料加工工艺学复习要点1、高分子材料主要包括纤维、塑料、橡胶、胶黏剂和涂料五大类。
2、纤维按原料来源可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维。
3、塑料按受热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。
4、塑料按使用特点可分为通用塑料和工程塑料。
5.特殊编号*普通分支编号=1000，1个特殊=9丹，1个特殊=10分，1g/Dan=0.0882n/tex=0.882cn/dtex=8.82cn/tex。
pet分子有两种空间构象：（略）7、切片干燥的目的是除去水分、提高切片含水的均匀性、提高结晶度及软化点。
8、聚酯切片干燥设备分为间歇式和连续式两类。
9、BM型预结晶干燥装置的干燥机构：右风道为进风道，左风道为出风道，中间有六组风道。
其中1、3、5与右风道相连，称为进气管；2.4、6与左风管相连，称为出风管。
干热风从进风口进入右风管，同时以三种方式进入135风管，从这些风管底部的长条形开口缝溢出，向上翻转，穿透切片层上升，然后从246出风管下方的长条形开口进入，收集在左侧风管中，并进入干燥箱的第二部分。
10、聚酯纤维的熔体纺丝成型可分为切片纺丝和直接纺丝两种。
11.聚酯纤维的纺丝速度一般可分为常规纺丝、中速纺丝、高速纺丝和超高速纺丝。
12.冷却和吹风过程条件主要包括风温、风湿病和风速。
13.TCS生产工艺特点：（略）14、根据不同纺速下纤维的dta谱图，可以得到以下信息：在较低纺丝速度下，卷绕丝在低温侧（130度）附近仍有冷结晶峰出现，在高温侧（250度）附近有结晶熔融吸热峰，只有在卷绕丝进行拉伸热处理后，低温侧的冷结晶峰才消失。
但随着纺丝速度的提高，dta曲线上的冷结晶峰逐渐减少并向低温方向移动，纺速达5000m/min以上时，冷结晶峰消失，而熔融峰随纺速提高逐渐变得尖锐，并略向高温侧移动。
15.在“涤纶长丝拉伸加捻机原理图”中，2:绕丝，6:加热器，12:钢丝圈。
16、聚酯纤维的性质：1）力学性能：强度高、伸长率适中、模量高、回弹性好、耐磨性好。
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(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、调整浓度等过程相设备。
(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：包括聚合和以聚合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、脱除溶剂、催化剂，脱除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。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
【高分子合成工艺学】第八章 离子聚合与配位聚合生产工艺
丁基橡胶性能 气密性优良 ：透气性为烃类橡胶最低 抗臭氧性好：比天然橡胶、丁苯橡胶高10倍 耐热、耐候性优异 耐酸碱和极性溶剂 电绝缘性能好 应用 因其良好气密性，主要用途制造内胎和水胎。还可
用作电绝缘护套及医疗卫生用品。
生产过程
▪ 三步法制取SBS包括：原材料精制、三嵌段物的制备、 SBS脱气及弹性体的造粒包装四个工序。
▪ 聚合设备为聚合釜，配夹套冷却或加热，以配制好的 单锂有机化合物正丁基锂溶液为引发剂，聚合反应在 非极性溶剂中于惰性气体保护下分三段进行。
▪ 先向聚合釜中加入总量1/2的苯乙烯，然后加入引 发剂溶液。
（1）正离子型聚合的活性中心是碳正离子：
A B + CH2=CH X
A CH2 CH B X
[ CH2 CH ]n X
（2）负离子型聚合的活性中心是碳负离子：
A B + CH2=CH Y
B CH2 CH A Y
[ CH2 CH ]n Y
（3）配位离子聚合的活性中心是具有金属碳键
的配位离子：
Cat-R + CH2=CH Z
SBS结构
S
B
S
线型SBS
S B
S B
B
B
S
S
星型SBS
SBS应用
▪ 概念
8.4 配位聚合
是指烯类单体的碳－碳双键首先在过渡金属引发 剂活性中心上进行配位、活化，随后单体分子相 继插入过渡金属－碳键中进行链增长的过程。
8.4.1 Ziegler-Natta催化剂
1953年，Ziegler等发现以乙酰丙酮的锆盐和Et3Al 催化可得到高分子量的乙烯聚合物，并在此基础上开发 了的乙烯聚合催化剂TiCl4 - AlEt3。
高分子材料加工工艺学 第四章 聚丙烯纤维
据NTH 公司称，1997 年以来，世界范围内 许可的PP 新增产能的55%都是采用 Novolen 气相工艺，今后气相工艺还将有 逐步增加的趋势。 目前，世界上气相法PP 生产工艺主要有BP 公司的Innovene 工艺、智索公司的Chisso 工艺、联碳公司的Unipol 工艺、BASF 公 司的Novolen 工艺、住友化学公司的 Sumitomo 工艺以及Basell 公司开发的 Spherizone 工艺等。
