高聚物合成工艺学单体和反应式
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。
高聚物合成工艺学题集--四川大学资料
“聚合物合成原理及工艺学”
习题集
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。
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？。
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。
高中化学有机物 有机合成、高分子化合物 第3节 合成高分子化合物
第3节合成高分子化合物[课标要求]1．了解高分子化合物的分类、组成和结构特点，能根据高聚物的结构简式确定其单体和链节。
2．了解加聚反应和缩聚反应的区别，并能进行反应类型的判断，知道高分子材料与高分子化合物的关系。
1.合成高分子化合物的化学反应称聚合反应，分为加聚反应和缩聚反应。
2．三大常见合成高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶。
3．功能高分子材料：离子交换树脂，光敏高分子，导电高分子，医用高分子，膜用高分子。
4．高聚物单体推断的关键，一是判断高聚物的类型，二是找准断键的位置。
高分子化合物1．高分子化合物概述(1)概念由许多小分子化合物以共价键结合成的、相对分子质量很高(通常为104～106)的一类化合物，又常称为聚合物或高聚物。
(2)单体能用来合成高分子化合物的小分子化合物。
如聚乙烯【CH2—CH2】n的单体是CH2=CH2。
(3)链节高分子中化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元，又称链节。
如：聚乙烯CH2—CH2中链节为—CH2—CH2—。
(4)链节数链节的数目n称为重复结构单元数或链节数。
(5)分类①按照高分子化合物的来源：天然高分子化合物、合成高分子化合物。
②按照高分子化合物分子链的连接形式：线型高分子、支链型高分子、体型高分子。
③按照高分子化合物受热时的不同行为：热塑性高分子、热固性高分子。
④按照高分子化合物的工艺性质和使用：塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料。
2．高分子化合物的合成——聚合反应(1)概念由小分子物质合成高分子化合物的化学反应。
(2)加成聚合反应单体通过加成的方式生成高分子化合物的反应，简称加聚反应，反应过程中没有小分子化合物产生。
(3)缩合聚合反应单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应，简称缩聚反应。
反应过程中除生成高分子化合物外还伴随有小分子化合物(如H2O、HX等)生成。
1．单体与结构单元是否相同？有何关系？提示：不相同。
单体是反应物，结构单元是高分子中的最小重复单位；单体是物质，能独立存在，结构单元不是物质，只能存在于高分子中；单体含不饱和键，结构单元不一定含不饱和键。
高聚物合成工艺第二版课程设计
高聚物合成工艺第二版课程设计一、课程设计目的和背景高聚物合成，是指在化学反应过程中，通过两种或多种物质的化学结合，形成一个高分子化合物的过程。
高聚物在各个领域有着广泛的应用，如塑料、纤维、涂料、胶粘剂、橡胶等。
本课程设计旨在从实际应用需求出发，对高聚物合成工艺进行探讨和研究，设计出合适的工艺流程，促进学生对高聚物合成的理解和应用。
二、课程设计内容1.高聚物合成工艺原理介绍：1.1 高聚物的分类和基本原理1.2 高聚物合成反应机理1.3 高分子物质的结构和性质2.高聚物合成工艺实验设计：2.1 实验目的2.2 实验步骤2.3 实验器材和试剂2.4 实验记录2.5 实验结果分析3.工艺流程设计：3.1 原料准备3.2 反应条件控制3.3 反应器选择3.4 反应过程监测3.5 反应后处理4.工艺优化方法讨论：4.1 催化剂的选择4.2 溶剂的选择4.3 温度、压力调节4.4 反应时间控制4.5 结果评价和优化建议三、课程设计流程1.参考相关文献和资料，深入了解高聚物合成的基本原理和实验设计流程，明确课程设计任务和目标。
2.组成小组，确定具体实验方案和工艺流程，选定实验器材和试剂。
