聚合物制备工程
1.停留时间测试方法
阶跃示踪法：在待测系统稳定后，将原来反应器中流动的流体切换为另一种在某些性质上与原来流体有所不同，而对流体流动没有影响的另一种含示踪剂的流体。该方法测定的是停留时间分布函数F(t)。
脉冲示踪法：在待测系统稳定后，在入口按加入少量示踪剂Q，此时t=0，同时开始测定出口流体中示踪物的含量C(t)，由于示踪物不影响流体流动，加入时间为瞬间，故示踪物在系统内的流动形态可以代表整个系统的流动形态。该方法测定的是时间分布密度函数E(t)。F(t)=∫E(t)dt，(0→t)
2.PET生产过程中控制官能团等摩尔比的方法及其聚合实施方法/逐步反应中如何控制等
摩尔比
PET生产过程中无论采用醇酸直接酯化法还是酯交换法，控制官能团等摩尔比的方法均是制备可通过精馏分离的反应中间体对苯二甲酸二乙醇酯，反应过程脱除乙二醇分子实现聚合物链增长；PET主要工业聚合实施方法是熔融缩聚和固相缩聚。
控制反应等摩尔比的方法包括1.利用两反应物化学性质不同，如制备PA66，可利用己二酸和己二胺的酸碱性先中和成盐，再结晶，便可很容易得到等官能团比的反应物。2.
利用最初两反应物之间的等官能团反应生成可精馏分离的中间产物如PET。
3.以PET为例说明如何提高线性缩聚物分子量
1.确保聚合单体等摩尔比，PET可制备并精制中间产物对苯二甲酸二乙醇酯；
2.聚合后
期提高温度、真空度，配合表面更新搅拌装置，加速小分子扩散；3.预聚物可以进行固相聚合。
4.abbr，中文名称，聚合机理，工业实施方法
ABS：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，自由基聚合，本体聚合、乳液聚合
ACR：丙烯酸酯橡胶，自由基聚合，乳液聚合-半连续聚合，半连续聚合控制共聚组成BR：顺丁橡胶，配位聚合，溶液聚合
CR：氯丁橡胶，自由基聚合，乳液聚合
EPDM：三元乙丙橡胶（乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三元共聚物），配位聚合，溶液聚合EPS：发泡聚苯乙烯，自由基聚合，悬浮聚合
EVA：乙烯-醋酸乙烯共聚物，自由基聚合，溶液聚合、本体聚合
GPPS：通用聚苯乙烯，自由基聚合，本体聚合（悬浮聚合）
HDPE：高密度聚乙烯，配位阴离子聚合，淤浆聚合，气相聚合，溶液聚合，ZN催化剂引发
HIPS：高抗冲聚苯乙烯，自由基聚合，本体聚合
HTPB：端羟基聚丁二烯，阳离子聚合，溶液聚合
IIR：丁基橡胶，阳离子聚合，溶液聚合
IPP：全同聚丙烯，配位聚合，本体聚合、溶液聚合
K树脂：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯多嵌段共聚物，阴离子聚合，溶液聚合
LDPE：低密度聚乙烯，自由基聚合，本体聚合；有机过氧化物引发
LLDPE：线性低密度聚乙烯，配位聚合，溶液聚合
NBR：丁腈橡胶，自由基聚合，乳液聚合
PA6：尼龙6，开环聚合，熔融聚合
PA66：尼龙66，缩合聚合，熔融缩聚
PAM/PAAM：聚丙烯酰胺，自由基聚合，溶液聚合
PAN：聚丙烯腈，自由基聚合，溶液聚合
PC：聚碳酸酯，缩合聚合，界面聚合、熔融缩聚
PE：聚乙烯，有机过氧化物/茂金属/ZN，本体聚合末期升温+转化率、-分子量、-粘度PET：对苯二甲酸乙二醇酯，缩合聚合，熔融聚合、固相缩聚
PI：聚异戊二烯，配位聚合，溶液聚合
PIB：聚异丁烯，阳离子聚合，溶液聚合
PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯，自由基聚合，溶液聚合，悬浮聚合-珠状成粒
POM：共聚甲醛，阳离子聚合，溶液聚合
PP：聚丙烯，配位聚合，溶液聚合
PTMEG：聚四氢呋喃，阳离子聚合，溶液聚合
PU：聚氨酯，缩合聚合，溶液聚合
PVA：聚乙烯醇，自由基聚合，溶液聚合
PVAc：聚醋酸乙烯酯，自由基聚合，溶液聚合
PVC：聚氯乙烯，自由基聚合，乳液聚合-种子聚合-胶束成粒，本体聚合，悬浮聚合-粉状成粒，种子聚合控制颗粒分布，温度、转化率、搅拌、分散剂控制颗粒形态
SAN：苯乙烯-丙烯腈共聚物，自由基聚合，本体聚合、悬浮聚合
SBS：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，阴离子聚合，溶液聚合
SIBR：集成橡胶（苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物），阴离子聚合，溶液聚合
SIS：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，阴离子聚合，溶液聚合
SSBR：溶聚丁苯橡胶，活性阴离子聚合，溶液聚合
ESBR：乳聚丁苯橡胶，自由基聚合，乳液聚合-连续聚合，转化率控制共聚组成，链转移剂控制分子量
5.SSBR和ESBR分子结构差异及原因
ESBR采用乳液聚合，SSBR采用溶液聚合；SSBR由于是活性阴离子聚合，可加入调节剂调节苯乙烯竞聚率以实现其无规分布，故SSBR中苯乙烯无规分布，且分子量布窄；ESBR 中苯乙烯以微嵌段分布，分子量分布宽，因为其采用自由基聚合，无法控制微观结构。
ESBR不具立体配向性因而结晶性能差，一般作胎邦胶或与天然胶并用；无规SSBR具有立体配向性因而具有适当结晶温度，滚动阻力小，适合作胎面胶；二嵌段SSBR由于聚苯乙烯链段可以结晶因而具有较高结晶温度，可作为弹性体，低分子量时可作热熔粘合剂。
6.苯乙烯本体聚合后期温度升高对产物分子量及分子量分布影响；自由基本体聚合制备高
分子量聚苯乙烯
聚苯乙烯本体聚合后期温度升高使聚苯乙烯分子量降低同时分子量分布变宽。
苯乙烯容易在高温下发生二聚或三聚形成引发剂，因此过高的温度及转化率不利于制备高分子量聚苯乙烯，采用自由基本体聚合的工艺通常控制转化率在60%以下。
7.举例说明连锁聚合制备合成橡胶在工业上的实施方法
以连锁聚合制备合成橡胶，主要考虑橡胶粘度过大问题，采用的实施方法包括：
溶液聚合，如顺丁胶、异戊胶、乙丙胶、丁基胶、SBS、SSBR等；乳液聚合，如ESBR、CR、ACR等；另有少量乙丙胶采用气相本体聚合制备。
8.分离和后处理过程对聚合物性能影响
