聚合物合成工艺学各章重点及要点模板
聚合物合成工艺考试重点
聚合物合成⼯艺考试重点第⼀章⾼分⼦合成⼯业最基本的原料：⽯油、天然⽓、煤炭⾃由基聚合实施⽅法主要由：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等四种⽅法。
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。
根据聚合反应的操作⽅式，可分为间歇聚合与连续聚合两种⽅式。
间歇聚合操作是聚合物在聚合反应器中分批⽣产的，适于⼩批量⽣产，容易改变品种和牌号。
连续聚合操作⽅式，反应得到的聚合物，连续不断地流出聚合反应器，不宜经常改变产品牌号。
1、⾼分⼦合成⼯业的基本任务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。
2、⾼聚物的合成⼯艺过程包括：原料准备和精制过程、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。
3、牌号，⽣产不同牌号的聚合物的⽅法。
牌号不同：主要是平均分⼦量不同⽣产不同牌号产品的⽅法主要是：(1)使⽤分⼦量调节剂（链转移剂CTA）；(2)改变反应条件T、P；（3）改变催化剂配⽅(4)改变稳定剂、防⽼剂等添加剂的种类等。
4、简述合成树脂和合成橡胶⽣产过程的主要区别。
P14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性质的不同，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。
聚合物合成工艺学-复习重点
简述四种自由基聚合生产工艺的定义及他们的特点和优缺点？本体聚合（又称块状聚合）: 在不用其它反应介质情况下, 单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
可分为均相本体聚合非均相本体聚。
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）。
特点: 产品纯净, 电性能好, 可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高, 操作简单, 不需要复杂的分离、提纯操作优点: (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) 后处理过程简单, 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, 所以生产设备也少, 是一种经济的聚合方法。
(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, 反应热排除困难, 不易保持一定的反应温度(2) 单体是气或液态, 易流动。
聚合反应发生以后, 生成的聚合物如溶于单体则形成粘稠溶液, 聚合程度越深入, 物料越稠, 甚至在常温下会成为固体。
(3) 任何一种单体转化为聚合物时都伴随有体积的收缩。
(4)聚合物粒子的形态和结构（均相聚合过程得到的粒子是一些外表光滑、大小均匀、内部为实心及透明有光泽的小圆珠球。
非均相聚合过程所生成的产物则不同, 聚合物粒子是不透明的, 外表比较粗糙, 内部有一些孔隙）。
1、悬浮聚合:将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水相当中, 同时经引发剂引发聚合的方法。
优点: （1）以水为分散介质, 价廉、不需要回收、安全、易分离。
（2）悬浮聚合体系粘度低、温度易控制、产品质量稳定。
（3）由于没有向溶剂的链转移反应, 其产物相对分子质量一般比溶液聚合物高。
（4）与乳液聚合相比, 悬浮聚合物上吸附的分散剂量少, 有些还容易脱除, 产物杂质较少。
（5）颗粒形态较大, 可以制成不同粒径的颗粒粒子。
聚合物合成工艺
植物、农副产品 糠醛、纤维素脂、纤维素醚等。
2.2.3 中国资源情况展望
煤炭资源丰富 石化基地：大型乙烯装置
第3章 自由基聚合生产工艺
本体聚合 乳液聚合 悬浮聚合 溶液聚合
3.1 自由基聚合工艺基础和本体聚合生产工艺
3.1.1 自由基聚合工艺基础
自由基聚合引发剂
1.特点：产品不能精制提纯，因此，对聚合反应工艺条件和设备 要求很严格；同一套装置要求生产不同牌号的产品。
2.聚合实施方法 自由基聚合：本体、乳液、悬浮、溶液 离子与配位聚合：本体、溶液
3.聚合反应的操作方式 间歇聚合：分批生产，适于小批量生产； 连续聚合：自动化程度高，质量稳定，适合大批量生产。
4.聚合反应器 管式、塔式、釜式、特殊形式 反应热排除方式：夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反 应介质预冷、回流冷凝器冷却等。 搅拌器形式：平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式、螺带式
