高聚物合成工艺学复习
高聚物合成工艺学 考试重点
◆2、自由基聚合、聚合工艺,生产高分子有何特点?聚合工艺:本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合特点:自由基聚合所得的均聚物或共聚物都是碳碳主链的线性高分子量聚合物。
在纯粹状态下是固体,由于结构规整性差,所以多数是无定型聚合物。
物理状态与Tg有关。
◆4、PVC生产工艺,用乳液法和悬浮法的特点和区别?两者喷雾干燥后产品PVC都是粉状物。
悬浮得到的产品粒径约为100微米,而乳液得到的粒径在数10微米左右。
但加入增塑剂调合后,乳液聚合干燥的产品则生成糊状分散体系,静置后不沉降,而悬浮法的产品不能生成糊状物。
所以树脂绝大数是由悬浮法生产而需要PVC糊进行塑料成型加工时则必须用乳液法。
◆5、自由基聚合合成橡胶一般采用什么工艺?为什么?乳液聚合。
因为合成橡胶在室温下为弹性体状态,容易粘结成块,所以不用本体和悬浮聚合生产。
如果用溶液聚合则增加溶剂回收工序,成本提高了。
◆6、本体聚合特点优点:无其他反应介质;产品纯度较高;过程简单,无需回收缺点:(1):散热困难原因:体系放热大,单体比热小,传热效率低解决方法:设计反应器时尽可能增大传热面积,采用分段聚合,进行预聚合;向单体中添加聚合物以降低单位质量物料放出的热量,降低转化能(2):凝胶效应原因:聚合不完全解决方法:后处理去除未反应的单体◆7、悬浮聚合的特点优点:(1):散热容易(2):以水作为介质,成本低,溶液产品易沉淀,分离方便(3):产品颗粒形状好,符合不同颗粒要求(4):体系粘度低,温度易控制,产品质量稳定,易搅拌,易除去,回收方便缺点:带有少量分散剂残留物,不易产生透明,绝缘性好的产品,分子量比溶液聚合高,杂质比乳液聚合少◆8、有机液滴在水相中稳定的条件(1):有机分散相与水连续相的界面之间应当存在保护膜或粉状保护层以防液滴凝结(2):反应器的搅拌装置应具备有足够的剪切速率以便凝结的液滴重新分散(3):搅拌装置的剪切力应当能够防止两相由于密度不同而分层。
高聚物合成工艺学期末复习题
聚合物合成工艺学复习题聚合物合成工艺学复习题 1.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
石油裂解装置大多采用管式裂解炉,石油裂解过程是沸点在350℃左右的液态烃,在稀释剂水蒸气的存在下,于750-820℃高温裂解化为低级烯烃、二烯烃的过程。
℃高温裂解化为低级烯烃、二烯烃的过程。
2.自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?影响因素:聚合反应温度、引发剂浓、单体浓度、链转剂种类和用量。
反应温度的升高,所得聚合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量,一般仅为千分之几,严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件;选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量,由于聚合物品种的不同,采用的控制手段可能各有侧重,如PVC 生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关。
而速度与温度无关。
3.苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。
说明本体聚合的特点。
预聚合:将原料苯乙烯送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为80-100℃,随聚合物浓度升高,预聚温度可提高到115-120℃。
而后反应后聚合,在聚合塔内再升温,循环反应,使反应完全。
应完全。
特点:方法较简单,相对放热量较大,有自动加速效应,形成的聚合物分子量分布较宽,本体聚合流程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材和其他型材。
4.悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响?他们对聚合物颗粒状态有什么影响? 机械搅拌:防止两项因密度不同而分层;防止两项因密度不同而分层;分散剂:分散剂:防止粘稠的液滴粘结成大粒子进而防止结块。
块。
悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用,被打碎成带条状,再在表面引力作用下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴,重新被打碎成小液滴,而处于动态平衡。
高聚物合成工艺学复习资料
高聚物合成工艺学复习资料-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第一章请简述高聚物生产的主要过程:原材料的准备、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程。
必须要有流程图。
原材料的准备过程:单体和溶剂的精制,目的是阻聚剂、除杂、提纯,方法有蒸馏、冷凝、干燥、吸附;催化剂(引发剂)和其它助剂的配制。
目的是稀释、计量。
聚合过程:聚合的主要任务:使单体在一定的温度、压力等条件和引发剂(催化剂)作用下进行聚合反应,获得具有一定分子量及分子量分布的具有加工性能和使用性能的聚合物。
聚合工艺条件及设备的要求:高纯度的单体助剂、严格控制反应条件、对设备管线的要求;聚合实施方法:自由基聚合实施方法、离子和配位聚合实施方法、缩聚实施方法。
聚合反应的操作方式:间歇聚合:分批投料,分批出料的聚合方法,该方法优点是易控制反应时间,易改变产品品种,适宜小批量生产,缺点工艺条件不稳定,质量不稳定,劳动生产率低;连续聚合:即连续进料并连续出料的聚合方法,其优点是自动化程度高,工艺和产品质量不稳定,污染小,能耗低,劳动生产率高,适宜大规模生产,缺点难变换产品品种,技术复杂,一次性投资大。
聚合设备主要类型:釜式聚合反应器、管式聚合反应器、塔式聚合反应器、挤出式聚合反应器。
分离过程分离的主要任务:除去未反应单体、残废催化剂和助剂、反应介质,有些生产过程不需要分离;主要分离方法:真空脱单体、水洗离心过滤、闪蒸脱单体、凝聚闪蒸脱单体过程——通过降低压力使单体汽化实现与聚合物分离的生产工过程凝聚过程——在合成橡胶生产过程中,把聚合物从乳液或溶液中分离出来的过程。
处理过程:合成树脂的后处理、合成橡胶的后处理回收过程:单体回收、溶剂回收第二章请概述生产单体的原料路线的石油化工路线并比较各自的特点。
石油裂解生产烯烃:原料轻柴油(沸点3500C以下),裂解温度 750~8200C,稀释剂水蒸汽,停留时间 0.2 ~0.5s,主要产品乙烯、丙烯、C4馏分,主要设备管式裂解炉;石脑油裂解生产芳烃:原料全馏程汽油C6 ~ C11(沸点220C以下,由原油常压蒸馏得到的汽油),裂解温度 8200C,主要产品有苯、甲苯、二甲苯,主要设备管式裂解炉、重整反应器C4馏分制取丁二烯:第三章自由基本体聚合1、自由基本体聚合单体、引发剂及聚合方法?2、高压聚乙烯生产过程中聚合温度、压力和停留时间对LDPE的大分子结构、分子量及其分布、聚合物的密度等有何影响?反应温度↑,反应速率↑,分子量↓,支链↑;压力↑,分子间碰撞几率↑,聚物合的产率和LDPE分子量↑,支链度↓,密度↑。