分离指将聚合物从聚合介质中分开的过程，不同聚合方法可能采取的分离方法不同。分离过程通常脱去大部分残留单体、溶剂，因为这类物质不仅会降低聚合物产品的性能而且通常对人体有害、污染环境。聚合物后处理过程包括分离、干燥、脱挥、脱灰、加入助剂及形状处理等方面；但树脂与橡胶的后处理方式有区别。树脂后处理包括脱水、干燥、加入添加剂、直接得到粉状树脂；或经脱水、干燥、加入添加剂、混炼、切粒、混
合均化、包装得到树脂。橡胶则根据用途有不同的处理方式，对乳液用于涂料或直接使用乳液的场合，乳液可直接使用或浓缩后包装、使用；需要得到固体橡胶时则需要凝聚、脱水、水洗、挤压干燥、压块、包装。在上述过程中，最重要的是脱灰和干燥工序，若该工序所用设备不合理，则会产出废品：橡胶产品凝胶含量高；塑料树脂分子量低或交联。
9.釜式、管式制备LDPE的比较
釜式：转化率24%~26%；压力110~174MPa；以有机过氧化物引发；全混合，反应温度均匀；接近于理想共聚因而分子量分布窄，支化多，凝胶微粒多，适用于通用产品；利于共聚，共聚产品多，可产生VA达40%的EVA。
管式：转化率低于36%；压力200~350MPa；氧气或有机过氧化物引发；平推流流动，反应温度沿管程变化，存有温度最大值，因而产物分子量分布宽，支链少，适合薄膜产品；共聚产品少。
两者返混不同导致物料停留时间显著不同。
10.反应器按照操作方式分类及其特点
按照操作方式分类可分为间歇反应器、连续反应器和半连续反应器。
间歇反应器是指操作时反应前将反应物一次加入反应器内，当反应达到规定转化率后取出反应产物，特点：1.物料浓度随时间变化，为非稳态过程；2.操作灵活，投资小；3.
需要较多辅助时间，设备利用率低；4.产品质量不易均匀。
连续反应器指按照规定的加料速度和出料速度进行反应，通过反应器体积大小或串联多少级来控制最终转化率，特点：1.物料浓度不随时间变化，为稳态过程；2.操作灵活，投资达；3.不需要辅助时间，设备利用率高；4.产品质量分布均匀。
半连续反应器指某一种或某一类物料按规定加料速度连续进入，整个反应器无物料采出，当反应达到规定转化率后一次采出。特点：1.物料浓度随时间变化，为非稳态过程 2.
投资小，操作灵活；3.辅助时间长但设备利用率高；4.易于控制反应物浓度及产品组成。
11.HIPS和ABS共同点；工业化生产方法；控制橡胶相大小因素
HIPS和ABS都是典型的橡胶增韧产品；HIPS主要采用本体聚合，ABS则有包括乳液接枝掺混法、乳液接枝-悬浮SAN掺混法、乳液接枝-本体SAN掺混法，连续本体聚合法在内的多种方法；控制橡胶相大小的主要因素是搅拌。
12.釜式除热方法
A.夹套冷却；
B.夹套冷却附加内冷管；
C.内冷管；
D.反应物料釜外循环；
E.回流冷凝器；
F.反应物料部分闪蒸；
G.反应介质预冷。
乳聚：ABEG；悬浮：AEG。
13.相翻转
本体法ABS，HIPS，搅拌推动。
14.乳液聚合
+反应速率：+乳化剂浓度、+引发剂浓度、+温度
-粒径：+电解质、+水油比、+引发剂浓度、+乳化剂浓度、-单体含量、-搅拌强度
15.LDPE流程图
高压聚乙烯流程分5部分：乙烯压缩、引发剂制备及注入、聚合、分离单体、挤出、后处理（包括脱气、混合、包装、贮存）。乙烯原料来自乙烯精致车间，压力3Mpa左右。
将其与低压分离器分离出的低压乙烯及分子量调节剂混合进入一级压缩机压缩至25MPa。后与高压分离器分离出的高压乙烯混合进入二级压缩机，压力因反应器而异。
经两次压缩的乙烯经冷却后进入反应釜，引发剂由高压泵注入。乙烯在反应釜中反应一定时间达一定转化率后，产物经适当冷却进入高压分离器减压至25MPa并回收未反应
乙烯，未反应乙烯脱去蜡状低分子产物后经废热回收装置回收废热后送至二级压缩机。
产物而后进入低压分离器，减压至100kPa以下，回收未反应乙烯至一级压缩机。剩余产物在低压分离器中与抗氧剂等添加剂混合后挤出切粒，以水流输送至振动筛筛去不合格产物，合格产物由离心干燥器干燥后以气流输送至计量器计量，之后再混合、挤出、切粒、离心干燥，最终包装得成品。
16.顺丁橡胶流程图
主要工序：催化剂、终止剂、防老剂的计量和配置；丁二烯聚合；胶液凝聚；橡胶脱水干燥；单体、溶剂的回收精制。催化剂经配制，陈化后与丁二烯，溶剂一起进入聚合装置并在此合成顺丁橡胶，胶液在进入凝聚工序前加入终止剂和防老剂。以水蒸汽凝聚胶液后橡胶呈粒状，继而进入脱水干燥工序。干燥后的生胶包装为成品。凝聚工序中蒸出的溶剂和单体经回收后再利用。
顺丁胶主要技术指标包括门尼粘度、灰分、挥发分、凝胶含量、顺式含量等。在聚合配方，催化剂陈化方式确定后，选择合适工艺装置和条件为保证品质及产量的关键。
温度：在固定冷冻盐水冷却进出口温度后，通常以将丁油预冷/预热或改变催化剂稀释油进料量控制。
转化率：改变催化剂用量及配比，单体浓度及聚合温度，聚合时间来控制。
门尼粘度：改变聚合温度或改变铝/硼/镍组分用量来控制。
17.乳聚丁苯流程图
于水相配制槽中加入计量的去离子水，扩散剂亚甲基双萘磺酸钠，粒径调节剂KCl，乳化剂歧化松香酸钠和硬脂酸钠，活化剂刁白块和硫酸亚铁螯合剂EDTA，开启搅拌配制好。在油相配制槽中加入计量的新鲜苯乙烯、丁二烯及回收的苯乙烯、丁二烯及硫醇调节剂，搅拌。在引发剂配制槽中加入计量的有机过氧化物（过氧化异丙苯）。|将水相配制槽和油相配制槽中的原料连续注入预乳化槽中，搅拌均匀后将引发剂注入，引发反应。
控温5-6℃，反应至一定程度加入终止剂终止并减压，回收气相，液相脱苯乙烯，回收脱得苯乙烯。脱单体产物进入凝聚工序。|将胶乳按比例稀释，连续打入凝聚釜，同时打入硫酸及凝聚剂，产物经震动筛后水洗两次，挤压脱水，干燥，得产品，再由压块机压块包装。
聚合物制备工程部分样题一、填空题(10)