(1) Spherizone 工艺 Spherizone 工艺采用的是Basell 公司开发 的多区循环反应器（MZCR）技术，是目前 世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。 其工艺流程如图1所示。 Spherizone 工艺采用的特殊设计的环型反 应器由两个反应区组成，聚合物颗粒在多区 循环反应器的两个不同反应区之间循环。在 上升反应区，聚合物颗粒被单体气流以流态 化的形式向上带走。在反应器的顶部，聚合 物颗粒进入下降反应区，在重力作用下聚合 物颗粒沉降到反应器底部，然后又被送到上 升反应区，重复上述反应循环。
高分子材料加工 工艺学
第四章 丙烯纤维
第四章 聚丙烯纤维
聚丙烯纤维在我国简称丙纶。 1954年Ziegler和Natta发表了等规聚丙烯的制造专
利，即Ziegler-Natta催化剂，于l 957年意大利 Montefibre公司实现了聚丙烯纤维的工业化生产。 以后英国、美国相继开始生产等规聚丙烯短纤维。
1. 丙烯的聚合工艺
聚丙烯生产工艺按聚合类型可分为淤浆法、 溶液法、本体法、气相法和本体-气相法组 合工艺5 大类。近年来，气相和本体工艺的 比例逐年增加，界各地在建和新建的PP 生 产装置将基本上采用气相工艺和本体工艺， 尤其是气相工艺的快速增加正挑战居世界第 一位的Spheripol 工艺（本体-气相法组合工 艺）。
高分子合成原理与工艺学
第一章绪论5. 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？答：首先要了解材料应用的技术要求，提出聚合物的性能要求，根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构，然后拟定聚合配方及工艺措施，科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系；合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。
答:石油化工路线、煤炭路线、其他原料路线3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
答：用全馏程石脑油（沸点<200°C的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油）于管式炉中，820°C下裂解产生。
5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。
答：乙烯～聚乙烯、乙丙橡胶；丙烯～聚丙烯、聚氯丙烯；苯～聚苯乙烯、聚碳酸酯；丁二烯～顺丁橡胶、ABS树脂；甲苯～硝化～二硝基甲苯～二氨基甲苯～甲苯二异氰酸酯+多元醇～聚氨基甲酸酯6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？（1）石油化工路线：原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。
以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。
裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。
氧氯化法： 4CH2 CH2 + 2Cl 2 + O2 ——4 C2H3Cl + 2H2O（2）煤炭路线：煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭，焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与 H2O 反应得到乙炔。
乙炔合成法：C2H2 + HCl ——C2H3Cl8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物。
高分子材料加工工艺学
高分子材料加工工艺学
随着我国经济的不断发展，建筑、电子、汽车、机械等行业的需求不断增加，高分子材料的应用越来越广泛，由此引起人们对其加工工艺学的研究也越来越深入。
高分子材料加工工艺学是研究高分子材料加工工艺的领域，它是传统材料加工理论和新型材料加工技术的综合，不仅涉及到材料加工技术和工程，还涉及到机械电子技术、电子控制技术、计算机软件和硬件等技术。
其主要内容是探讨高分子材料的加工工艺学，包括材料的加工原理、材料的加工特性、加工工艺参数和加工工艺设计等内容。
从材料加工技术入手，高分子材料加工工艺学研究了挤出、挤压、模切、熔融、热压、抽出、压缩制品等加工过程所需要的参数，包括机械强度、温度、压力、运动频率、加工液流量等参数。