《聚合物合成工艺学》期末复习资料
《聚合物合成工艺学》期末复习资料1. 高分子合成材料的基本原料的来源:石油化工路线、煤炭路线。
2. 连锁聚合反应的工业实施方法有:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合;缩聚反应的工业实施方法:熔融聚合、溶液聚合、界面聚合。
3. 聚合过程中常用干燥设备有:厢式干燥器、气流式干燥器;常用分离设备:闪蒸罐、振动筛。
4. 乙烯高压聚合生产工艺流程主要生产过程分为:压缩、聚合、分离、造粒。
5. 聚氯乙烯悬浮聚合过程中温度控制非常关键,为了有效提高传热效率,可以通过:及时清除黏釜物、减薄釜壁、及时清除水垢途径来提高传热效率。
6. 三大合成材料是指塑料、合成橡胶、合成纤维。
7. 聚丙烯腈生产过程的主体原料有:丙烯腈、第二单体、第三单体。
8. 聚酯纤维的生产方法:酯交换缩聚法、直接酯化缩聚法。
9. 高浓度合成乳胶制备在工业上主要有浓缩法合直接合成法,其中浓缩法最常用的三种实施方法是:喷雾干燥法、膏化法、蒸发法。
10. 从乳液聚合所得的胶乳分离出橡胶的方法有:电解质凝聚法、冷冻凝聚法。
从溶液聚合的胶液分离出橡胶的方法有:直接干燥法、水凝析法。
11. 顺丁橡胶生产中,采用的典型Ni系引发体系中的主引发剂是环烷酸镍,助引发剂是三异丁基铝,第三组分是三氟化硼乙醚络合物。
12. 在高分子合成工业中通常聚合合成过程主要包括:原料准备与精制过程、催化剂(引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程和聚合物后处理过程、回收过程六个工序。
13. HDPE工业生产主要采用低压聚合,聚合机理是阴离子配位聚合。
LDPE工业生产主要采用高压聚合,聚合机理是自由基聚合。
14. 在聚乙烯、聚氯乙烯聚合工业生产中,分别可采用控制压力、温度等手段控制聚合物分子量。
15. 丁苯橡胶生产过程中分子量分布和支链的多少主要与停留时间有关,工业上采用8~12台聚合釜串联方法,可使分子量分布窄和支链少。
1. 液体橡胶的定义:液体橡胶是一种在室温下为黏稠状流动性液体,经过适当化学反应可形成三维网状结构,从而获得和普通硫化胶具有类似的物理机械性能的低聚物。
高聚物合成工艺复习题(精品文档)
《聚合物合成工艺学》复习题一、重要的基本概念1、高分子材料发展史上,第一个工业化的合成树脂是酚醛树脂。
2、为防止单体在贮存运输过程中发生自聚,应在单体原料中添加少量的阻聚剂,它的用量大致是单体质量的 0.1 – 5 %。
3、搅拌器的桨叶形状目前工业上常用的有锚式或平桨式、涡轮式、螺轴式或螺带式等。
4、熔融缩聚制备 PET 的反应中常伴有的副反应有环化反应或基团消去反应、化学降解反应或脱羧反应或链交换反应等。
5、聚合物在聚合釜中分批产生的聚合操作方式称为间隙操作;原料连续进入聚合釜,聚合物连续出料的聚合操作方式称为连续操作。
6、白油的主要成分是脂肪族烷烃混合物。
7、脲醛压塑粉也称电玉粉。
主要用于压制各种颜色鲜艳的日用品如纽扣、瓶盖、食品盒等。
8、除去与聚合物不相溶的液相介质可采用离心分离,除去少量水分和少量有机溶剂的操作方法是气流干燥方法。
9、Carothers 依据聚合后是否生成小分子副产物将聚合反应分为加聚反应和缩聚反应,而Flory 将聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合则是从反应机理的角度进行分类的。
10、聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体,因此本体聚合过程中生成的聚氯乙烯以细粉状态析出,这种聚合称之为非均相本体聚合。
11、乳化剂的三相平衡点是指分子状态、胶束状态、凝胶状态三相平衡时的温度点。
乳化剂在高于三相平衡点温度时起乳化作用。
12、制备丁苯乳液的配方中添加一定量的歧化松香酸钠的作用是乳化作用。
13、生产聚丙烯腈的配方中引入质量分数为 5%-10%的丙烯酸甲酯,目的是为了改善聚丙烯腈的脆性,增加其柔韧性和弹性。
14、制备脲醛树脂的反应中,尿素的官能度是 4 。
15、计算三聚氰胺单体的摩尔质量。
16、工业上常用的二异氰酸酯单体有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等。
17、20世纪50年代,Ziegler-Natta 等发明了有机金属引发体系,在较温和的条件下合成了高密度聚乙烯和全同聚丙烯,因此获诺贝尔奖。
高聚物合成工艺学知识点总结
第一讲第一章绪论§1.1 高分子合成工业概述工艺学:研究将原料加工成产品的过程的科学,属技术科学,高聚物合成工艺学研究内容包括原料特点、生产原理、生产流程、操作条件、设备的构造和材料。
1. 分类:天然、半合成、合成天然橡胶经硫化制备橡胶制品,蛋白质改性产品乳酪素,纤维改性产品赛璐珞2. 高聚物的用途:皮革制品、纤维及其制品、纸张、橡胶制品、塑料制品、涂料、粘合剂、离子交换树脂、生物医学制品等。
3. 石油化工包括石油开采、石油炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子材料成型加工,其中高分子合成工业起着承前启后的作用,以燕化为例阐述我国高分子化工的发展。
1959年开始顺丁橡胶的研究,主要是催化剂的研究,Ni, Co.Ni, Ti, Co,70年开始建设,是我国首个具有知识产权的大规模的化工装置。
§1.2高分子化合物的生产过程高分子合成工业的基本任务:将简单的有机化合物(单体),经聚合反应使之成为高分子化合物。
官能团:能够发生聚合反应的活性基团或原子。
单体:含有二或二以上官能团的能够发生聚合反应的有机化合物。
(请举例)因规模大、工艺复杂,故以线性加成聚合反应为主讲解高聚物生产过程。
高聚物的合成工艺过程包括:原料准备与精制过程、催化剂(引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程、聚合物后处理过程、回收过程、三废处理过程。
一、原料准备与精制过程原料:单体、溶剂,主要是去离子水的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备,方法:精馏1. 杂质的危害:1) 阻聚和链转移作用,降低分子量;2) 使催化剂中毒和分解,降低催化剂的催化作用;3) 缩聚过程中单官能物的封端作用,降低分子量;4)使聚合物产生色泽,降低产品质量,因此,要求单体纯度在99%以上。
2. 单体的贮存由于单体往往是易燃、易爆、有毒、自聚的有机化合物,因此在贮存过程中应注意如下问题:1) 防止与空气接触;2) 使贮罐不会产生过高压力;3) 防止泄漏;4)加阻聚剂;5) 贮罐远离反应装置;6) 最好使用耐压容器二、催化剂(引发剂)配制过程(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。
西安工业大学高聚物合成工艺学复习提纲(2011)
油溶性 引发剂种类 水溶性
过氧化物 偶氮化合物
氧化—还原引发体系
过氧化物类: 过氧化物类:
通式为: 通式为: R-O-O-H 或 R-O-O-R 烷基(或芳基)过氧化氢: 烷基(或芳基)过氧化氢:R-O-O-H 过酸: 过酸: 过氧化二烷基(或芳基 :R-O-O-R 过氧化二烷基 或芳基): 或芳基 过氧化二酰基 过酸酯、过氧化碳酸二酯、 过酸酯、过氧化碳酸二酯、过氧化磺酸酯等 过氧化二苯甲酰 (BPO)
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。 此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
3. 高分子合成工业 (1) 基本原料:石油、天然气、煤炭等为原材料。 基本原料:石油、天然气、煤炭等为原材料。 (2) 生产过程: 生产过程: 包括石油开采、石油炼制、基本有机合成、 包括石油开采、石油炼制、基本有机合成、高分子合 高分子合成材料成型等工业部门,提供主要的原料成、高分子合成材料成型等工业部门,提供主要的原料-单 溶剂、添加剂等辅助原料。 体、溶剂、添加剂等辅助原料。 (3) 高分子合成工业的任务: 高分子合成工业的任务: 将基本有机合成工业生产的单体, 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, 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。因此基本有机合成工业、 原料。因此基本有机合成工业、高分子合成工业和高分子 合成材料成型工业是密切相联系的三个工业部门。 合成材料成型工业是密切相联系的三个工业部门。
4、石油裂解生产烯烃 、
液态油品和裂解副产物乙烷, 馏分 液态油品和裂解副产物乙烷,C4馏分 原料: ◆原料: 含有乙烷、丙烷、丁烷等, 含有乙烷、丙烷、丁烷等,可液化湿性天然气 装置: ◆装置: 多数为管式裂解炉。 多数为管式裂解炉。 管式裂解炉 为了避免裂解管内结焦,必须采用沸点较低的油品,例如 为了避免裂解管内结焦,必须采用沸点较低的油品, 轻柴油、石脑油以及石油炼制过程中产生的副产品炼厂气。 轻柴油、石脑油以及石油炼制过程中产生的副产品炼厂气。 过程: ◆过程: 轻油在水蒸汽存在下, 轻油在水蒸汽存在下,于750-820℃高温热裂解为低级烯 ℃ 二烯烃。为减少副反应,提高烯烃收率, 烃、二烯烃。为减少副反应,提高烯烃收率,液态烃在高 温裂解区的停留时间仅0.2-0.5秒。水蒸汽稀释目的在于减 温裂解区的停留时间仅 秒 少烃类分压,抑制副反应并减轻结焦速度。 少烃类分压,抑制副反应并减轻结焦速度。
高聚物合成技术复习提纲
说明:粗体部分重点把握,方框部分为名词术语。
仅作为复习资料用。
1.高分子有天然高分子与合成高分子之分,合成高分子是通过聚合反应。
聚合反应根据不同的分类方法分成不同的类型,机理分为连锁聚合和逐步聚合,连锁聚合反应根据其活性中心分成自由基聚合,离子聚合和配位聚合,连锁聚合反应中只有一种单体参加的称为均聚合,两种或两种以上单体参加的则称为共聚合,但对其它聚合不适用,如己二胺与己二酸的缩聚不叫共聚合。
逐步聚合包括缩聚和逐步加成聚合。
根据聚合时单体和聚合物的结构变化分成加聚反应,缩聚反应和开环聚合反应,加聚反应的产物称为加聚物,缩聚反应的产物称为缩聚物。
2.会写常见单体或聚合物的聚合反应式。
(聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,天然橡胶,丁苯橡胶,顺丁橡胶,聚对苯二甲酸乙二醇酯聚己二酰己二胺)。
注意共轭二烯类单体聚合时有1,4-聚合,1,2-聚合和3,4-聚合之分,一般不加说明时只写1,4-聚合。
单体的生产路线主要有石油路线,煤炭路线和其它路线,石油路线主要生产三烯(乙烯,丙烯,丁二烯),三苯(苯,甲苯,二甲苯),煤炭路线主要生产乙炔。
4.三烯的生产主要是石油的炼制(常减压蒸馏)的轻油组分,如轻柴油或炼厂气经裂解分离后得到;三苯是石油的炼制(常减压蒸馏)的石脑油组分经重整或加氢汽油,萃取分离得到;煤炭炼焦后得到焦炭,与生石灰反应形成碳化钙,与水反应形成乙炔(反应式)。
5.单体有烯类单体(单烯类和共轭二烯类)和带有可反应官能团的单体,单烯类单体的选择性与取代基的体积效应和共轭效应有关,一般取代基的体积不太大,具有一定的吸电性的取代基可进行自由基聚合,如乙烯,氯乙烯,丙烯酸或酯类,甲基丙烯酸甲酯,乙酸乙烯酯,丙烯腈等;带有供电性取代基的可进行阳离子聚合,主要是异丁烯;带有吸电性取代基且形成π-π共轭的可进行阴离子聚合,如丙烯酸酯类,丙烯腈等;苯乙烯,丁二烯,异戊二烯等三种聚合均可。
***丙烯只能进行配位聚合,目前配位聚合的单体是α-烯烃和共轭二烯烃。
高聚物合成工艺学总结
名词解释浊点:非离子表面活性剂被加热到一定温度,溶液由透明变为浑浊,出现此现象时的温度称为浊点,乳液聚合在浊点以下进行均缩聚:一种单体参加的缩聚反应共缩聚:均缩聚体系和混缩聚体系加入其它单体进行缩聚三相点:离子型乳化剂在一定温度下会同时存在乳化剂真溶液、胶束和固体乳化剂三相态,此温度点称三相点。
乳液聚合在三相点以上进行。
离子聚合:乙烯基单体,二烯烃单体以及一些杂环化合物在某些离子的作用下进行的聚合反应称之为离子聚合反应。
(单体在阳离子或阴离子作用下,活化为带正电荷或带负电荷的活性离子,再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应,统称为离子型聚合反应)配位聚合:是烯烃单体的碳-碳双键与引发剂活性中心的过渡元素原子的空轨道配位,然后发生位移使单体分子插入到金属-碳之间进行链增长的一类聚合反应。
混缩聚(异缩聚物):两种单体参加的缩聚反应逐步加成聚合反应:某些单体分子的官能团可以按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物,但又不析出小分子副产物,这种反应称为逐步加成聚合反应。
扩链反应:预聚物通过末端活性基因的反应使分子相互连结而增大分子量的过程均相本体聚合:指生成的聚合物溶于单体(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯)。
非均相本体聚合:指生成的聚合物不溶解在单体中,沉淀出来成为新的一相(如氯乙烯)。
HLB值:亲水亲油平衡值用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。
HLB值越大表明亲水性越大;反之亲油性越大。
"临界胶束浓度"(CMC):表面活性剂分子形成胶束时的最低浓度.从结构而言,疏水基团越大,则CMC值越小。
在烃基带有极性基团时,CMC值增大。
萃取精馏:是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。
基本原理是,液体的混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂,以增大液体混合物中各组分的挥发度的差异,使挥发度相对地变大的祖坟可以由精馏塔顶馏出,挥发度相对地变小的组分则与加入的溶剂在塔底流出。
聚合物合成工艺学复习资料笔记考题四川大学华南理工大学