1.3.5 聚合物后处理过程
后处理过程主要是脱除水分和有机溶剂的干燥过程。 1 合成树脂：采用气流干燥、沸腾干燥；干燥后得到的粉
状树脂，一般要添加稳定剂、润滑剂等添加剂，经混 炼、造粒制得粒状料（PVC除外）。 2 合成橡胶：采用箱式干燥机、挤压膨胀干燥机干燥。干 燥后进入压块机压制成25kg大块。
3.3.2 聚合工艺
常用釜式反应器、半连续操作。
3.3.3 后处理
聚合物溶液：脱除单体，浓缩或稀释至要求的固含量。 固体聚合物：真空蒸发脱单体、有机溶剂； 水溶液：干燥机脱水。
▲3.4 乳液聚合生产工艺
▲应用：合成树脂如PVC、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯等； 合成橡胶如SBR、NBR、CR。
▲特点： 优点：聚合反应热清除较容易； 反应体系粘度低； 分散体系的稳定性优良，可连续操作； 产品乳液可直接用作涂料、粘合剂、表面处理剂。 缺点：分离过程较复杂，产生大量废水，直接干燥能耗大； 聚合物杂质含量较高。
高聚物合成工艺学重点难点
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。
聚合物加工各章重点
第一章：聚合物的加工性质（只限定义和常识，没有太深的内容）聚合物特有的加工性质：良好的可模塑性（Mouldability) 材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。
可模塑性主要取决于材料的流变性、热性质和其它物理力学性质等，在热固性聚合物的情况下还与聚合物的化学反应性有关。
影响因素：温度、模具的结构尺寸、压力可挤压性(Extrudability) 指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形变的能力。
与粘度（剪切粘度和拉伸粘度）密切相关，粘度高或粘度低，可挤压性都差。
可纺性(Spinnability) 聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。
主要取决于材料的流变性质，熔体粘度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等可延性(Stretchability) 无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
线型聚合物的可延性来自于大分子的长链结构和柔性，在形变过程中在拉伸的同时变细或变薄、变窄。
第二章：聚合物的流变性质（重点），包括：拉伸黏度的定义与特点、与拉伸应力关系，与剪切流动区别及对制品成型的影响等）两个与聚合物加工有关的基本流变性能是材料的：①粘性②弹性拉伸粘度与拉伸应力的关系：A类(如低密度聚乙烯、聚异丁烯、聚苯乙烯) 由于熔体中有局部弱点，在拉伸过程中形变趋于均匀化，又由于应变硬化，因而η随γ增大而增大;B类(如有机玻璃、ABS、尼龙、聚甲醛、聚酯)η与γ无关;C类(如高密度聚乙烯、聚丙烯) 因局部弱点在拉伸过程中引起熔体的局部破裂，所以η随γ减小。
剪切流动与拉伸流动的区别①剪切流动：层与层之间的滑移，（一层内质点间的相对位移不变）拉伸流动：一个平面内质点间的距离被拉长。
②随剪切速率或拉伸速率的变化趋势不同，对假塑性流体，剪切粘度随γ增加而下降，而拉伸粘度的变化要复杂的多，可能降低、不变或升高。
拉伸流动中实际的影响因素很多，与高分子的结构有关。
③数值大小不同一般来讲，对高分子体系，大应力下，拉伸粘度比剪切粘度要大100倍左右（小分子3倍）因此，拉伸流动比例即使占的比例很小，其影响也很大。
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。
聚合物合成工艺-讲解
? ①反应式 ? ? ②VC气相合成
CaC 2+H2O
HC≡CH+Ca(OH) 2
HC≡CH+HCl
CH 2＝CHCl
乙炔与干燥的 HCl在气体混合器中混合，然
后进入转化器（转化器为列管式固定床反应器，内部装有吸
附了HgCl2的活性碳颗粒）。 ? 洗涤 反应生成的 VC气体含有未反应的 HCl、C2H2和副产物
反应难以控制。 ? 通常的配比 1.0～2.5 ：1 ? VC悬浮聚合 1.5～2.5 ：1 ? St低温聚合 1.4～1.6 ：1 ? St高温聚合 2.8～3.0 ：1
4.4悬浮聚合的工艺控制
? 4.4.3聚合温度
? 对下列参数等有重要影响
? 反应速率 ? 产物分子量 ? 产物的微观结构 ? 反应过程 ? 分散剂的分散效果
pH5～8.5
? 分散剂
分为主、辅分散剂
? 主分散剂
控制颗粒的大小，即粒径，主要采
用PVA或纤维素的醚类（ HEC、HEPC等）