“聚合物制备工程”部分样题 一、填空题（10） 1、间歇反应器的设计方程、平推流反应器的设计方程，单级理想混合流反应器的设计方程是。 2、使用了离子型和非离子型乳化剂配方生产的聚合物乳液体系，其聚合温度应高于，低于和。 3、聚氯乙烯工业生产通过控制聚合物分子量，乳液丁苯工业生产通过调节聚合物分子量，聚烯烃工业生产通过调节聚合物分子量。 4、生产丁基橡胶使用的单体为和，丁基橡胶聚合过程的两大特点为和。 5、PET的主要工业技术路线是和，其主要实施方法是和。 二、简答题目（40分） （1）一化工设计院设计聚酯反应器，要求每天反应4800 kg的己二酸，且反应过程严格控制与己二醇等摩尔比反应，在343K下，以硫酸为催化剂的动 力学方程为： 2 A A kC = γ 其中：r A——消耗己二酸反应速度， kmol/l?min；k——反应速度常数，为1.97 l/kmol?min（反应温度70℃）；C A——己二酸的瞬时浓度，kmol/l。己二酸分子量为146。己二酸的初始浓度C A0＝0.008 kmol/l；每个反应器的有效体积均为0.8m3，采用多级串连理想混合反应器，控制转化率达到85％，需要几个反应器串联才能实现这一控制要求？（8分） （2）采用平推流反应器、单级理想混合反应器、三级串联理想混合反应器分别进行活性阴离子聚合制备聚苯乙烯，请说明三种反应器对产物分子量分布的影响，并解释原因。（8分） （3）简述采用管式和釜式反应器生产低密度聚乙烯（LDPE）的特点及产生差
异的原因。（8分） （4） 溶剂是影响溶液聚合重要因素，请以顺丁橡胶为例，说明如何选择溶剂？ （8分） （5） 丙烯腈是在三大合成材料中得到广泛应用的单体之一，请以丙烯腈为单 体之一，写出目前已经实现工业化的至少5种高分子量共聚物的名称、缩写、聚合原理，实施方法（三大合成材料必须每种至少一个实例）。（8分） 三、流程与工艺（30分） （1） 试用流程框图和必要的文字描述低温乳液丁苯橡胶生产工艺，并简述其 控制转化率的原因。（15分） （2） 试用流程框图和必要的文字描述乳液接枝-掺混法制备ABS 的生产工艺 流程，并简述制备ABS 的关键技术。（15分） 四、分析与综合（10分） 某氯碱公司具备氯乙烯单体（VCM ）的生产能力，以及较强的聚合物生产能力，以VCM 为基本原料（可以选择合适共聚单体），不同客户提出了各自对聚合物需求，请按照以下需求，选择实施方法，并说明选择的理由。（10分） a) 客户1主要用于塑钢门窗的生产； b) 客户2主要用于透明医用包装材料的生产； c) 客户3主要用于皮革、壁纸等生产； d) 客户4主要用于涂料生产。 “聚合物加工工程”部分样题 一、简要回答下列问题（5分×4-20分） 1. 已知某流体的能量守恒方程为:v dT c q V dt ρτ=-??+?，请说明该流体有何特点？并解释方程中各项的物理意义。 2.用图示方法表示下列流变学物理量。
聚合物的制备
第三篇高分子材料加工基础 第九章聚合物的制备 本章内容及要求 1.本章共三节，教授课时2学时，通过本章学习，要掌握聚合物制备的两种方法，即加聚型和缩聚型。 9.1 概述 9.2 加聚型聚合物的制备 9.3 缩聚型聚合物的制备 2.重点：加聚型聚合物的制备方法 3.要求： ①了解高分子材料制备的四个环节； ②掌握高分子化合物的基本概念：结构单元、单体、聚合度； ③了解高分子化合物的分类； ④掌握加聚型聚合物的四种制备方法的原理、特点与应用； ⑤了解缩聚型聚合物的三种制备方法； ⑥掌握加聚反应与缩聚反应在反应物和产物的特点。 具体内容 第一节概述 1.定义： 高分子化合物:简称高分子，由成百上千个原子组成的大分子。大分子是由一种或多种小分子通过共价键一个接一个地连接而成的链状或网状分子。 高分子链的形态
?线型：长径比1000:1，具有良好的弹性和塑性，可溶解或溶胀，加热可熔化或软化；易于加工成形，可重复使用。热塑性塑料PE、PVC等。 ?体型：网状结构，不溶不熔，具有良好的耐热性和强度，但脆性大，弹性、塑性低，不能重复使用。热固性树脂—酚醛树脂等。 高分子材料是以有机高分子聚合物为主并往往加入多种添加剂形成的材料。 2.结构单元、单体、聚合度 一个大分子往往由许多相同的简单结构单元通过共价键重复连接而成。 例如聚氯乙烯的分子是由许多氯乙烯结合而成 结构单元（链节）：聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团 单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。 聚合度：塑料分子链所含链节的数目 3.分类： 其中（1）热塑性聚合物：加热后软化，冷却后又硬化成型，这一变化随温度变化可以反复进行。聚乙烯、聚氯乙烯属于此类。 （2）热固性聚合物：聚合物原料经混合并受光、热或其它外界环境因素的作用发生化学变化而固化成型，但成型后再加热也不会软化变形。如酚醛树脂、环氧树脂等。 4.高分子材料制备过程 人们从古时候起就知道应用棉花、丝绸、羊毛、皮革之类的高分子材料，但第一种合成高
北化聚合物制备工程答案样本
北京化工大学－第二学期 《聚合物制备工程》期末考试试卷 班基: 姓名: 学号: 分数: 一、填空( 20分) 1．一般而言聚合物的生产过程由单体精制与准备、催化剂体系准备与精制、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程组成。 2、常见的聚合反应器按照结构分类包括釜式、管式、 塔式、流化床、挤出机、特殊形式的聚合反应器。 3、釜式反应釜的除热方式有夹套冷却、夹套附加内冷管、内冷管、反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。 4、悬浮聚合体系由单体、水、 分散剂和引发剂组成。 5、 ESBR采用乳液聚合方法生产, 其聚合机理是自由基聚合 , SSBR采用溶液聚合方法生产, 其聚合机理是阴离子聚合。 6、可采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合等聚合方法制备聚氯乙烯。 7、中国镍系顺丁橡胶催化剂的主要成分是环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物。 8、尼龙66可采用熔融缩聚和固相缩聚方法生产。 9、反应器的基本设计方程是 : ( 反应物流入量) －( 反应物流出量) －( 反