聚合物合成工艺学1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些?适用范围如何?①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等;②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌;平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌;螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用,特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。
2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。
—合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。
而合成树脂的聚合方法则是多种的。
合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同,生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大:①分离过程的差异:合成树脂,通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中,而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的,在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。
合成橡胶的高粘度溶液,不能用第二种溶剂以分离合成橡胶,其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中,同时进行强烈搅拌,未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出,合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出,且悬浮于水中。
经过滤、洗涤得到胶粒。
②后处理过程的差异:合成树脂后处理方框图:干燥干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品潮湿的粉状稳定剂等合成树脂粒状塑料均匀化干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料制品合成橡胶后处理方框图:潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的?怎样处理?什么是“爆炸极限”?①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂,许多是有毒的,甚至是剧毒物质。
由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。
聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。
这些废水如果不经过处理排入河流中,将污染水质。
此外,生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣,因此高分子合成工业与其他化学工业相似,存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。
齐齐哈尔大学高聚物合成工艺学题库附答案
习题集(348)第一章绪论(37)一、判断(10)1、由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。
(+ )2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的,容易实现操作过程的全部自动化,机械化,便于小批量生产。
(_ )3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。
根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。
(+ )4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质,如果单体几乎全部转化为聚合物,通常不需要经过分离过程。
如果要求生产高纯度聚合物,应当采用真空脱除单体法。
(+)5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂,也需要经过分离过程。
(_ )6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
(_ )7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。
加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。
(+ )8、合成树脂生产中回收的溶剂。
通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。
(+ )9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。
(+ )10、塑料具有取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧等优点。
(+ )二、填空(10)1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。
2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合与溶液聚合两种方法。
3、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非均相溶液聚合。
4、塑料的原料是合成树脂和助剂。
5、塑料成型重要的有:注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或弹性体。
7、高分子合成工业的基本原料为石油、天然气、煤炭等。
8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行,聚合釜中必须安装搅拌器。
9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。
可能含有少量反应单体和分散剂。
高聚物合成工艺学
1、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(包括缩聚反应等)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。
基本有机合成工业、高分子合成工业和高分子合成材料成型工业是密切相联系的三个工业部门。
(2)对于三废的处理:①在进行工厂设计时应当考虑将其消除在生产对程中,不得已时则考虑它的利用,尽可能减少三废的排放量。
必须进行排放时.应当丁解三废中所含各种物质的种类和数量,有针对性地进行回收利用和处理,最后再排放到综合废水处理产所。
不能用清水冲淡废水的方法降低废水中有害物质的浓度。