3.进行实验，实验记录详细实验数据，收集各种原始数据。
4.根据实验数据分析实验结果，得出工艺流程设计评价和优化建议。
5.撰写实验报告，对实验数据和研究成果进行全面分析总结，并对实验结果进行讨论和总结。
6.根据实验数据和研究成果，提出高聚物合成工艺流程设计和工艺优化的可行性建议。
四、评分要求1.实验报告中包含对高聚物合成原理的深入理解，严谨的实验步骤和结果记录，合理的实验数据分析和优化建议，课程设计完成进度与学术难度的考虑。
2.实验小组中成员之间合作、监督、协调能力和个人能力的发挥的考虑。
3.课程设计完成的时间进度的把控和实验室安全要求的遵守。
五、结论本课程设计通过对高聚物合成工艺原理、实验设计、工艺流程设计和工艺优化方法等方面的研究和实践，对提高学生对高分子化学和工程学的理解，增强实践能力和创新能力，拓展其科研和工程领域的应用能力有着积极的作用和推动意义。
高聚物合成工艺学
高分子合成工业
合成工业任务： 是将基本有机合成工业生产的单
体(小分子化合物)，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。 高分子合成材料的制备过程： 经过石油开采、石油 炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子合成材 料成型等工业部门。
合成纤维—— 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。合成纤维中通常要加有少量消光剂、 防静电剂以及油剂等。消光剂的作用可以消除合成纤 维的光泽，一般为白色颜料如钛白粉，锌白粉等。油 剂的作用是增加纤维的柔性和饱合性。
1.2 高分子合成材料的特性和在国民
经济各部门中的应用
通用塑料： 通用塑料产量大，生产成本低，性能多样 化。主要用来生产日用品或一般工农业用材料。例如聚 氯乙烯塑料可制成人造革、塑料薄膜、泡沫塑料、耐化 学腐蚀用板材、电缆绝缘层等。
工程塑料： 工程塑料产量不大，成本较高，但具有优 良的机械强度或耐摩擦、耐热、耐化学腐蚀等特性。可 作为工程材料，制成轴承、齿轮等机械零件以代替金属、 陶瓷等。
20世纪
50年代以后：由于发现了由有机金属化合物和过渡 金属化合物组成的催化剂体系，可以容易地使烯烃、 二烯烃聚合为性能优良的高聚物，因此对原料烯烃、 二烯烃的需要量急增。许多以煤和粮食为原料的化工 产品纷纷转向石油路线进行生产，石油化学工业迅速 扩大增长。
20世纪——
解放后：逐渐建立了化学纤维工业、合成橡胶工业 和塑料工业。相继建成了若干大型石油化工基地， 如燕山、兰州、吉林、大庆、齐鲁、金山、仪征、 高桥、辽阳等。它们以石油裂解气为原料，已形成 了合成纤维工业、合成橡胶工业和合成树脂与塑料 工业的骨干企业，使我国高分子合成材料工业迅速 发展。
高聚物合成工艺学课程设计
高聚物合成工艺学课程设计1. 简介高聚物是指分子量较大的化合物，通常由许多相同或不同的低分子量单体通过共价键或物理吸附力连接而成。
它们具有良好的物理、化学性质和广泛的应用领域。
因此，高聚物合成工艺学被认为是聚合物科学和技术中最基础、最重要的课程之一。
本课程设计将介绍高聚物的基本知识和经典的合成工艺，同时对于主流合成工艺进行评价和探讨。
2. 高聚物的基本知识高聚物合成的基础知识包含聚合物的结构、聚合反应、聚合引发体系、聚合反应动力学等内容。
其中，聚合物结构主要可分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物等，每种结构的聚合物间具有不同的相互作用和特性；聚合反应分为自由基聚合、离子聚合、配位聚合、酸碱聚合和辐射聚合等多种类型，选择合适的聚合反应条件可以获得不同结构和性能聚合物；聚合引发体系包括光聚合、热聚合、溶液聚合等，不同引发体系也能在具体的反应条件下获得适宜的聚合物；聚合反应动力学是研究聚合反应机理和行为的基础，主要通过分级或不同温度的反应监测来确定反应行为和条件。
3. 经典高聚物合成工艺3.1 酯交换法酯交换法是制备聚酯和聚酯类高分子的最基本方法之一。
它基于酯基互换反应，通过酸催化下的乙酸酯类单体与多元醇反应得到聚酯。
通常采用平衡转化法和超额法两种不同的反应体系。
其中，平衡转化法是指在反应体系中保持平衡或加入不断供应单体的方法，通过保持反应进程平衡，使产物分子量分布变窄；而超额法是指在反应体系中加入大量单体，使反应在一定程度上是未定常态的，能够获得更高分子量的产物。