应消失量) －( 反应物累积量) ＝0。 10、 PET熔融缩聚主要生产工艺是熔融缩聚和固相缩聚。 二、简述题( 20分) 1．写出以下缩写的聚合物中文名称, 并指出其聚合机理和工业实施方法。 PET、 LDPE、 SBS、 GPPS、 CR 答: PET 对苯二甲酸乙二酯, 缩合聚合, 熔融缩聚/固相缩聚 LDPE 低密度聚乙烯, 自由基聚合, 本体聚合 SBS 聚苯乙烯－b-丁二烯－b－苯乙烯嵌段共聚物, 阴离子聚合, 溶液聚合GPPS 通用聚苯乙烯, 自由基聚合, 本体聚合/悬浮聚合 CR 氯丁橡胶, 自由基聚合, 乳液聚合 2．分离和后处理过程对聚合物性能有何影响? 答: 分离就是指聚合物从聚合介质分开的过程, 不同的聚合实施方法可能采取的分离方法不同。分离过程将脱除绝大部分的残留单体、溶剂, 这些物质不但降低聚合物产品的性能, 而且对于人体有害、污染环境。聚合物后处理工序包括分离、干燥、脱挥、脱灰、加入助剂及形状处理等几方面; 可是树脂与橡胶后处理略有区别, 树脂后处理主要包括脱水、干燥、加入添加剂、直接得到粉状树脂; 或者经过脱水、干燥、加入添加剂、混炼、切粒、混合均化、包装得到颗粒状树脂; 橡胶后处理根据用途也不同, 乳液用于涂料或其它直接使用乳液的场合, 乳液能够直接使用或浓缩后包装、使用; 需要得到固体橡胶时则需要凝聚、脱水、水洗、挤压干燥、压块、包装。在这些后处理工序中, 最关键的十脱灰和干燥工序, 这些工序所使用的设备若不合理, 仍会出现废品。橡胶产品导致凝胶含量高, 塑料树脂导致分子量降低或交联。 3．简述采用管式和釜式反应器生产低密度聚乙烯( LDPE) 的特点及产生差异的
聚合物制备工程》2003A卷标准答案
聚合物制备工程》考试试题A卷考试时间：2003年06月20日 考试班级：材001～009 一、填空(25) 1. 常用反应器有釜式反应器、管式反应式、塔式反应器、及螺杆挤出反应器。 2. 常用搅拌器的型式有桨式搅拌器、螺旋推进式搅拌器、锚式搅拌器、 螺带式搅拌器、及涡轮式搅拌器； 各自适合的场合分别是低粘度流体的搅拌分散及聚合、低粘度流体的分散或乳化、高粘度流体的分散或聚合、高粘度流体的分散或聚合、低粘度流体的分散或聚合。 3. 釜式反应釜的除热方式有夹套冷却、夹套与内盘管冷却、回流冷凝冷却、反应物料预冷、反应物料外循环冷却、反应物料闪蒸冷却及7种。 4. 反应器的最基本特征是具有一定的反应容积和具有一定的除热设施。 5. 工程塑料的特征是由材料应具有高的耐热温度和优异的低温抗冲性能体现的。 二、选择题(正确的打√，错误的请本体下改正过来，15分) 1. 玻璃化效应常发生在二烯烃聚合的橡胶制备中( 错)。 玻璃化效应多发生在玻璃化转变温度(Tg)较高的聚合物的制备中，如聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯的制备中。 2. 在二烯烃橡胶生产中常控制转化率小于100％，这是因为要控制产品的凝胶含量和共聚物组成( √)； 3. 乳液聚合过程中，分子量的控制更多的是控制聚合温度( 错)。 乳液聚合过程中，聚合物的分子量控制多用分子量调节剂进行控制，尽管温度、乳化剂用量、引发剂用量等均分子量有影响，但都不容易稳定控制。 4. 苯乙烯的本体聚合的主要控制因素是压力控制( 错)。 必要性的本体聚合的主要控制因素是聚合温度，这是因为温度不仅控制引发速度，而且影响体系的粘度、聚合物的分子量及其分布，而且温度过高还会引起聚苯乙烯的分解或交联。 5. 聚酰胺只能作纤维材料用( 错)；
聚合物基复合材料制备方法
摘自课本《聚合物基复合材料》,针对的是聚合物基纳米复合材料的制备方法。 1、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是最早用来制备纳米复合材料的方法之一。所谓的溶胶-凝胶工艺过程是将前驱物在一定的有机溶剂中形成均质溶液，均质溶液中的溶质水解形成纳米级粒子并成为溶胶，然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为凝胶。溶胶-凝胶中通常用酸、碱和中性盐来催化前驱物水解和缩合，因其水解和缩合条件温和，因此在制备上显得特别方便。根据聚合物与无机组分的相互作用情况，可将其分为以下几类： （1）直接将可溶性聚合物嵌入到无机网络中把前驱物溶解在形行成的聚合物溶液中，在酸、碱或中性盐的催化作用下，让前驱化合物水解，形成半互穿网络。（2）嵌入的聚合物与无机网络有共价键作用在聚合物侧基或主链末端引入能与无机组分形成共价键的基团，就可赋予其具有可与无机组分进行共价交联的优点，可明显增加产品的弹性模量和极限强度。在良好溶解的情况下，极性聚合物也可与无机物形成较强的物理作用，如氢键。 （3）有机-无机互穿网络在溶胶-凝胶体系中加入交联单体，使交联聚合和前驱物的水解与缩合同步进行，就可形成有机-无机同步互穿网络。用此方法，聚合物具有交联结构，可减少凝胶的收缩，具有较大的均匀性和较小的微区尺寸，一些完全不溶的聚合物可以原位生成均匀地嵌入到无机网络中。 溶胶-凝胶法的特点是可在温和条件下进行，可使两相分散均匀，通过控制前驱物的水解-缩合来调节溶胶-凝胶化过程，从而在反应早期就能控制材料的表面与界面性能，产生结构极其精细的第二相。存在的问题是在凝胶干燥过程中，由于溶剂、小分子、水的挥发可能导致材料内部产生收缩应力，从而会影响材料的力学和机械性能。另外，该法所选聚合物必须是溶解于所用溶剂中的，因而这种方法受到一定限制。 2、层间插入法 层间插入法是利用层状无机物(如粘土、云母等层状金属盐类)的膨胀性、吸附性和离子交换功能，使之作为无机主体，将聚合物(或单体)作为客体插入于无机相的层间，制得聚合物基有机-无机纳米复合材料。层状无机物是一维方向上的纳米材料，其粒子不易团聚且易分散，其层间距离及每层厚度都在纳米尺度范
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
聚合物基复合材料
聚合物基复合材料 摘要：聚合物基复合材料以其特有的性能近年来越来越受到人们的青睐。本文简单的介绍了聚合物基复合材料，描述了其作为一种新材料的性能特点，并详细描述了其发展历史及应用。 关键词：聚合物、复合材料、应用、历史 1、聚合物基复合材料 复合材料是指：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 (1) 复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相之间存在着界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料。 而聚合物基复合材料一般都具有以下特性： 1. 比强度、比模量大。比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的
