聚合物制备工艺

二、流程与工艺：流程框图、过程描述及生产控制手段

1. 试用流程框图和必要的文字描述聚乙烯的高压聚合生产工艺，并指出制备LDPE的主要影响因素是什

么？

答：

（1）生产工艺：新鲜乙烯与第二次回收的乙烯及分子量调节剂进行一次压缩，然后与第一次回收的乙烯进行二次压缩。二次压缩的乙烯冷却后进入聚合反应釜。引发剂用高压泵直接注入聚合反应釜。聚合至一定转化率后进入高压分离器减压，未反应乙烯与聚乙烯分离，第一次回收乙烯。剩余聚乙烯进入低压分离器减压，乙烯进一步分离，第二次回收。聚乙烯树脂在低压分离器中与抗氧剂等添加剂混合后经挤出切粒，用脱水振动筛、离心干燥器脱去水分，然后挤出、切粒、离心干燥、包装。

（2）生产控制主要影响因素：

•压力：一般 150～200MPa，P增加，Rp增加，产率和分子量增加，支链度，乙烯基含量降低，密度增加。

•温度增加：聚合速率、支化度、端乙烯基含量均增加、物料相态，分子量下降，密度下降

•引发剂：影响Rp和分子量、转化率。

•链转移剂：影响分子量和密度，还有聚合物的端基结构

•乙烯纯度：杂质越多，分子量下降，影响产品性能。

•聚合设备。

2. 试用流程框图和必要的文字描述聚苯乙烯PS的本体聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是

什么？

答：（1）生产工艺：

分段聚合，逐步排除反应热，最终达到高转化率；聚合到一定程度，转化率约40％，分类出未反应单体循环使用；目前以分段聚合工艺为主。

生产控制主要影响因素：单体纯度、聚合反应速率、粘度和反应热（排除反应热，否则易爆聚）、转化率、相对分子质量（对力学性能影响大）与反应温度、惰性气体保护（抑制PS热氧化变黄，提高透明度）

3.溶液聚合制备顺丁橡胶BR的主要工序:催化剂、终止剂和防老剂的配制与计量丁二烯的聚合;胶液的凝聚;橡胶的脱水和干燥;单体、溶剂的回收和精制

催化剂：陈化方式、陈化条件、配制的浓度、用量和配比;单体浓度（丁油浓度）;聚合温度;杂质

3.试用流程框图和必要的文字描述聚丙烯PP气相聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是什么？

答：特点：不用溶剂，在气态丙烯中进行聚合，反应混合物由悬浮在气相中的 PP 粉料与向上流动的气体组成。特有的 CD催化剂，活性高，不需要预聚合。由于超高活性的催化剂，物料在反应器中停留时间极短。轴向搅拌，具有良好的径向混合性能。过程停开车较容易。

（2）影响因素：温度、压力、催化剂、纯度

（1）生产工艺

4. 试用流程框图和必要的文字描述镍系顺丁橡胶聚合生产工艺，并指出生产控制的主要影响因素是什么？

答：（1）流程

（2）主要控制：凝胶、支化度，转化率控制在85%；催化剂：陈化方式、陈化条件、配制的浓度、用量和配比；单体浓度（丁油浓度）、聚合温度、杂质

影响因素：1、温度：在固定的冷冻盐水进出口温度后，通常是将丁油预冷或预热、改变催化剂/稀释油进料量来控制；2、转化率：改变催化剂用量、配比或丁油浓度、聚合温度或反应时间；3、门尼粘度：改变铝、硼或镍组分的用量，改变聚合温度来调节

5．试用流程框图和必要的文字描述聚氯乙烯PVC的悬浮聚合生产工艺，并指出制备PVC的主要影响因素是什么？

答：（1）聚氯乙烯的悬浮聚合生产工艺：

（2）制备PVC的主要影响因素有：分散剂的种类和用量，引发剂的种类和用量，搅拌强度，最终转化率，聚合温度，水油比

6. 试用流程框图和必要的文字描述乳液丁苯橡胶ESBR工业生产过程，及其产品质量的控制方法。比较溶聚与乳聚丁苯橡胶的工艺过程特点。

答：（1）乳液丁苯橡胶工业生产过程：

（2）产品质量的控制方法：控制单体转化率和聚合反应温度

7．试用流程框图和必要的文字描述聚酯（PET）熔融缩聚生产过程，及制备高分子量聚酯的控制方法。

答：（2）制备高分子量聚酯的控制方法：控制温度、压强，反应物配比。

三、计算

理想反应器设计计算：间歇釜、单级理想混合反应器、平推流反应器，多级理想混合反应器

1、已知反应器体积，求出口浓度；

2、计算间歇反应器体积、连续聚合反应器体积。

3、计算达到预期转化率所需要的时间。

参看：计算例题