? 辅助分散剂 是用来调整或控制产物的孔隙率
（吸油率），其成分为乳化剂，如脱水山梨醇单月
桂酸酯。
主要原材料（续）
? 引发剂
? 主要为偶氮类或过氧类，根据牌号和厂家不同，品种区
和1799型（DP1700～2000，醇解度85～99）
? SMA钠盐（苯乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐） ? 聚丙烯酸钠 ? 环氧乙烷－环氧丙烷共聚物 ? 水溶性聚合物的分散作用机理
? 聚合物中含有两亲性基团，在聚合物或单体液滴的表面 形成保护液膜。其中，亲水基团朝向水相，亲油基团朝 向液滴。
分散剂及其种类
合），在聚合状态下呈液体状态。
? 助剂 ? 引发剂―要求为油溶性引发剂 ? 分子量调节剂（链转移剂） ? 发泡剂（如EPS），如丁烷、戊烷、己烷
聚合物合成工艺复习
聚合物合成工艺（1～20章）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，经聚合反应合成高分子化合物，为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
2、合成高分子材料有：合成塑料，合成橡胶，合成纤维，涂料，粘合剂，离子交换树脂。
3、合成树脂可以用：（溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合）方法制得；合成橡胶可以用溶液聚合/乳液聚合方法制得；4.1、高分子化合物生产过程有：(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； (4)分离过程；(5)聚合物后处理过程；(6)回收过程。
4.2、原料准备与精制过程：包括原料（单体、溶剂、助剂等）贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备。
4.3、催化剂(引发剂)配制过程：包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备。
4.4、聚合反应过程：包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备。
4.5、分离过程：包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备4.6、常用分离方法：高真空脱除，蒸汽蒸馏，闪蒸，水洗，离心过滤分离；沉淀分离；喷雾干燥分离。
4.7、聚合物后处理过程：将分离得到的聚合物经进一步处理，得到性能稳定方便使用的产品，包括干燥，造粒，筛分，批混，包装等工序与设备。
4.8、回收过程：主要是对回收的单体、溶剂进行精制，然后循环使用。
包括离心分离、过滤、分馏、精馏等工序与设备。
4.9、在聚合物生产过程中反应器上的粘结物有何危害？如何防止？危害：降低反应器传热效率；影响产品质量。
防止：a.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；c.聚合釜满釜操作减少液体界面；d.反应物料中加防粘釜剂等。
5、合成树脂与合成橡胶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。
6、如何对聚合物生产流程评价？(1)产品性能的考查；(2)原料路线的考查；(3)能量消耗与利用的考查(4)生产技术水平的考查；(5)经济性的考查。
聚合物合成工艺学各章重点及要点
聚合物合成工艺学各章重点及要点绪论1．高分子化合物的生产过程（单元操作）原料准备与精制，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。
聚合物单体的原料路线1．生产单体的原料路线有哪些？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？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。
自由基聚合生产工艺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。
（4）根据分解活化能选择引发剂。
（5）根据引发剂的半衰期选择引发剂。
分子量调节方法：控制引发剂用量、控制反应温度、选择适当分子量调节剂。
本体聚合生产工艺1．本体聚合传热方法、排热措施排热措施：采用预聚、后聚分步聚合法；反应达到一定转化率就分离出聚合物；较低温度，较低引发剂浓度下反应；紫外线或辐射引发聚合；强化聚合设备的传热。
悬浮聚合生产工艺1．悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用机理。
保护胶类分散剂：天然高分子化合物及其衍生物（例如明胶、淀粉、纤维素衍生物）、合成高分子化合物（例如部分水解度的聚乙烯醇、聚丙烯酸及其盐等）。