高分子材料加工工艺学还考虑了制品尺寸、形状、精度、外形质量和表面处理等因素，探讨了如何通过调节以上参数来满足特定加工要求。
此外，高分子材料加工工艺学还讨论了制品的组装、加工检测以及加工的过程控制，尤其是基于机械电子和电子控制等技术进行的自动化加工技术，使得加工质量更加稳定，提升了产品性能。
高分子材料加工工艺学包含了传统工艺理论和新型技术方法，是一门融技术性、工程性、产品性、生产性为一体的复合学科。
它不仅是高分子材料应用技术发展的基础，还为高分子材料加工工艺的设计、改进以及新产品的开发提供了重要参考。
综上所述，高分子材料加工工艺学是一门研究高分子材料加工工
艺的技术学科。
它主要包括材料加工原理、材料加工特性、加工工艺参数、加工工艺设计、组装、加工检测、过程控制等内容，充分利用机械电子技术、电子控制技术以及计算机软件及硬件等技术，研究高分子材料的加工工艺学，为高分子材料的应用技术发展提供重要的参考意义。
高分子材料加工工艺学
高分子材料加工工艺学
高分子材料加工工艺学是研究原材料加工和性能改善的一种材料加工技术。
它主要涉及的内容：第一是研究复合材料的成型工艺，如热压、挤压、拉伸、挤出等方法用于生产复合材料和复合部件；第二是制备高分子复合材料，如高分子溶液、聚合物增强等方法；第三是研究高分子添加剂，根据高分子材料的应用特点裁定相应的添加剂；第四是研究高分子材料塑料加工和制造技术，探讨不同的工艺、装备和工艺条件之间的关联；最后是研究热塑性高分子模压成型工艺中的因素变化，如模具的准备、模具的设计、模流特征和模具温度等。
上述是高分子材料加工工艺学的主要内容。
从加工工艺方面来看，研究包括热塑性高分子成型和复合材料的成型工艺，其中复合成型包括热压、挤压、拉伸、挤出等技术；从材料配比方面来看，研究包括添加剂的种类、量和混合比例；从设备配置方面来看，研究包括机械设备、电气设备、热力学设备及气体控制系统等设备的搭配。
另外，高分子材料加工工艺学还运用了计算机技术对材料成型过程中的原料，工艺参数和工件状态进行模拟和优化，进而提高材料制备过程中的控制手段及生产效率。
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(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、调整浓度等过程相设备。
(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：包括聚合和以聚合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、脱除溶剂、催化剂，脱除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。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
高分子合成工艺
高分子合成工艺高分子合成工艺是指将单体分子通过化学反应连结在一起，形成高分子化合物的过程。
高分子合成工艺是一项复杂而关键的技术，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料等行业。
高分子合成通常分为两种方法：聚合反应和缩聚反应。
聚合反应是将单体分子通过共价键连接在一起，形成高分子链。
这种反应常见的形式有自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
自由基聚合是指通过自由基引发剂引发的聚合反应，如自由基聚合聚乙烯。
阴离子聚合和阳离子聚合是通过阴离子或阳离子引发剂引发的聚合反应，如阴离子聚合聚苯乙烯和阳离子聚合丙烯酸乙酯。
缩聚反应是指通过活性官能团或官能基将单体分子连接在一起，形成高分子化合物。
这种反应常见的形式有醚化缩聚、酯化缩聚和胺化缩聚。
醚化缩聚是通过醚键将单体分子连接在一起，形成醚类高分子。
酯化缩聚是通过酯键将单体分子连接在一起，形成酯类高分子。
胺化缩聚是通过胺键将单体分子连接在一起，形成胺类高分子。
高分子合成工艺的关键步骤包括单体选择、反应条件控制和产物回收。
单体选择是根据所需高分子的性质和应用选择适当的单体，以确保合成的高分子具有所需的性能。
反应条件的控制包括温度、压力、反应时间和反应物配比等参数的选择，以确保反应进行顺利和产物的质量稳定。
产物回收是指将合成的高分子从反应体系中分离出来，并采用合适的方法进行后处理，以得到纯净的高分子产品。
高分子合成工艺还需要考虑环境友好性和经济性。
为了减少对环境的影响，可以采用绿色合成方法，如催化剂催化、溶剂替代和废物利用等。
为了经济生产，可以提高反应的产率和选择性，降低原料成本和能耗，并改进生产工艺和设备。
总之，高分子合成工艺是一项复杂而关键的技术，在众多工业应用中起着重要作用。
通过合理选择单体、优化反应条件和改进工艺，可以实现高分子合成的高效、环保和经济生产。