聚合物基复合材料精彩试题
第一章 聚合物合金的概念、合金化技术的特点？ 聚合物合金：有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系 合金化技术的特点:1、开发费用低，周期短，易于实现工业化生产。2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。3、有利于产品的多品种化和系列化。 热力学相容性和工艺相容性的概念？ 热力学相容性：达到分子程度混合的均相共混物，满足热力学相容条件的体系。 工艺相容性：使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。 如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性？ 1、共混体系的混合自由能（ΔG M ）满足ΔG M =ΔH M -TΔS M <0 2、聚合物间的相互作用参数χ 12 为负值或者小的正值。 3、聚合物分子量越小，且两种聚合物分子量相近。 4、两种聚合物的热膨胀系数相近。 5、两种聚合物的溶度参数相近。 *思考如何从改变聚合物分子链结构入手，改变聚合物间的相容性？ 1、通过共聚使分子链引入极性基团。 2、对聚合物分子链化学改性。 3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。 4、形成IPN或交联结构。 5、改变分子量。 第二章 *列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素，并说明分别是如何影响的？ 组分比：含量高的组分易形成连续相； 黏度比：黏度低的组分流动性较好，容易形成连续相； 内聚能密度：内聚能密度大的聚合物，在共混物中不易分散，容易形成分散相；溶剂类型：连续相组分会随溶剂的品种而改变； 聚合工艺：首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。 说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响？
共混体系中聚合物间的工艺相容性越好，它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合，两相间的过渡区越宽，相界面越模糊，分散相微区尺寸越小。完全相容的体系，相界面消失，微区也随之消失而成为均相体系。两种聚合物间完全不相容的体系，聚合物之间相互扩散的倾向很小，相界面和明显，界面黏接力很差，甚至发生宏观的分层剥离现象。 什么是嵌段共聚物的微相分离？如何控制嵌段共聚物的微相分离结构？ 微相分离：由化学键相连接的不同链段间的相分离 控制溶剂、场诱导、特殊基底控制、嵌段分子量来控制 *简述聚合物合金界面层的特性及其在合金中所起的作用。 特性：1、两种分子链的分布是不均匀的，从相区到界面形成一浓度梯度；2、分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合的平均密度；3、界面层内易聚集更多的表面活性剂、其他添加剂、分子量较低的聚合物分子。 作用：力的传递效应；光学效应；诱导效应。 第三章 简述橡胶增韧塑料的形变机理及形变特点。 形变机理：银纹化和剪切带形变 特点：1、橡胶的存在有利于发生屈服形变；2、力学性能受形变机理影响 简述橡胶增韧塑料形变机理的研究方法及影响形变机理的因素。 定量研究：高精度的蠕变仪同时测定试样在张应力作用下的纵向和横向形变 影响因素：树脂基体；应力和应变速率；温度；橡胶含量；拉伸取向 简述橡胶增韧塑料的增韧机理，并列举实例加以说明。 多重银纹化增韧理论：在橡胶增韧的塑料中，由于橡胶粒子的存在，应力场不再是均匀的，橡胶粒子起着应力集中的作用。（脆性玻璃态高聚物受外力作用发生银纹形变时材料韧性很差） 银纹-剪切带增韧机理：银纹和剪切到之间存在着相互作用和协同作用。（ABS 拉伸过程中既有发白现象，又有细颈形成） 试比较橡胶增韧塑料和刚性粒子工程塑料的异同点。 1、增韧剂种类不同； 2、增韧的对象不同； 3、增韧剂含量对增韧效果的影响不同； 4、改善聚合物合金性能的效果不同； 5、增韧机理不同； 6、对两相界面黏结强度的要求是相同 第四章
北京化工大学聚合物制备工程流程题
二、流程描述：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？ 聚合热大；乙烯高压聚合的转化率低；链转移反应容易发生；以氧为引发剂时，存在压力与氧浓度的临界值关系 乙烯压缩引发剂 配制和注入 聚合 聚合物与乙烯 单体的分离 后处理挤出 生产控制主要影响因素：温度与压力 2、试用流程框图和必要的文字描述聚苯乙烯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？ 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优点：转化率接近100%，不必进行脱挥发份处理。缺点：为了提高转化率，聚 合最后阶段温度高达220°C，聚合过程温度变化大，分子量分布宽。 苯乙烯预聚合塔式聚合釜 连续聚合挤出切粒聚苯乙烯颗粒产品 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、转化率、相对分子质量与反应温度、惰性气体保护 3、试用流程框图和必要的文字描述聚丙烯气相聚合生产工艺，并指出生产控制 的主要影响因素是什么？ Amoco气相 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？ 溶液聚合制备顺丁橡胶的主要工序: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 指标：门尼粘度灰分挥发份凝胶含量顺式 1，4 含量 ?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； ?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 ?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？ 聚氯乙烯的悬浮聚合生产工艺：