聚合物成型工艺学复习重点及习题
第一章绪论一、填空题1、人类社会的进步是与材料的使用密切相关的材料有四大类，即木材、水泥、钢铁、塑料。
2、高分子材料主要包括塑料、纤维、橡胶、粘合剂、涂料、离子交换树脂等。
3、塑料工业包括塑料生产和塑料制品生产两个部分。
4、塑料制品生产主要由原料准备、成型、机械加工、修饰和装配等连续过程组成。
5、压缩模塑又称模压成型或压制成型。
6、挤出成型的优点：生产具有连续性、产率高、投资少、收效快。
7、合成树脂在常温常压下一般是固体，也有为粘稠状液体的。
8、酚醛树脂，俗名电木，它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。
9、人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶。
10、常用压缩模的热固性塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料、聚酰亚胺等。
二、名词解释：1、成型：成型是将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形样的制品或坏件的过程，在整个过程中最为重要，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。
2、机械加工：机械加工是指在成型后的工件上钻眼、切螺纹、车削或铣削等，用来完成成型过程所不能完成或完成得不够准确的一些工作。
3、修饰：装配是将各个已经完成的部件连接或配套使其成为一个完整制品的过程。
4、挤出成型：挤出成型是将塑料在旋转螺杆与机筒之间进行输送、压缩、熔融塑化、定量地通过机头模子成型。
5、合成树脂：合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质。
6、过程集中制：过程集中制是将塑料制品的加工工序所需要的各种设备分别集中起来进行生产的机制。
7、过程集中制：按照一种产品所需要的生产过程实行配套成龙的生产。
三、问答题1、塑料主要应用于哪些方面答：塑料主要应用于农牧渔业、包装、交通运输、电气工业、化学工业、仪表工业、建筑工业、航空工业、国防工业、家具、日用品、玩具、医用等方面。
2、塑料制品生产目的是什么答：塑料制品生产是一种复杂而又繁重的过程，其目的在根据各种塑料的固有性能，利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定形状有价值的塑料制件和型材。
聚合物合成工艺学每章重点整理
• 丙烯腈得溶液聚合得方法:
• 丙烯腈得聚合属于自由基型链式反应。其聚合方法根据所用溶剂(介质)得不 同,可分为均相溶液聚合(一步法)和非均相溶液聚合(二步法)。
• 一步法:均相溶液聚合,所用得溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合物,聚合结束 后,聚合可直接纺丝,使聚合纺丝连续化。
• 溶剂:硫氰酸钠(NaSCN)浓水溶液、氯化锌(ZnCl2)浓水溶液、硝酸(HNO3)、二 甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等 。
• <3>第三步聚合:把封合得模框吊入热水箱(或烘房),根据板厚分别控制温度在 25～52℃,经过10～160小时,到取样检查料源硬化为止,用接蒸汽加热水箱内 水至沸腾,保持二小时,通水慢慢冷却到40℃,吊出模具,取出中间有机玻璃板 材,去边,裁切后包装。
• 单体预聚灌模法得主要优点:
• (1)在预聚釜内进行单体得部分聚合,可以减轻模具得热负荷;缩短单体在
•
模具内得聚合时间,提高生产效率,保证产品质量;
• (2)使一部分单体在模具外先行聚合,减少了其在模具内聚合时得收缩率;
• (3)增加粘度,从而减少在模具内得泄漏现象;
• (4)克服溶解于单体中氧分子得阻聚作用。
• 单体预聚灌模法得主要缺点:
• 在制造不同厚度得板材时要求,预聚浆得聚合程度也有所不同;预聚浆粘度大, 难以除去机械杂质和气泡。
• 氯乙烯乳液聚合主要特征就是:
• (1)聚氯乙烯乳胶粒径一般在0、2μm以下,分散极细,在工业上发展了乳液种 子聚合方法,可以达到使乳胶粒径增大得目得。
• (2)乳胶粒得数目随乳化剂浓度得变化而急剧变化,但与聚合速率得变化相对 而言则很小。
• (3)粒子数目与引发剂浓度无关,但反应速度随引发剂浓度得增加而增加。 • (4)乳液聚合产物得分子量与相同反应条件下悬浮聚合法产物得分手量相似,
聚合物合成工艺学复习材料
第一章1材料加工性质一、四大加工性质的定义及衡量/评价1.聚合物的可挤压性评价聚合物挤压性的方法，是测定聚合物的流动度(粘度的倒数)，通常简便实用的方法是测定聚合物的熔体流动速率2.聚合物的可模塑性聚合物的可模塑性通常用下图所示的螺旋流动试验来判断。