不断推动高分子合成工艺的发展是现代化工领域中一个重要的研究方向。
通过不断改进合成方法和优化工艺条件，可以提高高分子材料的性能和应用范围。
高分子合成原理及工艺学
高分子合成原理及工艺学
高分子合成原理及工艺学是讲解高分子化学中合成原理及工艺学知识的学科，是高分子材料制备，结构设计和性能测试的主要基础。
合成原理及工艺学研究的基本目的是使用有序的分子链标准制备出高分子材料。
高分子合成原理及工艺学的内容主要包括：
1、高分子材料的种类和主要结构类型：可以概括的说，高分子物质的主要类型是聚合物（单聚物和共聚物）、共聚物、共聚物体系、超支化高分子、聚合物复合体等；
2、高分子合成工艺原理：高分子合成方法可以分为合成溶剂法、溶剂蒸馏法、共聚物体系法、低温合成放热法、溶液热力学法等；
3、工艺流程及其控制要点：不同工艺流程及其控制要点之间有着密切的关系，如温度、压力、时间等都会影响合成结果，从而产生不同的有序结构、形状、晶型、尺寸等关键指标。
高分子合成原理及工艺术在理解高分子材料的结构和性能调节，设计合成聚合物体系，调节合成过程及结果的应用方面都发挥着重要的作用。
对于合成的高分子物质还可以直接应用于改性、组装和深入研究，以实现高分子材料的结构和性能优化。
高分子工艺学名词解释
流变学基础宾汉液体：当作用与液体上的剪切应力小于某一值时，液体并不发生流动而类似与固体，当所施加的剪切应力超过某一临界值时τy时，液体则象牛顿流体一样流动，这种液体称为宾汉液体。
触变性流体：在定温下表观粘度随剪切持续时间而降低的液体称为触变性液体。
震凝性液体：在定温下表观粘度随剪切持续时间延长而增大的液体称为震凝性液体。
拖动流动：管道结构中的一部分能以一定速度和规律相对于其它部分进行运动，粘滞性很大的高聚物液体能随管道的运动部分移动，所以称为拖动流动。
收敛流动：当高聚物液体沿流动方向在截面尺寸变小的管道中流动时或粘弹性液体从管道中流出时，液体中各部分流线不再保持相互平行关系的流动称为收敛流动。
拉伸流动：粘弹性高聚物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的流动称为拉伸流动。
切力增稠: 高聚物熔体的表观黏度随剪切速率或剪切应力的增大而增大的现象。
切力变稀:高聚物熔体的表观黏度随剪切应力或剪切速率增大而降低的现象。
假塑性流体:一定温度下，表观黏度随τ 或剪切速率增大而降低的一类非牛顿流体。
膨胀性流体：在一定温度下，表观黏度随τ或剪切速率增大而增大的非牛顿流体。
端末效应：液体在管子进口端出现的较大的压力降和出口端出现的出口膨胀与高聚物液体弹性行为有紧密联系的现象称为端末效应（巴拉斯效应）入口效应：高聚物液体进入管子进口端一定区域内的收敛流动中产生很大的压力降，这种现象称为入口效应。
出口膨胀效应：黏弹性液体流出管子后，流出液体的直径增大膨胀的现象称为出口膨胀效应熔体破裂：在高τ 或高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为“熔体破裂”。
成型方法注射模塑：将粉状或粒状塑料从注射机料斗送入料筒中加热熔融塑化，在螺杆的旋转挤压作用下，物料被压缩并向前移动，通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注射入温度较低的闭合模具内，经一定时间冷却定型后开启模具即得制品。
挤出成型：借助于螺杆的旋转挤压作用，使受热熔融塑化的塑料在压力推动下连续通过机头口模，经冷却定型而得到具有特定断面形状的连续制品的成型方法。
高分子合成工艺学重点和习题答案
1.何谓三大合成材料？简要说明他们的特点。
答:（1）用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料，统称为合成材料。
其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。
（2）特点：塑料是以合成树脂为基本成分，具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。
塑料大多是有机材料，因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧，在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响，其制品的性能逐渐变坏，甚至损坏到不能使用，即发生老化现象。
合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。
合成纤维，线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。
缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。