2015聚合物制备工程 复习范围
2015聚合物制备工程复习范围 一、基本概念与简述题 1. 聚合物生产过程的基本内容包括什么？聚合物制备工程的内容主要包括哪些方 面？ 2. 举例说明如何选择一种或几种聚合物所采用的不同聚合实施方法，并说明理由。 3. 聚合物工业的原料来源有哪些？哪些属于可再生资源？简述乙烯、丙烯、异丁烯、 异戊二烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯类单体的制备方法。单体或有机溶剂在储存及运输过程中应注意的问题？ 4. 反应器的最基本特征是什么？反应器按照操作形式如何分类及其特点？ 5. 聚合反应器按照结构特征分类有几种？釜式反应器的结构特征及搅拌附件的安 装；釜式聚合反应器的除热方式及其所适用的场所。 6. 搅拌器有哪些种类？各有何特点？如何选用搅拌器？ 7. 挡板、导流桶作用是什么？选择的依据是什么？在实际安装时需要注意哪些问 题？ 8. 聚合物生产的分离、后处理包括的内容及其对产品性能的影响？ 9. 分离的含义是什么？通常聚合物从聚合介质中分离有几种方法？ 10. 写出反应器设计的物料衡算方程。分别写出间歇反应器与理想连续反应器的物料 衡算方程。 11. 间歇反应器、理想混合反应器、平推流反应器的定义及反应物的浓度变化特征？ 12. 停留时间分布函数F(t)和停留时间分布密度函数E(t)的概念和联系，测定原理和方 法及其对应的函数关系。 13. 连锁聚合常用的聚合实施方法、特点、及其主要品种 14. 本体聚合的主要工程问题是什么？采取何措施解决之？实施本体聚合的主要反应 器是什么？主要产品及其聚合机理是什么？ 15. 溶液聚合的主要品种有哪些？如何选择溶液聚合所用的溶剂？ 16. 悬浮聚合的定义、聚合体系组成？悬浮聚合适合哪些产品的生产？ 17. 常用悬浮聚合分散剂有哪些种类？其稳定机理是什么？ 18. 乳液聚合的定义、聚合体系组成？乳液聚合适合哪些产品的生产？ 19. 乳化剂稳定乳液的原理是什么？破乳有哪些方法？ 20. 乳化剂的特征参数有哪些？如何选择乳化剂的类型和用量？ 21. 凝胶效应、玻璃化效应及其机理？ 22. 乳液聚合的机理与特点。 23. 如何控制乳液聚合的反应速率和乳胶粒的直径尺寸？ 24. 在乳液聚合中聚合温度和引发剂的选择主要依据是什么？
2010北化聚合物制备工程答案
北京化工大学2009－2010学年第二学期 《聚合物制备工程》期末考试试卷 班基：姓名：学号：分数： 一、填空（20分） 1．一般而言聚合物的生产过程由单体精制与准备、催化剂体系准备与精制、聚合过程、分离过程、后处理过程、回收过程组成。 2、常见的聚合反应器按照结构分类包括釜式、管式、 塔式、流化床、挤出机、特殊形式的聚合反应器。 3、釜式反应釜的除热方式有夹套冷却、夹套附加内冷管、内冷管、反应物料釜外循环、回流冷凝器、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷。 4、悬浮聚合体系由单体、水、 分散剂和引发剂组成。 5、ESBR采用乳液聚合方法生产，其聚合机理是自由基聚合，SSBR采用溶液聚合方法生产，其聚合机理是阴离子聚合。 6、可采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合等聚合方法制备聚氯乙烯。 7、我国镍系顺丁橡胶催化剂的主要成分是环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物。 8、尼龙66可采用熔融缩聚和固相缩聚方法生产。 9、反应器的基本设计方程是：（反应物流入量）－（反应物流出量）－（反应消失量）－（反应物累积量）＝0。 10、PET熔融缩聚主要生产工艺是熔融缩聚和固相缩聚。
二、简述题（20分） 1．写出以下缩写的聚合物中文名称，并指出其聚合机理和工业实施方法。 PET、LDPE、SBS、GPPS、CR 答： PET 对苯二甲酸乙二酯，缩合聚合，熔融缩聚/固相缩聚 LDPE 低密度聚乙烯，自由基聚合，本体聚合 SBS 聚苯乙烯－b-丁二烯－b－苯乙烯嵌段共聚物，阴离子聚合，溶液聚合GPPS 通用聚苯乙烯，自由基聚合，本体聚合/悬浮聚合 CR 氯丁橡胶，自由基聚合，乳液聚合 2．分离和后处理过程对聚合物性能有何影响？ 答：分离就是指聚合物从聚合介质分开的过程，不同的聚合实施方法可能采取的分离方法不同。分离过程将脱除绝大部分的残留单体、溶剂，这些物质不仅降低聚合物产品的性能，而且对于人体有害、污染环境。聚合物后处理工序包括分离、干燥、脱挥、脱灰、加入助剂及形状处理等几方面；但是树脂与橡胶后处理略有区别，树脂后处理主要包括脱水、干燥、加入添加剂、直接得到粉状树脂；或者经过脱水、干燥、加入添加剂、混炼、切粒、混合均化、包装得到颗粒状树脂；橡胶后处理根据用途也不同，乳液用于涂料或其他直接使用乳液的场合，乳液可以直接使用或浓缩后包装、使用；需要得到固体橡胶时则需要凝聚、脱水、水洗、挤压干燥、压块、包装。在这些后处理工序中，最关键的十脱灰和干燥工序，这些工序所使用的设备若不合理，仍会出现废品。橡胶产品导致凝胶含量高，塑料树脂导致分子量降低或交联。 3．简述采用管式和釜式反应器生产低密度聚乙烯（LDPE）的特点及产生差异的原因。 答：两种反应器所生产LDPE的特点： ?釜式反应器物料接近理想混合状态，温度均匀，可分区控制，从而可获得较窄分子量分布的聚乙烯；支化多，凝胶微粒多，通用产品；有利共聚：共聚产品多，可以生产V A达40%的EVA。 ?管式反应器的物料在管内呈平推流流动，反应温度沿管程有变化，因而反应温度有最高峰，因此所合成聚乙烯相对分子质量分布较宽。支链较少，适于薄膜产品，共聚产品少。
聚合物合成实用工艺学复习要点