②对含有不涪于水的油类废水,利用密度的不同,流经上部装有挡板的水池以清除浮油,然后进行生物氧化处理。
③对含有固体微粒的废永应流经沉降池,使微粒自然沉降,然后废水迷往处理中心。
如果废水中溶有较多的有机溶荆.则不适于生化处理,需要焚烧处理。
废水中舍有重金属时·应当用离子交换树脂进行处理。
④有机废渣通常作为锅炉燃料进行焚烧。
(3)回收利用方法:①作为材料再生循环使用;②作为化学品循环使用;③作为能源回收利用 6、最重要的原料来源路线:①石油化工路线;②煤炭路线;③其他原料路线.7、C4馏分的组成:丁烷、丁烯和丁二烯,是石油炼制过程中和液态烃高温裂解过程中产生。
8、引发剂的选择 ①根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性引发剂;②根据聚合操作方式和反应温度条件,选择适当分解速度的引发剂;③根据分解速度常数;④根据分解活化能;⑤根据引发剂的半衰期。
特点:①本体聚合是四种方法中最简单的方法,无反应介质,产物纯净,适合制造透明性好的板材和型材; ②后处理构成简单,可以省去复杂的分离回收等操作过程,生产工艺简单,流程短,设备少,较经济; ③反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本比较低.缺点:①放热量大,反应排除困难,不易保持一定的反应温度;②物料黏度很大 11、本体聚合中改善传热所采用的方法? ①加入一定量的专用引发剂调节反应速率; ②采用较低的反应温度,使放热缓和; ③反应进行到一定转化率,粘度不高时就分离聚合物; ④分段聚合,控制转化率和“自动加速效应”; ⑤改进和完善搅拌器和传热系统,以利于聚合设备的传热; ⑥采用“冷凝态”进料和“超冷凝态”进料;⑦加入少量内润滑剂改善流动性。
高聚物合成工艺学资料
高聚物合成工艺学资料高聚物合成工艺学第一章高分子化合物生产过程(1) 原料准备与精制过程:包括单体、溶剂、去离子水等原料贮存、冼涤、精制、干燥、调整浓度等过程与设备。
(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、低聚合物等过程与设备。
(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与设备。
第二章石油化工路线从轻柴油制取乙烯和丙烯轻柴油(b.p<350)----裂解物为乙烯、丙烯、C4馏分裂解特点: 750—820度热裂解、停留时间0.2-- 0.5秒,控制烃类裂解分压,以抑制副反应。
5. 精制过程:脱酸、除水、除炔。
分离过程:深冷分离法乙炔和乙烯合成其他单体和树脂路线见书31和35—乙烯可以合成各种单体,从而得到各种合成树脂与合成橡胶。
例如:CH2=CH2—聚乙烯 CH2=CH2+CH3-CH=CH2—乙丙橡胶CH2=CH2+Cl2+O2—CH2Cl-CH2Cl—CH2=CHCl—聚氯乙烯CH2=CH2+CH3COOH+O2—CH2=CH-OOCCH3—聚乙酸乙烯酯—聚乙烯醇—维纶树脂第三章自由基聚合生产工艺引发剂的选择:(1)根据聚合操作方式和反应温度条件,选择适当分解速度的引发剂。
(2)根据引发剂的分解速度随温度的不同而变化,所以要根据反应温度选择合适的引发剂。
(3)根据分解速度常数选择引发剂。
(4)根据分解活化能Ed选择引发剂。
(5)根据引发剂的半衰期,选择引发剂。
间歇法悬浮聚合时,反应时间应是引发剂半衰期的2倍以上。
若无适当的引发剂,则可用复合引发剂,复合引发剂的半衰期tmt0.5m[I]m1/2 = t0.5A[I]A1/2 + t0.5B[I]B1/2连续聚合中,应根据物料在反应器中的平均停留时间选择适当的引发剂,未分解的引发剂量与停留时间的关系用经验式计算:v = ln2/( t/τ+ln2)τ= t,则有40%未分解的引发剂带出反应器,τ= t/6,则有10%未分解的引发剂带出反应器。
聚合物合成工艺学复习
2013-2014(1)聚合物合成工艺学复习提纲1.根据下列高聚物或原料名称的英文缩写写出其中文名称聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚异丁烯(PIB)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)聚偏氯乙烯(PVDC)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚丙烯腈(PAN)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯醇(PVA)、聚丁二烯(PB)、聚异戊二烯(PIP)、聚氯丁二烯(PCP)、聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(SMMA)、苯乙烯-马来酸酐(SMA)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)2.乳液聚合的特点、乳液聚合机理及动力学、乳液聚合中乳化剂的主要作用及破乳方法。
特点:聚合速度快,分子量高;以水为介质,成本低。
反应体系粘度小,稳定性优良,反应热易导出。
可连续操作;乳液制品可以直接作为涂料和粘合剂。
粉料颗粒小,适合于某些特殊使用场合;由于使用乳化剂,聚合物不纯。
后处理复杂,成本高机理:分散阶段(聚合前段)乳胶粒生成阶段(聚合I段)乳胶粒长大阶段(聚合II段)聚合完成阶段(聚合III段)换言之,整个聚合体系中,平均有一半乳胶粒中有自由基,发生聚合反应;另一半乳胶粒中则没有自由基,不发生聚合反应。
胶乳颗粒的生成过程可以分成胶乳颗粒成核和颗粒增长两个阶段,实际上两阶段可以同时发生,即在第一个颗粒成核后立即增长,同时有新的核心生成。
+动力学: Rp =kp[M]p[R·]p=kp([M]pn-)N/NARp—单位体积连续相中的聚合速度[M]p—聚合物胶乳颗粒中发生反应时的单体浓度[R·]p—每升连续相中的自由基浓度N—颗粒数浓度n-—每个胶乳颗粒(相同大小)中存在的自由基平均数目乳化剂作用:使单体在乳状液中稳定,使单体在胶束中增溶;使聚合生成的聚合物胶乳粒子稳定;增加聚合物的溶解性;对引发聚合反应起到催化作用,因而可能由于参与化学反应而存在于所得聚合物中。
《高聚物合成工艺学》试题
《高聚物合成工艺学》试卷二一. 名词解释(21 分)1. 反相悬浮聚合2. 互穿网络聚合物IPN3. 硅橡胶4. 脱灰5. 热固性6. 种子聚合7. 聚酯纤维二. 填空(20 分)1. 三大合成材料是指:,,。
2. 高分子合成工业中用自离子聚合反应机理生产的聚合物主要采用有:,,,四种聚合方法来实施。
3. 低温丁苯橡胶乳液聚合过程中主要的影响因素是,。
常采用的控制乳液胶粒的粒径。
4.ABS 用那三个单体聚合:,,。
分散相常采用,聚合方法。
连续相常采用,聚合方法。
5. 在聚氯乙烯聚合生产中,主要采用手段控制聚合物分子量。
6. 评价高聚物耐热性两个重要指标是:,。
三. 判断(10 分)1. 聚合反应釜中搅拌器只起到加速传热的作用。
()2. 水油比是指反应体系中水的用量与单体重量之比。
()3.HDPE常用高压聚合生产工艺。
()4. 热塑性酚醛树脂不需加入固化剂即可在加热的条件下固化。
()5. 聚四氟乙烯常采用本体聚合工艺生产。