2.合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类？答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3.单体储存时应注意什么问题，并说明原因？答：单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
（1）防止单体自聚，为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。
（2）防止着火，为了防止着火事故发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。
（3）防止爆炸，防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。
4.聚合物反应产物的特点是什么？答：①聚合物的相对分子量具有多分散性。
②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。
③聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。
高分子成型工艺-第二章
加工过程中聚合物的流变性质主要表现为粘度的 变化, 所以聚合物流体的粘度及其变化是聚合物加 工过程最为重要的参数。
根据流动过程聚合物粘度与应力或应变速率的关系， 可以将聚合物的流动行为分为两大类:
（1）牛顿流体, 其流动行为符合牛顿流动定律； （2）非牛顿流体, 其流动行为不符合牛顿流动定律。
2.稳态流动和非稳态流动
稳态流动, 是指流体的流动状况不随时间而变化的流动, 其 主要特征是引起流动的力与流体的粘性阻力相平衡, 即流 体的温度、压力、流动速度、速度分布和剪切应变等都不 随时间而变化。
反之, 流体的流动状况随时间面变化者就称为非稳态流动。
聚合物熔体是一粘弹性流体, 在弹性形变达到平衡之前, 总形变速率由大到小变化, 呈非稳态流动；而在弹性变 形达到平衡后, 就只有粘性形变随时间延长而均衡地发 展, 流动即进入稳定状态。
低反应活化能，故可增大交联反应的速度，这将使熔体的粘度随 之增大。加之，大多数交联反应都明显放热，反应热引起的系统 温度升高也对交联固化过程有加速作用，这又导致粘度的更迅速 增大。
α交联反应进行的程度
③受热时间的影响: 流度随受热时间的延长而减小，即热固性聚合物在完全熔融后其 熔体的流动性或流动速度均随受热时间延长而降低。
牛顿流体的流动曲线 是通过原点的直线, 该直
•
线与 轴夹角θ的正切值 为牛顿粘度值。
图2-2 牛顿流体的流动曲线
（2）湍流（又称紊流）
如果流动速度增大且超过临界值时, 则流动转为湍流。湍 流时, 液体各点速度的大小和方向都随时间而变化。此时流 体内会出现扰动。
雷诺数: Re>4000 聚合物流体和聚合物分散体的流动 Re<2300, 因此为层 流。 聚合物流体在成型加工过程中, 表现的流动行为不遵从 牛顿流动定律, 称为非牛顿型流体, 其流动时剪切应力和剪切 速率的比值称为表观粘度ηa。
高分子材料加工工艺学习题答案
第二章聚酯纤维1、切片干燥的目的是什么？为何要分段进行？← 1 除去水分湿切片含水率0.4～0.5％，干燥后0.01%（常规纺）或0.003～0.005％（高速纺）不良影响高温酯键水解→聚合度↓→纺丝难水分汽化→气泡→纺丝断头← 2 提高切片含水的均匀性→纤维质量均匀← 3 提高结晶度及软化点（无定形）→防止环结阻料结晶度↗25～30％；软化点70～80℃↗＞210 ℃切片中的水分由两部分组成（1）非结合水粘附在切片表面干燥时容易除去（2）结合水与PET分子上的羰基及少量端羟基等以氢键结合，干燥时较难除去。
√2、简述螺杆挤出机的工作原理与作用？螺杆挤出机的作用是把固体高聚物熔融后以匀质、恒定的温度和稳定的压力输出高聚物熔体。
原理：物料从加料口进到螺杆的螺槽中，由于螺杆的转动，把切片推向前进。
切片不断吸收加热装置供给的热能；另一方面因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，而由一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。
熔化过程聚合物在温度、压力、粘度和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。
粘流态的聚合物经螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用，以一定的压力向熔体管道输送。
3、何谓环结阻料？采用哪些措施避免？若预热段温度过高，切片在到达压缩段就过早熔化，是原来固体颗粒间的空隙消失，熔化后的熔体由于在螺槽等深的的预热段无法压缩，从而失去了往前推进的能力，造成“环结阻料”。
措施：预热段套筒保持合适的温度。
√4、纺丝箱有哪些作用？进行熔体保温和温度控制，一般采用4～6位（即一根螺杆所供给的位数）合用一个矩形载热体加热箱进行集中保温。