3.聚合物的可纺性在纤维工业中，还常用拉伸比的最大值表示材料的可纺性。
4.聚合物的可延性形变能力与固态聚合物的长链结构和柔性(内因)及其所处的环境温度(外因)有关：而应变硬化作用则与聚合物的取向程度有关。
二、成型的定义将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形状的制品或坯制的过程，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。
三、合成树枝，配料，产品加工四、按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点一次成型技术二次成型技术二次加工技术2、按聚合物在成型加工过程中的变化划分（1）以物理变化为主的成型加工技术（2）以化学变化为主的成型加工技术第二章塑料成型的理论基础一、三种应变及其所对应的应力剪切应力：τ简单的剪切拉伸应力：σ简单的拉伸流体静压力：P 体静压力的均匀压缩二．两类流体牛顿流体非牛顿流体三．基本流动类型1、层流与湍流2.稳态流动是指流体的流动状况不随时间而变化的流动非稳态流动流体的流动状况随时间面变化者就称为非稳态流动。
3、等温流动和非等温流动4、拉伸流动（质点速度仅沿流动方向发生变化）和剪切流动（质点速度仅沿与流动方向垂直的方向发生变化）5、一维流动、二维流动和三维流动在（一维流动中，流体内质点的速1度仅在一个方向上变化在二维流动中．流道截面上各点的速度需要用两个垂直于流动方向的坐标表示质点的速度不仅沿通道截面纵横两个方向变化，而且也沿主流动方向变化，即流体的流速要用三个相互垂直的坐标表示，因而称为三维流动）四、流动曲线由图看出，在很低的剪切速率内，剪切应力随剪切速率的增大而快速地直线上升，当剪切速率增大到一定值后，剪切应力随剪切速率增大而上升的速率变小。
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。
优选聚合物合成工艺学每章重点整理
• <3>没有引发剂，可以全面提高产品性能。 • <4>高温聚合使物料的粘度减小，解决了传热和粘釜问题。 • <5>原料来源方便，成本低。
•
<3>由于没有向溶剂的链转移反应，其产物相对分子质量一般比溶液聚
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合物高。
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<4>与乳液聚合相比，悬浮聚合物上吸附的分散剂量少，有些还容易脱
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除，产物杂质较少。
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<5>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。
• 缺点:<1>工业上采用间歇法生产，而连续法尚未工业化。
•
<2>反应中液滴容易凝结为大块，而使聚合热难以导出，严重时造成重
•
大事故。
•
<3>悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。
• 苯乙烯悬浮聚合的特点：
• <1>聚合反应速度随反应温度增高而加快，聚合物的分子量主要取决于引发 剂的浓度。由于苯乙烯聚合中自加速效应不明显，所以反应中期和后期反应 速率无明显增加。
• <3>第三步聚合：把封合的模框吊入热水箱（或烘房），根据板厚分别控制温 度在25～52℃，经过10～160小时，到取样检查料源硬化为止，用接蒸汽加热 水箱内水至沸腾，保持二小时，通水慢慢冷却到40℃，吊出模具，取出中间 有机玻璃板材，去边，裁切后包装。
• 单体预聚灌模法的主要优点：
• （1）在预聚釜内进行单体的部分聚合，可以减轻模具的热负荷；缩短单体在
•
低。
• 缺点：<1>放热量大，反应热排除困难，不易保持一定的反应温度。
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聚合物合成工艺学各章重点及要点
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第一章绪论
1．高分子化合物的生产过程及一般组合形式
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。
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, 其它原料路线( 主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料)