()6. 顺丁橡胶的分子量越大,分子量分布越窄,其力学性能越好,但是加工性能越差。
()8.聚苯乙烯的聚合可以是本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。
()9.浅色剂只有将带色杂质变为浅色或无色物质,改善纤维白度的作用。
()10.在乳液聚合过程中,搅拌强度太高,会使乳胶粒子数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至导致破乳。
()11.悬浮聚合体系一般是由单体、引发剂、水和分散剂四个基本部分组成。
()四. 简答(25 分)7.简述石油裂解制烯烃的工艺流程。
8.简述本体聚合的特点。
9.简述悬浮聚合过程的影响因素。
10.聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法和两步法两种,对比两种方法的特点。
11.试比较高温和低温丁苯配方的主要区别。
五. 问答(24 分)7.画出悬浮法聚氯乙烯生产流程图,并简要说明?8.什么是胶束的增溶作用?为什么说表面活性剂的CMC是乳胶化效率的重要指标?。
高聚物合成工艺学期中试题
1、(5分)高分子材料的合成生产,包括几个过程?其中聚合过程应主要哪些问题?过程:原料准备与精制:包括单体,溶剂,去离子水等原料的贮存,洗涤,精制,干燥,浓度调整等过程。
催化剂或引发剂的准备和配制:包括聚合用催化剂,引发剂和助剂的制造,溶解,贮存,浓度调整等过程。
聚合反应:包括聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料的输送等过程。
分离过程:包括未反应单体的回收,溶剂和催化剂的脱除,低聚物的脱除等过程。
聚合物后处理:包括聚合物的输送,干燥,造粒,均匀化,贮存,包装等过程。
回收:主要是未反应的单体和溶剂的回收和精制。
聚合注意问题:单体,所有分散介质和助剂不能含有影响聚合反应或影响聚合物色泽的杂质反应条件应非常稳定以使平均分子量和分子量分布在要求范围内,聚合反应必须有重复性。
聚合生产设备不能污染聚合物,多数情况下应采用不锈钢,搪玻璃或不锈钢碳钢复合材料等制成。
2、(5分)聚会反应的原材料为何有严格的精制和准备?如果存在杂质会产生各种影响。
杂质对催化剂的潜在影响:降低催化作用,使催化剂失效,分解催化剂。
杂质对聚合反应的潜在影响:阻聚,产生链转移,产品色泽异常。
3、(10分)请叙述自由基聚合生产工艺四种实施方法的工艺特点及主要控制因素。
控制因素:4、(5分)悬浮聚合过程中,影响粒径大小及分布的因素有几点?反应器几何形状:如反应器长径比,搅拌器形式与叶片数目,搅拌器直径与釜径比,搅拌器与釜底距离等。
操作条件:如搅拌器转速,搅拌时间,聚合时间的长短,两相体积比,加料高度,温度等。
物料的物理性质:如两相液体的动力粘度,密度以及表面张力等。
5、(15分)悬浮聚合原材料中的分散剂应具备哪些条件?请叙述它与搅拌系统的彼此关系。
具备条件:在有机分散相与水连续相的界面之间应当存在保护膜或粉状保护层以防止液滴凝结彼此关系:反应器的搅拌装置应具有足够的剪切速率以使凝结的液滴重新分散。
搅拌装置的剪切力应当能够防止两相由于密度的不同而分层。
高聚物合成工艺学2
(2)反应程度的影响 a. 反应程度(P)是参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值。 b.逐步缩聚反应的单体转化率与反应程度的关系。 c.当原料为等mol比时,平均结构单元数(Xn)与反应程度(P)关系
反应程度P的取值范围为0~1,极限值是P→1,但不等于1。
d. 缩聚反应的高聚物必须要达到一定的反应程度才有意义。
OH
C
OH
H
2
O
H
OH
A
2, 6- 二羟甲基酚
OH A~
~A-CH2B-A-CHB2OOO-HH HAOC-H2 B-CAH2-CH2OBH -A-B-A~
OH
A
CH2
CH2
A CH2 C H 2O H
CH2
A
CH2OH ~2,A4- 二-O羟H甲B基-酚 A-B-A-2, 6,B4- -三 羟OA甲H基-酚 B-A-B-A~
条件:可在较低温度、较低真空度下进行。 连续法:产量最大的聚酯和聚酰胺的生产。
n aAb
a [ A ] nb + (n-1)ab
主要用来生产聚碳酸酯、芳香族聚酰胺以及芳香族聚酯等。
反应:反应已达预期指标。
(2)应用:要用作热塑性塑料、合成纤维、涂料与粘合剂等,例 (1)界面缩聚法:将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中,再将这两种溶液倒在一起,在两液相的界面上进行缩聚反应,聚合产物不
消光剂:一般为白色颜料,如钛白粉、锌白粉等。
(1)界聚面缩砜聚是、一种聚不平酰衡缩亚聚反胺应。以及芳族杂环聚合物主要用作耐高温塑料。
将一般熔融缩聚法得到的适当分子量范围的产品出料后再进行固相缩聚则可避免上述缺点,且所用的反应设备简单。
其它助剂:增塑剂、着色剂、防老化剂等。
高聚物合成工艺学重点整理
1.粘釜产生原因、危害及防止措施。
粘釜原因:物理原因:吸附作用;化学原因:粘附作用。
危害:(1)传热系数下降;(2)产生“鱼眼”,使产品质量严重下降;(3)需要清釜,非生产时间加长。
防止措施:(1)釜内金属钝化;(2)添加水相阻聚剂,终止水相中旳自由基,例如在明胶为分散剂旳体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等;(3)釜内壁涂极性有机物,防让金属表面发生引起聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化;(4)采用分子中有机成分高旳引起剂,如过氧化十二酰. 清釜;(5)提高装料系数,满釜操作。
减少粘釜旳措施:目前先进旳措施是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂旳种类诸多,(并且生产工厂技术保密,重要是苯胺染料、蒽醌染料等旳混合溶液或这些染料与某些有计酸旳络合物,一般用量很少,产生明星旳作用)此时产生旳少许粘釜物用高压水枪冲洗即可(水压>21mpa)到达清釜目旳。
2.高分子合成材料旳生产过程答: 1)原料准备与精制过程特点:单体溶剂等也许具有杂质,会影响到聚合物旳原子量,进而影响聚合物旳性能,须除去杂质意义:为制备良好旳聚合物做准备 2)催化剂配制过程特点:催化剂或引起剂旳用量在反应中起到至关重要旳作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引起反应 3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调整聚合物旳分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调整聚合物分子量 4)分离过程特点:聚合物众位反应旳单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料运用率 5)聚合物后处理过程特点:聚合物中具有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运送6)回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料运用率,减少成本,防止污染环境3. 生产单体旳原料路线有几条?试比较它们旳优缺陷?答:工业上生产旳高聚物重要是加聚高聚物和缩聚高聚物。