5、复合纺丝组件与普通组件的区别有哪些？复合纺丝组件由多块分配板组合而成的复合纺丝组件，聚酯与其它种类的成纤高聚物熔体分别通过各自的熔体管道，在组件中的适当部位汇合从同一喷丝孔喷出成为一根纤维。
高分子材料加工工艺学
高分子材料加工工艺学高分子材料加工工艺学是研究各种高分子材料的加工工艺及其加工和性能关系的一门课程。
它是现代高分子材料科学与工程、机械工程的一门重要学科，与塑料机械、纤维机械和橡胶机械的研究有着密切联系。
它不仅包括了高分子材料的加工工艺原理和技术，而且关注高分子材料加工对高分子材料性能和制品质量的影响。
高分子材料加工工艺学的研究内容主要有三个方面：首先是高分子材料的加工工艺的研究，包括熔融挤出成型、压缩成型、注塑成型、薄膜成型、模压成型、吹塑成型等；其次是加工工艺及其参数设定，如温度控制、时间控制、压力控制等，以及加工工艺对高分子材料性能及工件质量的影响；最后是新型高分子材料加工工艺的研究，如新型挤出成型工艺、射出成型工艺、复合成型工艺等。
高分子材料加工工艺学研究的主要目标是探索有效的加工工艺，提高加工效率，使高分子材料及其制品更好地发挥其功能，并实现经济有效性，降低加工成本。
高分子材料加工工艺学的研究重点在于开发适合不同性能和用途的高分子材料的加工工艺，使高分子材料具备更优良的性能，以满足实际需要，并提高材料加工的性价比。
高分子材料加工工艺学的研究需要充分结合本学科的多个知识领域，主要包括高分子材料的力学性能以及加工工艺的物理原理，还需要结合机械工程、电子工程等相关学科，深入了解加工过程中产生的力学和热量变化，以及它们对高分子材料性能的影响。
另外，高分子材料加工工艺学还要考虑计算机技术的应用，如有限元分析等，以评估高分子材料加工的制品质量和性能以及工艺性能指标。
总之，高分子材料加工工艺学是个涉及多学科领域的复杂学科，它与高分子材料力学性能及工艺参数有着密切联系，研究多种加工工艺及其对高分子性能及制品质量的影响，以及计算机技术在高分子材料加工工艺学中的应用，将有助于提高高分子材料的加工效率和材料性能，并且为实现机械加工应用的质量和可操作性提供重要的技术保障。
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“聚合物合成原理及工艺学”习题集四川大学高分子科学与工程学院第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。
4.如何评价生产工艺合理及先进性。
（配方合理，原料易得，配方成本合理，工艺程短，产品质量高）5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。
2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的。
5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。
6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？7.简述苯乙烯的生产方法。
8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程中如何调节？2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？3.引发剂的分解速率与哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。
6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。
8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。
9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。
10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。
12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用途。
13.比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程，改进聚苯乙烯的性能，可采用哪些方法？14.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。
15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同。
第四章游离基悬浮聚合生产工艺1.说明悬浮聚合的工艺特点，生产中的主要问题及解决方法。