3.2 氧化聚合法氧化聚合法是制备聚合物和聚酰胺的通用供体分子的方法之一。
该方法利用氧化剂使单体进行氧化反应，进而聚合得到高分子。
常见的氧化剂有过氧化苯甲酰、过氧化氢等。
与其他聚合反应相比，这种方法具有反应速率快、产率高、反应条件宽、不需引发剂等优点。
3.3 酰胺反应法酰胺反应法是利用酸催化下的肽键形成的特性，通过底物酸或酐与α-氨基酸或胺反应而得到聚酰胺的方法。
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲(本科)
《高聚物合成工艺学》课程教学大纲英文名称：Synthetical Technic of Polymer课程类型：专业课课程要求：必修学时/学分：40/2.5适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务过本课程的学习，使学生能掌握几种高聚物生产工艺，并能够用所学基础理论解决实际问题，对生产技术和发展方向有所了解，掌握高聚物合成工艺过程及方法的规律性。
掌握高分子材料科学的基础理论知识、高分子材料合成及改性的方法，具有开发新型高分子材料及产品的初步能力；具有对现有通用产品的生产和操作能力；具有常规分析仪器的操作和检测能力；具有进行技术经济分析和管理的初步能力。
二、课程与其他课程的联系高聚物合成工艺学是将单元操作技术，聚合反应工程及高聚物合成原理等综合一体的应用性较强的课程，该课程是在本专业学生学过了无机化学、有机化学、物理化学、化工原理和高分子化学及高分子物理等专业学科基础课的基础上开设的，在知识和内容上与这些课程紧密相关，特别是化工原理的单元操作和高分子化学的聚合反应过程是构成高聚物合成工艺的基本单元。
三、课程教学目标通过高聚物合成工艺学这门课程的学习，使学生达到以下目的：1 .了解高分子材料合成与分子设计的关系，了解高聚物合成所用的主要单体，合成树脂、合成橡胶、合成纤维、涂料、粘合剂、工程高分子材料、特种高分子、功能高分子等品种的生产和制备方法。
2.掌握重点高聚物品种生产工艺过程、工艺设备、过程控制方法和调节手段，掌握工艺计算和程序。
3.培养和训练学生将所学过的基本理论和技术与高聚物合成工艺紧密结合在一起，形成有机地统一体，从而提高学生分析和解决实际问题的能力。
4.从网上查找相关高聚物发展新材料。
新信息介绍给学生。
开拓学生视野。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）1.教学方式与教学方法的具体改革措施是教学以讲授为主，辅以现场参观和文献调研等教学形式。
在教学过程中将参观辽阳石化分公司烯炷厂的聚乙烯装置。
高聚物合成工艺学 名词解释
名词解释：链转移常数：链转移速率常数K tr和增长速率常数K p之比，代表链转移反应与链增长反应的竞争能力。
P46 均缩聚物：用一种单体分子中含有两种可相互发生缩聚反应的官能团，则其缩聚产物称为均缩聚物。
P109 一级交联：一种是通过氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基或缩二脲基等化学键所形成的交联，它们是不可逆的和稳定的，键能都较大，常称为一级交联。
P138缩聚反应：含有反应性官能团的单体经缩合反应析出小分子化合物生成聚合物的反应。
P107硫化三要素：时间、温度、压力P36动态界面缩聚：在搅拌力的作用下使两相中的一相为分散相，另一相为连续相，此时大大的增加了两相的接触面积，而且界面层可以不断的更新，从而促进了缩聚反应的进行。
P121人造纤维：由非纤维状天然高分子化合物经化学加工得到的纤维。
P191阻聚剂：阻聚剂可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期（即聚合速度为零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。
缓聚剂：缓聚剂是调节树脂的放热性能，以满足工艺要求的添加剂，它不产生诱导期，只降低聚合速度，缓聚剂除不少品种与阻聚剂相同外，最有效的是α-甲基苯乙烯。
透气性：一般为一定厚度的薄膜于一定时间，与规定压力下，单位面积所透过的气体体积。
P184填空：1.支数表征纤维的粗细程度。