目前重要有两条路线。
(1)石油化工路线(石油资源有限))石油化工路线(石油资源有限)石油经开采得油田气和原油。
《聚合物合成工艺学》复习知识点及思考题
《聚合物合成工艺学》各章重点第一章绪论1.高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致,催化剂配置,聚合反应过程,分离过程,聚合物后处理过程,回收过程2.聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却,夹套附加内冷管冷却,内冷管冷却,反应物料釜外循环冷却,回流冷凝器冷却,反应物料部分闪蒸,反应介质部分预冷。
3. 聚合反应设备1、选用原则:聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特性、聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响、经济效应。
2、搅拌的功能要求及作用功能要求:混合、搅动、悬浮、分散作用:1)推动流体流动,混匀物料;2)产生剪切力,分散物料,并使之悬浮;3)增加流体的湍动,以提高传热效率;4)加速物料的分散和合并,增大物质的传递效率;5)高粘体系,可以更新表面,使低分子蒸出。
第二章聚合物单体的原料路线1.生产单体的原料路线有哪些?(教材P24-25)石油化工路线,煤炭路线,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)2.石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料?并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品?(教材P24-25、P26、P31)得到单体和原料:乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。
得到聚合物:聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。
3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1.自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。
聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。
2.引发剂及选择方法,调节分子量方法种类:过氧化物类、偶氮化合物,氧化还原体系。
选择方法:(1)根据聚合操作方式和反应温度条件,选择适当分解速度的引发剂。
(2)根据引发剂分解速度随温度的不同而变化,故根据反应温度选择适引发剂。
(3)根据分解速率常数选择引发剂。
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1、为什么要对聚合物进行后处理? 经过分离过程制得的聚合物,含有一定的水分和未脱除的少量溶剂,需要经过脱水和干燥。
2. 合成树脂的后处理过程潮湿的粉状树脂稳定剂干燥的粉状树脂干燥方法:气流干燥和沸腾干燥3.聚合方法的选择:聚合方法的选择取决于聚合物性质;相同性能的产品,产品质量好,设备投资少,生产成本低的方法将得到发展。
其它方法则逐渐被淘汰。
4.高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用答:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物。
对于废气处理,应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露,并且加强监测仪表的精密度,以便极早察觉逸出废气并采取相应措施,使废气减少到容许浓度之下。
对于三废的处理,首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中,不得已时则考虑它的利用,尽可能减少三废的排放量,例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法,或采用密闭循环系统。
必须进行排放时,应当了解三废中所含各种物质的种类和数量,有针对性地回收利用和处理,最后再排放到综合废水处理场所。
废弃物的回收利用有以下三种途径: 1、作为材料再生循环利用; 2、作为化学品循环利用;3、作为能源回收利用5.生产单体的原料路线有那些?答:石油路线:石油行高温裂解,得到的裂解气经分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。
产生的液体经加氢后催化重整使之转化为芳烃,经萃取分离可得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。
然后可将它们直接用作单体或进一步经化学加工以生产出一系列单体。
煤炭路线:煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。
由煤焦油经分离可得到苯,甲苯、苯酚等。
焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石,电石与水反应生成乙炔,由乙炔可以合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原料。
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。
6.成纤聚合物的结构和性质特征:答:①、聚合物长链必须是线形的,支链应尽可能少,无交联.因为线型大分子能沿纤维的纵方向发生取向,可提高纤维的强度。
②、聚合物应具有适当高的分子量,且分子量分布要窄。
③、聚合物分子结构应规整,易于结晶,最好能形成部分结晶的结构。
④、聚合物大分子中含有极性基团,可增加分子间作用力,提高纤维的物理和机械性能。
⑤、结晶性聚合物的熔点和软化点应比允许的使用温度高很多,而非结晶性聚合物其玻璃化温度比使用温度高。
⑥、聚合物要有一定的热稳定性,易于加工成纤,并具有实用价值。
7.什么是生物基高聚物?什么是可生物降解高聚物?两者之间有什么区别和联系?答:生物基高聚物:以生物产品为原料制成的高聚物称为生物基高聚物。
生物降解聚合物:能够被细菌、真菌、藻类等微生物分解、破坏的高聚物。
8.可生物降解高聚物在结构上有什么特点?答:①直链、②柔软的链结构、③脂肪族高分子、④宽分子量分布的聚合物、低分子量的低聚物、⑤非晶态聚合物低熔点高分子比、⑥酯键、肽键、⑦亲水高分子、⑧表面粗糙9.研究可生物降解高聚物的意义何在?答:完全生物降解材料能被微生物完全分解,对环境有积极的作用。
10.具有下述两条件之一的聚合物具有水溶性:a、主链上含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键,而形成的聚合物为无定形结构;b、主链为C-C键,但沿主链分布众多的亲水基团。