2.悬浮聚合中机械搅拌与分散剂有什么重要作用？它们对聚合物颗粒状态有什么影响？3.悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？4.均相与非均相粒子状态有什么区别？它们是怎样形成的？5.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别？这些差别是如何形成的？6.常用悬浮剂有哪些类型，各有什么特点？7.为什么生产维尼纶的中间产品PVA不能用作悬浮剂？8.如何改善粉状悬浮剂在水油两相界面的分布状况？9.悬浮聚合中主要的物系组成及其作用？10.试简述悬浮聚合过程中产生粘釜的原因，并提出可能防止粘釜的措施。
11.目前悬浮聚合工艺还存在什么问题？有何解决的办法？12.试简述悬浮聚合过程中影响因素有哪些？13.试分析我国目前生产PVC的典型配方及工艺条件与产品性能，颗粒状态有何关系？14.简述PVC悬浮聚合工艺过程。
15.氯乙烯悬浮聚合过程的特点是什么？生产中怎样利用这些特点？16.氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处？17.苯乙烯悬浮聚合有两种工艺：即高温聚合和低温聚合，分析对比两种方法的配方及工艺过程。
18.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别？19.简述气流干燥法和沸腾床干燥法的工作原理，比较它们的优缺点。
1.试述乳液聚合的物系组成及其作用。
2.乳液聚合生产方法有哪些特点？3.乳状液与悬浮液有什么不同？怎样破乳？4.乳化剂的类型有哪些？各有什么特点？5.乳液的粒子大小及分布对乳液性能有哪些影响？6.胶束是怎样形成的？什么是胶束的增溶作用？7.为什么说表面活性剂的CMC是乳化效率的重要指标？8.表面活性剂的HLB与性质有何关系？9.表面活性剂憎水基团种类与其性质有何关系？10.试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三个阶段的特征。
11.乳液聚合机理及聚合速度与分子量公式在工业生产中有何意义？12.比较高温丁苯橡胶和低温丁苯橡胶的配方及合成工艺特点。
生产过程中应注意哪些问题？13.试述低温丁苯引发体系各组分的作用。
14.乳液聚合生产中调节剂的主要作用是什么？为什么要分批加调节剂？15.根据丁苯生产的配方及工艺特点如何组织生产过程？试绘出工艺流程简图，并说明每一步骤的作用。
16.比较低温丁苯和高温丁苯在工业生产上的异同。
17.氯乙烯、丙烯酸酯乳液聚合与丁苯橡胶的乳液聚合有何区别？18.极性单体乳液聚合与非极性单体有何不同？19.试述种子乳液聚合的特点及实用意义。
20.有哪些高分子物是采用乳液聚合工艺来合成？说明它们的主要性能和用途。
1.自由基溶液聚合的特点有哪些？2.自由基溶液聚合溶剂起什么作用？怎样选择溶剂？3.在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响？4.PAN溶液聚合一步法及二步法的主要区别何在？各有何优缺点？5.简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。
6.为什么衣康酸要先配制成钠盐加入反应体系？7.PAN二步法生产中为什么可以少加或不加第三单体？8.试述腈纶纤维的合成工艺过程。
画出工艺流程图。
9.简述聚丙烯腈的脱单体工艺。
10.试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂？为什么用量比单体少的多？反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处？11.试分析在VAc溶液聚合中，影响PVA分子量及分子结构的主要因素有哪些？12.用方块图画出维纶纤维的合成工艺过程。
13.简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系。
14.试从聚合工艺和产品性能对自由基型聚合的四种实施方法进行比较。
第七、八章配位聚合和离子聚合生产工艺1.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别？2.离子型催化聚合主要有哪几种类型？在工业化生产中常用哪几种类型的催化剂？3.阴离子配位催化剂的主要组成有哪些？4.高效催化剂同一般络合催化剂主要区别何在？5.以丙烯定向聚合为例说明配位催化剂的组分对丙烯聚合过程和聚合性能的影响。
6.如何提高配位催化剂的效率？其理论依据何在？其意义何在？7.何谓定向聚合，说明丙烯、丁二烯定向聚合的机理和意义。
8.目前哪些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的？写出反应式并注明所用催化剂。
9.铝－钛催化剂的络合反应中，除生成三氯化钛外，还产生什么副产物？写出反应的基本方程式并说明之。
10.铝－钛催化剂为何能制得结构规整的聚烯烃，写出活性中心模型，并阐明反应机理。