P1922.在橡胶硫化阶段，除了交联键的形成，还存在交联键的、和断裂。
P4353.塑料在长期受热条件下使用时会发生热老化现象，表现为颜色发生变化、机械强度降低、重量有损失等。
P1874.阴离子聚合所用的催化剂为5.过氧化二酰基和过氧化碳酸酯等化合物在分解时除了产生自由基外，还放出气体。
6.溶液聚合时，溶剂对产物分子量有影响只要是因为7.表面活性剂的表面张力随溶质浓度增加而下降达到一定值后，浓度在增加表面张力变化很小。
8.乳化剂可分为阳离子、阴离子、非离子乳化剂。
9.异氰酸酯指数大于2则说明分子不扩链，端基为—NCO，且存留有未反应的异氰酸酯。
高聚物合成工艺学
合 成 高 分 子 材 料 的 主 要 过 程
第2章 高分子化合物的生产过程
高分子合成生产过程大体上可分为以下几个工序:
(1)原料准备与精制过程;
(2)催化剂(引发剂)配制过程;
(3)聚合反应过程；
(6)回收过程
(4)分离过程；
(5)聚合物后处理过程
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
聚合物制造工艺过程举例
2.1 原料准备与精制过程
高分子合成工业的最主要原料是单体，其次是有些生产过程中需要加 入有机溶剂，都可能含有杂质可能对聚合反应产生不利影响(单体纯度 >99%)。 单体贮存注意： a. 防止单体与空气接触产生爆炸、产生过氧化物。 b. 提供可靠的措施，保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力，以 免贮罐爆破。贮存气体状态单体的贮罐应当是耐压容器。贮罐还应当 远离反应装置，以减少着火危险。 c. 防止有毒易燃的单体泄漏出贮罐、管道和泵等输送设备。 d. 防止单体贮存中发生自聚现象，必要时应当添加阻聚剂。使用时用 NaOH洗涤。
反应物料在反应初期都是易流动液体状态或气体。
高分子合成工业中聚合反应器中的物料形态可归纳为： (a)高粘度熔体(均相)—熔融缩聚、本体聚合 。 (b)高粘度溶液(均相)—自由基溶液聚合、离子及配位溶液聚合、溶液缩聚。 (c)固体微粒-液体分散体系(非均相)——自由基悬浮聚合、离子及配位溶液 聚合、溶液缩聚。 (d)胶体分散液(非均相)——自由基乳液聚合。 (e)粉状固体(非均相)——自由基本体聚合、离子配位本体聚合。 (f)固体制品(本体浇铸聚合)。
搅拌器
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。
螺轴式
螺带式
推进器式
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。
聚合物的反应式
聚合物的反应式聚合物是由许多重复单元组合而成的大分子化合物，具有高分子量、长链结构和多样的性质。
它们在我们日常生活中扮演着重要的角色，从塑料制品到纺织品再到药物等各个领域都有广泛的应用。
聚合物的制备主要是通过聚合反应获得，其中主要包括加成聚合、缩聚反应和开环聚合等多种机制。
加成聚合是一种将单体的双键开启，并使其与另一种单体分子结合的反应。
这类聚合反应通常由催化剂的存在进行，通过开环聚合的方式将单体连接起来形成长链结构。
例如，乙烯单体可以发生聚合反应，形成聚乙烯，而丙烯单体也可以通过类似的方式聚合形成聚丙烯。
加成聚合是一种重要的聚合物反应方式，广泛应用于合成橡胶、塑料和纤维等材料。
缩聚反应是指通过两种或多种含有活性基团的小分子单体，通过互相连接生成聚合物的过程。
在这种反应中，通常会释放出一个小分子，如水或醇，作为副产物。
聚酯和聚酰胺等聚合物就是通过缩聚反应制备而成。
其中，聚酯的制备通常涉及酸和醇之间的酯化反应，而聚酰胺则通过胺和酸的缩聚反应得到。
开环聚合是指通过开环反应，将含有环结构的单体转化为线性结构的聚合物。
环氧树脂的制备就是一个典型的开环聚合反应。
在这种反应中，环氧基团会与活性氢原子或含有亲核基团的物质发生开环反应，形成长链聚合物。
开环聚合具有反应条件温和、产物纯度高的优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
除了以上提到的聚合反应，还有许多其他类型的聚合物反应，如自由基聚合、离子聚合、配位聚合等，它们各自具有独特的反应机制和应用领域。
通过不同类型的聚合反应，可以合成出具有特定性质和功能的聚合物材料，满足不同领域的需求。