11.聚电解质:离子型的水溶性聚合物12.憎水缔合聚合物:憎水缔合聚合物:水溶性聚合物分子中如果含有少量憎水长碳链(C6~18)构成的单体链段,则具有憎水缔合的现象,与一般水溶性聚合物的溶液性质有所不同,因此叫憎水缔合聚合物.13.吸水性树脂:具有交联结构的水溶性聚合物,失去了水溶性,但具有吸水性和保水性。
14.水凝胶:吸水能力较小的吸水性树脂,吸水量为干树脂百分之数十份。
15高吸水性树脂:吸水量达数10倍以上的称为高吸水性树脂。
16.比较乳液丁苯和溶液丁苯的异同点。
答:1溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶两种生产方法的原料和配置基本相同,主要原料都是丁二烯和苯乙烯,但是乳液聚合过程中需要几十种助剂,而溶聚丁苯橡胶只需烷基锂作催化剂,和少量几样助剂,溶液配置简单操作方便。
而且溶聚无规丁苯橡胶的分子量小,可以填充大量的炭黑和油墨。
同时不需要塑炼,低温性能良好,永久变形小,不需要使用,增塑剂,比较容易包锟,在添加原料以后,很容易形成带状,胶片十分光滑,收缩度小,加工过程也比较安全,比起乳聚丁苯橡胶的混炼容量大多了。
2溶液聚合转化率理论上可达百分百,反应周期约为乳液聚合周期的一半;乳液聚合转化率一般在70%左右,反应周期约七个小时。
3溶聚需要大量的溶剂,使用的催化剂也是不同的,主要产生的橡胶根据催化剂的不同分为几种。
分为醇烯系溶液共聚丁苯橡胶和锂系溶液共聚丁苯像胶。
锂系溶聚丁苯橡胶可分为两种类型:嵌段型、无规型。
这里一般是指:无规型溶聚丁苯橡胶。
在生产装置上,需要增添一些设备,主要用于溶剂精制和回收,对水、电、气的需求加大。
4乳聚丁苯橡胶的生产过程中,排污量远高于溶聚丁苯橡胶,在生产过程中所产生的污染。
5采用溶液聚合法生产丁苯橡胶用到的生产装置应变能力强,适应性强,可迅速转产,改产,可与SBS等共用一套生产装置。
6溶液聚合的生产过程较灵活,可以通过控制分子量、分布情况、支化度、苯乙烯含量及嵌段程度来生产各种产品,橡胶烃含量可高达98%。
7溶聚丁苯橡胶硫化速度快,加工性能好,胶质纯,硫化剂和促进剂的用量减少,溶聚丁苯橡胶的加工省时、省力、省能。
17.有机硅聚合物:如何提高有机硅聚合物的分子量。
答:提高线型聚合物分子量的合成方法-催化重排如欲制取分子量较高的线型聚合物(硅橡胶),必须采用高纯度的二氯硅烷单体,实际上这种高纯度单体很难制得.工业上通常由二氯硅烷先转化成环状的四聚体,即八甲基环四硅氧烷,再在酸性或碱性条件下发生催化重排(开环聚合),可获得分子量高达40-80万的线型聚合物.18.聚乙烯的合成与生产工艺:LDPE生产工艺,气相本体法聚合工艺条件的控制。
答:(1)生产工艺控制原料准备:主要是乙烯单体、分子量调节剂的选择与准备。
(2)分子量的控制根据PE的分子量的大小可选择相应的分子量调节剂即链转移剂。
(3)添加剂:添加剂的种类和用量根据PE的牌号和用途来定。
为了便于计量及与PE混合均匀常将添加剂配成浓度为12.0%的白油溶液或分散液。
(4)催化剂的配制实际上是聚乙烯引发剂,工业上称催化剂2 气相本体聚合 1.压力一般在122~303MPa之间;2.温度的确定主要取决于引发剂的类型,反应温度一般在130℃~350℃范围之间;3.反应时间:一般在15s~2min范围内,主要取决于反应器类型和产品的不同牌号。
19聚氯乙烯的合成与生产工艺:悬浮聚合生产工艺条件的控制。
答:1、反应组分的选择和配比:悬浮聚合的反应组分主要包括以下几种:单体、水、引发剂、分散剂、反应助剂。
(1)单体:纯度>99.98% (2)水:去离子水(3)分散剂:分散剂种类的选择直接影响到颗粒的形态,生产过程中的分散效果和产品的性能。
2、助分散剂作用:进一步降低单体表面和单体-水相界面的张力,使聚合物颗粒疏松度进一步增强,另外催化剂、助分散剂的电荷作用,可增强液滴的稳定性,助分散剂实际是一些表面活性剂,一般亲油力>亲水力。
3、分散剂的配比:随分散剂的种类不同,配比略有不同。
4、主分散剂:为水量的0.1%左右5、助分散剂:为水量的0.001%~0.01%6、引发剂:油溶性自由基引发剂7、聚合助剂VCM聚合过程中,为了进一步提高聚合物的性能和改善聚合条件,往往还要加入若干聚合用的助剂。
(1)抗氧剂(2)水相阻聚剂(3)防粘釜剂(4)链转移剂(5)抗“鱼眼”剂(6)链终止剂2、聚合条件的控制(温度、搅拌速度、时间)(1)温度聚合温度的确定主要是根据单体、引发剂和产品的性能来确定。
一般聚合温度高于引发剂的分解温度,低于单体和水的沸点温度,一般46~60℃范围内。
(2)时间悬浮聚合是间歇式反应,出料是一釜接一釜的进行的,工业上称聚合时间为“干锅”时间,聚合时间由转化率来决定粘釜产生的原因a、釜壁由于腐蚀或机械损伤,形成凹凸不平的缺陷,聚合物尤其是少量单体在水相中形成的粒性低聚体在此沉积,与金属釜壁产生范德华力,形成物理吸附。
b、粘附作用,粘稠的聚合物被搅拌力飞溅到釜壁。
防釜措施根据以上原因可采取相应措施如下:a、使聚合釜内壁钝化,最有效的方法,对内壁进行防粘涂布处理。
防粘涂层面法方面能利用的文献很多,防粘技术是工厂的商业秘密。
b、加入水相阻聚剂20.酚醛树脂的合成与生产工艺:碱法酚醛树脂的合成工艺答:1、合成原理:过量甲醛与苯酚 [mol比为(1.1~1.5):1] 在碱性条件下进行缩聚就能生成热固性酚醛树脂。
其反应可分为三个阶段,每个阶段都可以从树脂的外形及其溶解性来区分。
(1)甲阶树脂(A 阶树脂):苯酚在碱NaOH作用下,生成酚钠,由于酚氧离子的离域化作用,而使邻位、对位离子化,然后甲醛与之发生亲电加成反应。
2)乙阶树脂(B阶树脂):甲阶树脂在 100~130℃加热,进一步反应产生部分交联,即可转变为乙阶酚醛树脂(或B阶树脂),也称半熔树脂,为固体,在丙酮中不溶解,只能溶胀,热塑性较差。
3)丙阶树脂(C 阶树脂;在固化成型时形成)在材料成型加工过程中,乙阶材料进一步被加热约120~170°C生成网状结构,这时候苯酚的三个官能团位置全部发生了作用,达到了理想的分子结构,这种树脂已完全硬化失去热塑性,也不溶(或溶胀)于任何溶剂。
21.环氧树脂的合成与生产工艺 :双酚A 环氧树脂的合成工艺 答:生产工艺:生产低分子量环氧树脂: 投料比:环氧氯丙烷:双酚A=7-10:1 加料顺序:双酚A 溶于环氧氯丙烷,氢氧化钠分批滴加, 反应温度:50-55℃ 后处理:减压脱除过量的环氧氯丙烷,后用甲苯萃取,先常压脱甲苯后减压脱甲苯得产品。
21.PET 的合成工艺及工艺条件的控制答:1、直接法(TPA 法)2HOCH 2CH 2OH +C C O OHOHO CCO O OO 2CH 2CH 2CH 2OH +2H 2OBHET1.反应温度较高,可达220 ~260°C,可在加压下进行。
2.提高EG 的用量,可提高反应速度,但大量的EG 存在使乙醇醚化生成二甘醇DEG 含量增加,严重影响PET 的性能,工业上一般控制 EG/TPA =(1.3 ~1.8) :12、酯交换法 (DMT 法)2HOCH 2CH 2OH +CCO O OO +2H 2OBHET CH 3H 3C(1)DMT 法较TPA 易提纯(2)DMT 无自催化作用,往外加催化剂,通常加Mn,Zn ,Co ,Ca 的醋酸盐(3)反应为均相体系,EG/DMT=(2.2~2.5):1反应速度较快。