聚合物合成工艺学题库 一、选择题： 1. HDPE与LDPE进行比较，前者支链量( B )，机械强度( )，可应用于管材。 A. 少；低 B. 少；高 C. 多；低 D. 多；高 2. 在丁苯橡胶乳液聚合中，分别采用（ C ）低温聚合，和（）高温聚合；低温丁苯在（）方面优于高温丁苯。 A. 50℃，100℃，极性、弹性、老化性 B. 0℃，50℃，加工性能、色泽、老化性 C. 5℃，50℃，弹性、强度、加工性能 D. 0℃，50℃，极性、弹性、老化性 3. 氨基树脂可由下列哪一类化合物进行合成？（C ） A. 苯酚与甲醛 B. 二元酸与二元胺 C. 脲与甲醛 D.光气与双酚A 4. 本体聚合常采用分段聚合工艺，其目的是（B ） A. 降低反应温度 B. 导出反应热 C. 提高转化率 D. 简化工艺 5. 离子聚合过程，一般选择（D）工艺。 A. 悬浮聚合 B. 乳液聚合 C. 本体和悬浮 D. 本体和溶液 6.悬浮聚合与本体聚合工艺相比，前者（B ）。 A. 工艺简单，成本低 B. 导热效果好，产物纯度低 C. 转化率高，成本低 D. 后处理工艺简单 7. 乳液聚合生产过程中，破乳方法不包括（ B）。 A. 强烈搅拌 B. 加热 C. 加入电解质 D. 调节pH 8. 对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择（ A）搅拌器。 A. 螺带式 B. 平浆式 C. 锚式 D. 旋浆式 9. 下列哪种温度不是国际通用的描述塑料的耐热性能的（ D ）。 A. 马丁耐热温度 B. 维卡耐热温度 C. 热扭变温度 D. 玻璃化温度 10. C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近，可通过（ C ）的方法进行分离。 A. 闪蒸 B. 水蒸气蒸馏 C. 萃取精馏 D. 减压蒸馏 11. APP是指（ C）。 A. 全同聚丙烯 B. 间同聚丙烯 C. 无规聚丙烯 D. 高分子量聚丙烯 12. 用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后，用（ B ）洗涤以除去分散剂。 A. 稀碱 B. 稀酸 C. 去离子水 D. 十二烷基苯磺酸钠 13. BPO常常和（C ）组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。 A. 亚硫酸钠 B. 硫代硫酸钠 C. 二甲苯胺 D. 硫酸亚铁 14. 石油裂解气经精制分离得到的主要产品中，丙烯收率为（ B ）。 A. 25%～26% B. 16%～18% C. 11%～12% D. 29%～30% 15. 下面哪种成型工艺不属于聚氨酯泡沫塑料的发泡成型工艺（D ）。 A. 手工发泡 B. 浇铸法 C. 喷涂法 D. 吹膜法 16. 溶聚丁苯与乳聚丁苯相比，前者在（ D）性能上占有优势。 A. 生热、滚动阻力 B. 抗湿滑、耐磨性 C. 耐化学药品 D. A和B 17. 能够界面缩聚的单体有：（ B ） A. 二元胺+二元酸 B. 二元酰氯+二元胺 C. 二元醇+二元酸 D. A和C 18. 酚醛树脂可由下列哪一类化合物进行合成？（A ） A. 苯酚与甲醛 B. 二元酸与二元胺 C. 脲与甲醛； D. 光气与双酚A 19. 熔融聚合的聚合中期的条件为（C ）。 A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 高温高压 20. 测定PP等规度时所采用的溶剂为（ B ）。 A. 沸腾正辛烷 B. 沸腾正庚烷 C. 水 D. 沸腾的芳烃
《聚合物合成工程》复习题及答案
《聚合物合成工程》复习题及答案 一、简答题 1．高分子合成材料主要包括哪几类，并简述其一般的生产工艺过程。 答：高分子合成材料主要包括塑料、合成橡胶和合成纤维三大类，此外还包括涂料、粘合剂、离子交换树脂、功能高分子材料等。高分子合成材料的一般生产工艺过程如下：原料精制与配制过程、聚合过程、聚合物分离、洗涤、干燥、造粒（压块）过程以及溶剂回收再利用过程等。 2．当今，高分子合成材料在人们的生活中扮演着越来越重要的作用，请列举至少五种高分子材料制品，并简述高分子合成材料的一般的生产工艺过程。 答：在我们的日常生活中，常见的高分子材料制品有塑料盆（桶、碗、瓶、杯、凳子等）、电视机外壳、电脑机箱、汽车外壳、衣服、皮鞋、尼龙袋、保鲜膜等。它在人们的生活中扮演着越来越重要的作用。高分子合成材料的一般生产工艺过程如下：原料精制与配制过程、聚合过程、聚合物分离、洗涤、干燥、造粒（压块）过程以及溶剂回收再利用过程等。 3．高分子科学发展至今包括哪两个方面，二者什么关系？ 答：高分子科学发展至今，形成了学科基础研究（包括“高分子化学” 、“高分子物理”和“高分子工程”三个分支学科）和高分子材料研究（包括“功能高分子”，“通用高分子材料”两个分支领域）两格局。二者为密切联系，互相渗透，互为依托的关系。 4．高分子科学是从何时真正萌芽并得到发展的，而我国高分子科学研究又是何时起步的呢？ 答：高分子科学的真正萌芽要追索到1920年前后，由德国化学家 H. Staudinger在1919年瑞士学术会上，提出的“高分子化合物是由共价键连接而成的长链分子”观点，并发表了“聚合反应”的著名论文。此时，建立了大分子链的学术观点，高分子科学渐渐萌生和发展。而我国高分子科学研究起步较晚，大约在20世纪50年代初。 5．影响所生产聚合物的分子量及分布、结构与性能以及牌号的因素有哪些。 答：所生产的聚合物分子量及分布、聚合物结构与性能以及不同产品牌号与聚合反应设备、聚合反应机理、聚合反应实施方法、物料组成、聚合反应操作方式以及聚合反应工艺条件有关。 6．由于聚合方法很多，不同聚合方法聚合得到物料体系组成不同，其形态也不同，分离方法也不一样。请以任一种聚合方法简述其聚合物生产后期中的分离方法及过程。 答：例如：本体聚合与熔融缩聚：反应转化率很高，单体几乎全部转化为高分子，一般不需要经过分离，可将高粘度的熔体直接铸带，进行后处理。若要求生产高质量产品时，需要脱出少量未反应单体，应使聚合物熔体呈薄层或线状流动下抽高真空。 或悬浮聚合：聚合物呈圆珠状，分散在水介质中，未反应的单体及分散剂、悬浮剂等必须进行分离。首先采用蒸汽蒸馏（沸点较高单体,与水共沸）或闪蒸（常温下是气体的单体，迅速减压）等方法除去单体，利用离心过滤和离心洗涤等方法除去分散剂、悬浮剂，再用净水反复洗涤保证聚合物无其他杂质。 或乳液聚合：①聚合物呈胶体分散状的固-液乳液体系，固体颗粒粒径在0.01-1μm之间，由于布朗运动，静置时，固体颗粒不会沉降析出，若作为涂料或粘合剂用时，仅用闪蒸或蒸汽蒸馏脱出未反应单体,浓缩法提高浓度即可；若产品为固体时，工业上一般是将聚合物进行喷雾干燥即可得到粉状树脂。