2．石油化工路线能够得到哪些重要的单体和原料? 并由乙烯单体能够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。
( 4) 根据分解活化能选择引发剂。
( 5) 根据引发剂的半衰期选择引发剂。
分子量调节方法: 控制引发剂用量、控制反应温度、选择适当分子量调节剂。
§ 3-2本体聚合生产工艺
1．本体聚合传热方法、排热措施
排热措施: 采用预聚、后聚分步聚合法; 反应达到一定转化率就分离出聚合物; 较低温度, 较低引发剂浓度下反应; 紫外线或辐射引发聚合; 强化聚合设备的传热。
§ 3-3悬浮聚合生产工艺
1．悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例, 以及它们的作用机理。
( 教材P53-54)
保护胶类分散剂: 天然高分子化合物及其衍生物( 例如明胶、淀粉、纤维素衍生物) 、合成高分子化合物( 例如部分水解度的
聚乙烯醇、聚丙烯酸及其盐等) 。
机理: 作为保护胶的水溶性高分子化合物具有两性特性, 当高分子被液滴表面吸附而产生定向排列, 大分子中亲油链段与单体液滴表面结合, 而亲水链段伸展在水中, 因而产生空间位阻。
无机粉状分散剂: 高分散性的碱土金属的磷酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等。
机理: 存在于水相中的粉状物当两液滴相互靠近时, 水分子被挤出, 粉末在单体液滴表面形成隔离层从而防止了液滴的凝结。
2．影响悬浮聚合颗粒形态的因素
( 1) 搅拌装置的形状、尺寸、转速等; ( 2) 分散剂种类及用量; ( 3) 水油比; ( 4) 温度、引发剂、单体种类等。
3．悬浮聚合物料组成( 配方、名称及作用)
单体相: 引发剂、分子量调节剂、单体、润滑剂、防粘釜剂、抗鱼眼剂等。
作用: 提供聚合原料以及助剂。
水相: 去离子水、分散剂、助分散剂、pH调节剂。
作用: 提供聚合反应所需环境。
4．悬浮聚合控制因素
①缩短聚合周期的方法②大型聚合釜的传热方法
5．粘釜产生原因、危害及防止措施。
粘釜原因: 物理因素: 吸附作用; 化学因素: 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; ( 3) 釜内壁涂极性有机物; ( 4) 采用分子中有机成分高的引发剂; ( 5) 提高装料系数, 满釜操作。
§ 3-4 乳液聚合工艺
1．乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明, 简述不同乳化剂的稳定性作用原理。
( 教材P62-66)
表面活性剂: 离子型、非离子型、两性型。
机理: ( 1) 使分散相和分散介质的界面张力下降, 从而使液滴自然聚集的能力下降; ( 2) 表面活性剂分子在分散相液滴表面形成规则排列的表面层, 亲水基团与水分子接触, 亲油基团与油相分子接触, 好似形成薄膜从而防止液滴聚集; ( 3) 液滴表面带有相同电荷而相斥, 阻止了液滴聚集。
某些天然产物或其加工产品: 如海藻酸钠, 松香皂, 蛋白质等。
机理: 在分散相液滴表面形成坚韧薄膜, 阻止液滴聚集。
高分散性粉状固体: 如碳酸镁, 磷酸钙等。
机理: 它被吸附于分散相液滴的表面, 好似形成了固体薄层而阻止液滴聚集。
2. 自由基乳液聚合生产中常见的破乳方法有哪些?
工业上常采用在胶乳中加入电解质而且改变pH值。
其它方法: 机械破乳、低温冷冻破乳、稀释破乳。
3．乳液聚合物料组成( 配方、名称及作用)
单体: 主要是乙烯基单体( 氯乙烯、苯乙烯等)
反应介质水: 去离子软水。
乳化剂: 主要作用是在胶束中成核
引发剂体系: 常见引发剂: 热分解引发剂、氧化-还原引发剂体系。
其它添加剂: 缓冲剂: 调节pH; 分子量调节剂: 控制产品分子量; 链终止剂: 避免聚合反应阶段结束, 残存的自由基和引发剂继续作用; 防老剂: 防止双键的氧化。
4．种子乳液聚合、核壳乳液聚合、反相乳液聚合
种子乳液聚合: 在聚合物乳胶粒存在下, 控制条件恰当, 聚合过程中不存在新的粒子, 仅在原有粒子上增大, 原有粒子好似种子一样, 得到粒径接近1μm的乳胶粒。
核-壳乳液聚合: 两种单体进行共聚, 一种单体先聚合制成乳胶核, 控制条件恰当, 再加入另一种单体聚合成壳, 形成核-壳聚合粒子。
反相乳液聚合: 可溶于水的单体制备的单体水溶液, 在油溶性表面活性剂作用下与有机相形成油包水型乳状液, 再经油溶性引发剂或水溶性引发剂引发聚合反应形成油包水型聚合物胶乳。
第四章离子与配位聚合生产工艺
1．配位聚合第三代、第四代高效催化剂组成及作用茂金属催化剂
第三代催化剂: 1.主催化剂: a, 提供引发聚合的活性种; b, Ti反离子紧邻引发中心, 提供配位定向能力。
2.助催化剂: a, 形成活性中心, 利于聚合速率提高;。