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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;