总的来说，聚合物的反应式涉及了多种不同的机制和反应条件，通过精确控制反应过程可以合成出具有特定结构和性质的聚合物材料。
这些聚合物材料在化工、材料科学、生物医药等领域中都发挥着重要作用，推动着科技的不断进步和创新。
1。
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。
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。
高聚物合成工艺课后题答案
1生产单体的原料路线有哪几种？试比较它们的优缺点？答:①石油路线：目前最主要的单体原料路线②煤炭路线：乙炔，电石生产需大量电能，经济上不合理，由于我国历史原因和资源情况，乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。
③可再生资源路线，原料不充足，成本高，但充分利用自然资源，变废为宝的基础上，小量生产某些单体出发点还是可取的。
2、如何有C4馏分制取1，3丁二烯？①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。
第三章本体聚合1、简述高压聚乙烯工艺流程答：精制的乙烯进入一次压缩（一级）；来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后，进入一次压缩机入口，压缩至250MPa，然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩；冷却单体进入聚合反应器，引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合；然后高压分离、低压分离挤出切粒，未反应单体分离循环使用。
2、高压PE有哪两种主要工艺路线？各有什么特点？管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线管式反应器反应中：物料在管内呈柱塞状流动，无返混现象，反应温度沿反应管长度而变化，得高压聚乙烯分子量分布较宽，耐高压。
无搅拌系统，长链分枝少。
生产能力取决于反应管参数。
釜式反应器：物料可充分混合，反应温度均匀，还可分区操作。
耐高压不如管式，反应能力可在较大范围内变化，反应易控制。
PE分布窄，长链分枝多。
3、高压PE合成反应条件比较苛刻，具体条件如何？为什么采用这样的工艺条件？反应温度设在150℃~330℃，原因有二：①乙烯无任何取代基，分子结构对称，纯乙烯在350℃以上爆炸性分解，从安全角度，避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升，引发事故，故使T＜330℃②PE 熔点为130℃，当T＜130℃时造成大量PE凝固，堵塞管道，同样造成反应难以进行，造成事故，故最低温度不低于130℃，一般温度大于150℃。
反应在低压下进行，原因：乙烯常压下位气体，分子间距离远，不易反应，压缩后，分子间距离显著缩短，极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率，易反应，在100~300MPa下，C2H4接近液态烃，近似不可压缩状态，其次T上升，需压力也增加，才能使PE与单体形成均相状态，保持反应顺利进行。
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高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics 乳液法
4压入CF2=CF2
1去离子水 2乳化剂：全氟辛酸钠 3引发剂：K2S2O8 + NaHSO3 + FeSO4
1 单体以气相状态逐步压入反应釜 2 釜内压力维持在1.96MPa 3 聚合温度不超过60℃ 4 聚四氟乙烯以乳状液形式存在于水中 所得乳液可直接使用，也可经破乳(凝聚) 得粉末状树脂（分散树脂） 5 调节气相单体压入的速度和数量控制 聚合速度，易于防止爆炸事故
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics
(3)聚四氟乙烯树脂产品种类 颗粒状树脂：粒径30~600µm, 表观密度200~800g/L, 比表面积2~4m2/g。松散的白色粉末。 三种 分散树脂：次级粒子粒径300~700µm,表观密度350~600g/L, 比表面积10~12m2/g。松散的白色粉末。 分散乳液：固含量60%。浓缩剂：聚氧化乙烯辛烷基酚醚
高聚物合成工艺学
4.2氟塑料Fluoroplastics 4.2.3 聚四氟乙烯的成型加工 悬浮法粉末状树脂 模塑成型 先在模具中冷压成型，压力10~35MPa 然后将所得毛坯在360~380℃下烧结定型 冷压烧结法
乳液法分散树脂，先调成糊状(石脑油等) 挤出成型 预先制成筒状毛坯，在挤出机中加热挤压成型 再经干燥、烧结定型
高聚物合成工艺学
4.3 聚砜Polysulfone(PSF) 具有优良的耐热性、具有最高或较高的耐蠕变性 聚芳砜：可在260℃下长期使用
性能
优异的电性能。聚砜在水中能够保持良好的电性能
在较宽的范围内能够保持其机械强度
加工性、耐候性、耐紫外线及耐有机溶剂性较差
高聚物合成工艺学
4.4 聚苯硫醚Polyphenylene sulfide（PPS） 4.4.1 概述 聚苯硫醚: 分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂 结构通式
HO CH3 C CH3 OH O S O
+ Cl
Cl
NaOH
双酚A
O CH3 C CH3 O
4,4‘-二氯二苯砜
O S O
n
双酚A型聚砜PSF
高聚物合成工艺学
4.3 聚砜Polysulfone(PSF) 聚芳砜
联苯
H FeC l 3
4,4‘-二氯磺酰基-二苯醚
O H + Cl S O O O S O O S Cl O O O S O Cl
F原子半径较小(0.066nm)，不及C-C键长(0.154nm)的一半 聚四氟乙烯分子链象聚乙烯一样，简单而有规则，极易结晶 结晶度93%~97%，熔点327℃。
极易结晶 熔点高 熔体粘度 极高
分子量高达106g/mol 加热到327℃只形成凝胶状态 加热到380℃呈现熔融状态，但不能流动 F原子的范德华半径(0.14nm)，比氢原子稍大。 大分子呈轻微的螺旋形结构，F原子均匀的围绕 在C-C主链的周围，整个大分子为非极性
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4.3聚砜Polysulfone(PSF) (2) 聚砜的结构与性能 双酚A型聚砜
CH3 C CH3 O O S O
n
苯环、磺酰基团：赋予耐氧化性和热稳定性，一定的刚性 结构 醚基、异丙基： 赋予耐水解稳定性。同时使聚合物具有 一定的柔性和易于熔融加工性 脂肪族的异丙基：降低耐热性和耐氧化性
S
n
性能
结晶型（55%-75%）的高刚性白色粉末聚合物; 耐热性高（连续使用温度达240℃）,优于PTFE; 具有难燃、耐化学药品(氯代联苯)、尺寸稳定等 优良特性;对玻璃、玻璃、及钢铝镍有极好的粘结性 有自熄性、高温、高湿下仍保持良好的电性能 纯聚苯醚的脆性较大，很少单独使用
高聚物合成工艺学
4.4 聚苯硫醚polyphenylene sulfide（PPS） PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/PPO等合金已商品化 PPS的共 PPS/PTFE合金改进了PPS的脆性，润滑性和耐腐蚀性 混改性 PPS/PA合金为高韧性合金 应用 耐高温，防腐蚀。料涂层可以在180℃下长期使用； 电性能。连接器，绝缘隔板，端子，开关； 泵、齿轮、叶片阀件，钟表零部件，照相机部件
4.2.2 聚四氟乙烯的结构与特性 C-C(360kJ/mol), C-F键(431~515kJ/mol) F F 优良的 键能大，受热时不易断裂和分解。 C C n 耐热性 200℃加热一个月，分解量<2%。 F F 工作温度范围：-250~200 ℃。
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics
4.4.2 聚苯硫醚的制备
高聚物合成工艺学
4.4 聚苯硫醚polyphenylene sulfide（PPS） 单体和反应式
N Cl Cl C O
+
Na2S ( Na
+
-
S Na )
+Leabharlann CH3Sn
+
NaCl
聚苯硫醚
N
六甲基磷 酰三胺 170~350℃ 1.96MPa 原料摩尔比1：1
C O
N-甲基吡硌烷酮