最新聚合物合成与制备部分考题
1 分析极性单体如MMA负离子聚合的难点，通过增氧的方法可以改善其苛刻的聚合条件。 难点：副反应。分子结构中存在羰基，很容易与引发剂或活性聚合物的链末端侧基第二单元发生“反咬”反应，从而导致反应的终止，单体转化率降低，相对分子质量不能控制和分布变宽；对丙烯酸烷基酯而言由于存在活泼的a氢原子，因此情况更加复杂，即副反应发生的可能性加大。措施：降低活性中心的活性（1）合成立体位阻较大的引发剂（2）在体系中加入不同种类的配位体络合剂（3）降低聚合反应温度。 2 Z-N催化剂、（M）茂金属催化剂、(H)“茂后”催化剂都是配 位聚合的催化剂体系。试从聚合单体、产品结构、引发活性等多个方面进行比较。 聚合单体：M可聚单体比Z-N可聚合单体多，2 Z-N催化剂主要用于乙烯聚合以及丙烯的立构规整聚合，M催化剂催化活性高，多用于乙烯和其他乙烯基单体的共聚反应，共聚能力差，共聚组分分布宽。 产品机构：Z-N可制成LLDPE，它具有LDPE的柔性和HDPE的强度，而且较透明，抗冲击性能，较高的撕裂强度和抗刺穿强度，H可以合成高支化聚乙烯，M和H可以实现烯烃与极性单体的共聚。 引发活性：Z-N多活性中心，MH都是单活性中心，H更活泼。 3 通过负离子聚合方法制备丁苯橡胶时，通常采用非极性溶剂，有时还添加一些极性组分，试分析聚合温度对上述两种体系中聚合物微观结构的影响。（包括聚丁二烯微观结构和序列分布） 先写出两种聚合物的结构式，丁二烯聚合后可以生成1,4；1,2两种结构，非极性溶剂中，两反应的活化能Ea1 北京化工大学2008－2009学年第二学期 《聚合物制备工程》期末考试试卷 班基：姓名：学号：分数： 一、填空（20分） 1．一般而言聚合物的生产过程由、、、、、组成，其中 是核心过程。 2、采用测定理想混合反应器的停留时间密度函数，采用 测定停留时间分布函数，两者的关系是。 3、石油化学工业上的三烯、三苯是指、、 、、、。 4、反应器的基本设计方程是 。 5、乳液聚合体系由、、 和组成。 6、聚合物后处理和分离过程中，脱挥是指，脱灰是指。 7、EPS采用方法生产，GPPS可以采用和 方法生产。 8、乳液聚合中可能的成粒机理包括、 和，其中以为主要成粒机理。 9、PET的主要生产工艺是和，其工业聚合实施方法包括和。 10、常用釜式反应器由、、、及等部分组成。 二、简述题（25分） 1．对于相同的聚合反应过程而言，请作图表示分别采用间歇反应器、平推流反应器、单级理想混合反应器、多级理想混合反应器（以3级理想混合反应器为例）时反应器内单体浓度的变化趋势。 2．写出以下缩写的聚合物中文名称，并指出其聚合机理和工业实施方法。 ABS 、EPS、HIPS、IIR、IPP、NBR、PA66、PC、SAN、SBS 3．ESBR和SSBR分别采用哪些方法进行工业化生产？它们的分子结构有何差异，试解释其原因。 4．试举两例说明在逐步缩合聚合过程中如何控制两反应物的等摩尔比？ 5．试分析聚苯乙烯本体聚合后期升高温度对产物分子量及其分布的影响，并简要阐述以自由基本体聚合方法制备高分子量聚苯乙烯（数均分子量大于40万）的工艺方法。 三、选择题（30分） 1.搅拌釜内流体的流动状况看，有损于搅拌轴的需要避免的流动是（）。 A.径向流动 B. 切向流动 C. 轴向流动 D. 湍流 2.下列流动模型属于平推流模型的是（）。 A.管式反应器 B.色谱柱 C.釜式反应器 D.流化床反应器 3.玻璃化效应常发生在( )。 A.乳液聚合 B.悬浮聚合 C.溶液聚合 D.本体聚合 4.提高乳液聚合反应速率，可以采用（）。 A.增加乳化剂浓度 B.增加水油比 C.增大搅拌强度 D. 增大引发剂浓度 5.聚氯乙烯工业生产通过（）控制聚合物分子量，通过（）调 节聚合物的颗粒形态。 A.反应时间； B.温度； C. 转化率； D.分散剂； E. 链转移剂； F.搅拌转速 6.甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合按照（）成粒，氯乙烯悬浮聚合按照（）成粒。 A.单体液滴成粒机理； B.珠状成粒机理； C.胶束成粒机理； D.粉状成粒机理 7.醋酸乙烯溶液聚合采用甲醇作为溶剂，可以起到（）作用。 A. 链转移剂； B.引发剂； C.传热介质； D.链终止剂 8.高抗冲聚苯乙烯生产过程的相转变是通过( )实现的。 A. 搅拌 B. 聚合温度 C. 橡胶种类 D. 橡胶浓度 9.乳液丁苯通过（）控制共聚组成，丙烯酸酯乳液聚合采用（）控制共 聚组成，氯乙烯乳液聚合采用（）控制颗粒分布。 聚合物基复合材料 摘要：本文主要研究的是聚合物基复合材料的制备、性能、和应用。聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组成的复合材料。它有许多突出的性能：比强度大、比模量大；耐疲劳性能好；减振性好；过载时安全性好等。聚合物基复合材料的结构和性能存在广泛的灵活关系，通过不同的工艺控制，可以形成不同的结构形态，从而获得目标性能。 关键词：聚合物基复合材料制备性能应用 1、聚合物基复合材料的制备 1.1.聚合物复合材料概述及其制备流程 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。 1.2.基体及其制备： 基体是聚合物基复合材料的主要成分。用于复合材料的聚合物基体主要按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砚、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变比。热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分于量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生化学反应固化后，形成不溶不熔的三维网状高分子。 1.2.1热固性聚合物的制备2009_北化聚合物制备工程_考试A
聚合物基复合材料