11.铝－钛催化剂动力学公式中的活性中心数目对反应速度和分子量大小有何影响？12.溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些？13.丙烯规整聚合过程中主要工艺因素有哪些？14.溶液法生产聚丙烯五釜连续聚合的工艺流程存在什么问题？怎样解决？15.液相本体聚合法生产聚丙烯与溶剂法比较有哪些差别？16.比较顺丁橡胶与丁苯橡胶的合成工艺。
17.比较正、负离子聚合，配位阴离子聚合，自由基聚合的特征。
18.比较高压聚乙烯、本体法聚苯乙烯、悬浮聚氯乙烯以及聚丙烯的生产工艺过程。
19.简述液相－气相本体法制备聚丙烯的工艺流程。
20.简述液相－气相本体法制备聚丙烯中浆液洗涤器的作用是什么？21.为什么说高效催化剂是高分子合成工业的瓶颈技术。
第九章线型缩聚生产工艺1．比较缩聚与加聚反应特征。
2．试述缩聚反应的分类及实施方法。
3．在生产中，熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、单体克分子比要求不同，为什么？有何实际意义？4．在熔融缩聚中，可采用什么措施，以加快反应速度和提高缩聚物分子量？5．结合聚酯生产说明熔融缩聚的影响因素及其实施方法。
6．比较几种生产涤纶树脂的方法。
7．在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量？8．比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工业特点。
9．溶液法缩聚中主要的影响因素有哪些？（以吡啶法合成聚碳酸酯为例。
）10．写出下列缩聚物的合成反应式，并说明缩聚方法。
1)由对苯二甲酸和乙二醇经酯交换法合成涤纶。
2)由己内酰胺开环聚合合成尼龙－6。
3)由癸二胺和癸二酸经成盐合成尼龙－1010。
4)由双酚A和光气合成聚碳酸酯。
5)由顺丁烯二酸酐和二元胺经双马来酰亚胺合成聚酰亚胺。
6)由均苯四甲酸二酐，4，4’－二氨基二苯醚为原料合成均苯型聚酰亚胺。
7)由对苯二甲酰氯和双酚A合成聚芳酯。
8)由双酚A和4，4’－二氯二苯基砜合成聚砜。
11．试述溶液聚合的分类，聚酰亚胺等耐热聚合物采用哪种方法合成？为什么？12．为什么说界面缩聚受扩散控制？结合聚碳酸酯的生产详述其工艺特点及影响因素。
13．比较生产聚碳酸酯所采用的三种实施方法（熔融、溶液及界面缩聚）的优缺点。
14．乳液缩聚的基本特点是什么？它与界面缩聚和溶液缩聚的区别各在什么地方？15．试述乳液聚合的影响因素？16．写出芳纶1313、芳纶1414和芳纶14的结构式，它们各由哪些重要原料合成？可用哪些实施方法？17．固相缩聚和熔融缩聚在影响因素上有哪些异同？18．试举例说明固相缩聚的实用性。
19．某聚酯化反应的平衡常数为3.3，欲制备平均聚合度为144的聚酯，允许反应体系残存的的分子量是多少？20．在聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产中，有哪些主要影响因素，你将采取哪些措施来保证制得平均聚合度在100以上的产物？21．写出聚对苯二甲酸丁二酯生产的基本化学反应式，它的合成工艺和用途是否与PET完全一样，为什么？第十章体型缩聚生产工艺1.什么是体型缩聚反应，它和线型缩聚有何不同?2.试述体型缩聚合成工艺特点。
3.试述体型缩聚反应类型及其主要品种，及该品种所需的主要原料。
4.为什么说凝胶点是体型缩聚工艺过程中的重要参数？5.为什么体型缩聚产品的生产过程要分两步进行?6.试述甲醛树脂的类型及其主要原料来源和缩聚物的主要用途。
7.阐述酚醛树脂的结构与合成工艺条件之间的关系。
8.异丙苯法生产苯酚的生产过程有哪些？9.写出酚醛缩聚过程中的基本反应式。
10.试说明为什么不同催化剂体系中，酚醛树脂的形成以及树脂的性能有差别？其中酚醛的克分子比应如何控制？11.苯酚与醛在酸性介质和碱性介质中的反应有何差异？为什么？12.酚醛树脂生产方法的特点是什么?13.为什么热塑性酚醛树脂固化时要加固化剂，而热固性酚醛树脂固化时却不加？14.脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂在何种介质中就能固化？怎样提高它们树脂溶液的贮存稳定性？15.为什么都要对酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂进行醚化改性？16.生产环氧树脂的影响因素有哪些？为什么生产低分子量环氧树脂时碱要分两次加入？17.对环氧树脂进行改性根据是什么？可使用哪些聚合物对其改性？18.醇酸树脂通过什么有机化学反应获得？属哪类聚合物？19.为什么工业上主要采用其改性树脂？如何进行改性？20.不饱和聚酯的缩聚反应及固化反应有什么特点？21.不饱和聚酯树脂有哪些原料合成？不用固化剂能否固化？固化时有无小分子放出？22.制备难燃不饱和聚酯将采用哪些措施？23.简述不饱和树脂玻璃钢的制备工艺及其用途。