四氟乙烯气体 CF2=CF2 + 2HCl 临界温度33.3℃ 临界压力3.97MPa
(2)四氟乙烯的聚合
该反应时可逆的，温度T>600 ℃， 反应速率较高，裂解法转化率30%， 单体收率90%
聚合方法
170kJ/mol
溶液法 本体法 自由基聚合 悬浮法√ 乳液法√
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics 悬浮法：单体以气相进入反应釜，聚四氟乙烯不溶而析出、颗粒状悬浮。
n
含氟聚合物可以用作塑料、橡胶、纤维。用作塑料的称作氟塑料。 氟塑料工业品种 10多种 聚四氟乙烯为主，占85%
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics 4.2.1 聚四氟乙烯的合成 (1)单体四氟乙烯的合成
Pt,Ni/Cr 800℃
2HCF2Cl
二氟一氯 甲烷气体
0.2~0.5s
高聚物合成工艺学
第4章(原第11章)特种工程塑料、耐热及高性能聚合物 4.2 氟塑料Fluoroplastics 各种含有氟原子的塑料的总称，由含氟单体均聚或共聚而成。 含氟聚合物结构通式：
F R (H,F,CF3,CH3) C C (F) H R (H,F,CF3,CH3) F R C C (F) H R
n
H
聚醚砜
H O O FeC l 3 S Cl H O O
O S O
n
Cl
高聚物合成工艺学
4.3聚砜Polysulfone(PSF) (1) 双酚A型聚砜的合成 逐步聚合：由成盐和聚合两个步骤构成
1 双酚A 2 二甲基亚砜 3 甲苯 4 NaOH水溶液 5 4,4‘-二氯二苯砜 N2 一、成盐阶段利用甲苯循环将水分带出， 成盐反应结束后，蒸出甲苯。 二、在氮气保护下加入4,4‘-二氯二苯砜 于130~160℃下进行聚合。 三、当物料的粘度达到要求时停止反应。 加入氯甲烷封端。物料经粉碎、热水中煮 沸、烘干、造粒。
第4章(原第11章)特种工程塑料、耐热及高性能聚合物
4.1概述
特种工程塑料 高性能工程塑料:综合性能更高，长期使 用温度在150℃以上.
主要种类
含氟聚合物,聚砜(PSF),聚苯硫醚(PPS), 聚芳酯(PAR),聚酰亚胺(PI), 液晶聚合物(LCP), 聚醚醚酮(PEEK)等。 种类多,性能优异价格昂贵。
3压入CF2=CF2 1去离子水 2过硫酸铵 (NH4)2S2O8
1 单体以气相状态逐步压入反应釜（单体压入法） 2 釜内压力维持在0.5~0.7MPa 3 聚合温度不超过50℃ 4 用盐酸（活化剂）调节pH值 5 聚四氟乙烯不溶而析出，以颗粒状 悬浮于水中，30~600µ m 6 调节气相单体压入的速度和数量容易控制 聚合速度，易于防止爆炸事故。
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics 乳液法聚四氟乙烯乳液，固含量60% 采用喷涂、浸渍等方法涂于物质表面 再经干燥、烧结定型
涂覆成型
4.2.4 聚四氟乙烯的应用
电路板、密封垫圈、防腐涂层、消毒过滤器皿、自润滑轴承
4.2.5 聚四氟乙烯的改性
填充改性：提高力学强度 共聚改性：改善加工性能(见P335)
CH3
原料价廉易得、产品质量稳定、得率超过90% 产物平均分子摩尔质量4000~5000，结晶度75%
非极性大分子 优良的电性能
高聚物合成工艺学
4.2 氟塑料Fluoroplastics
极高的耐熔剂性 和耐化学腐蚀性
高熔点、高结晶度、氟原子构成的外“壳” PTFE能耐各种强酸、强氧化剂：王水、重铬酸钾等 300℃以下没有一种溶剂可以使它溶解和溶涨 俗称“塑料王”
极低的摩擦系数及不粘性 氟原子外“壳”层的屏蔽作用 中等强度的 由于极性相互抵消，分子间作用力减弱 机械性能 强度不大，不宜作结构材料
高聚物合成工艺学
4.3 聚砜Polysulfone(PSF) 4.3.1聚砜：主链上含有砜基及芳香环的一类高聚物的统称
O R S R` O
O
R,R`皆为含有芳香环的基团
R
S R`
亚砜 双酚A型聚砜PSF 聚芳砜(聚苯砜PAS) 聚醚砜(聚苯醚砜，PES)
种类
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4.3 聚砜Polysulfone(PSF) 4.3.2单体和聚合反应式 双酚A型聚砜PSF