高聚物合成工藝學(xué)考試重點

1、u 2、自由基聚合、聚合工藝，生產(chǎn)高分子有何特點？聚合工藝：本體聚合、乳液聚合、溶液聚合、懸浮聚合特點：自由基聚合所得的均聚物或共聚物都是碳碳主鏈的線性高分子量聚合物。在純粹狀態(tài)下是固體，由于結(jié)構(gòu)規(guī)整性差，所以多數(shù)是無定型聚合物。物理狀態(tài)與tg有關(guān)。u 4、pvc生產(chǎn)工藝，用乳液法和懸浮法的特點和區(qū)別？兩者噴霧干燥后產(chǎn)品pvc都是粉狀物。懸浮得到的產(chǎn)品粒徑約為100微米，而乳液得到的粒徑在數(shù)10微米左右。但加入增塑劑調(diào)合后，乳液聚合干燥的產(chǎn)品則生成糊狀分散體系，靜置后不沉降，而懸浮法的產(chǎn)品不能生成糊狀物。所以樹脂絕大數(shù)是由懸浮法生產(chǎn)而需要pvc糊進行塑料成型加工時則必須用乳液法。u 5、自由基

2、聚合合成橡膠一般采用什么工藝？為什么？乳液聚合。因為合成橡膠在室溫下為彈性體狀態(tài)，容易粘結(jié)成塊，所以不用本體和懸浮聚合生產(chǎn)。如果用溶液聚合則增加溶劑回收工序，成本提高了。u 6、本體聚合特點優(yōu)點：無其他反應(yīng)介質(zhì)；產(chǎn)品純度較高；過程簡單，無需回收缺點：（1）：散熱困難 原因：體系放熱大，單體比熱小，傳熱效率低 解決方法：設(shè)計反應(yīng)器時盡可能增大傳熱面積，采用分段聚合，進行預(yù)聚合；向單體中添加聚合物以降低單位質(zhì)量物料放出的熱量，降低轉(zhuǎn)化能 （2）：凝膠效應(yīng) 原因：聚合不完全 解決方法：后處理去除未反應(yīng)的單體u 7、懸浮聚合的特點優(yōu)點：（1）：散熱容易 （2）：以水作為介質(zhì)，成本低，溶液產(chǎn)品易沉淀，分

3、離方便 （3）：產(chǎn)品顆粒形狀好，符合不同顆粒要求 （4）：體系粘度低，溫度易控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易攪拌，易除去，回收方便 缺點：帶有少量分散劑殘留物，不易產(chǎn)生透明，絕緣性好的產(chǎn)品，分子量比溶液聚合高，雜質(zhì)比乳液聚合少u 8、有機液滴在水相中穩(wěn)定的條件（1）：有機分散相與水連續(xù)相的界面之間應(yīng)當(dāng)存在保護膜或粉狀保護層以防液滴凝結(jié) （2）：反應(yīng)器的攪拌裝置應(yīng)具備有足夠的剪切速率以便凝結(jié)的液滴重新分散 （3）：攪拌裝置的剪切力應(yīng)當(dāng)能夠防止兩相由于密度不同而分層。 保護膠的作用原理：保護膠產(chǎn)生分散穩(wěn)定作用，作為保護膠的高分子化合物被液滴表面吸附而產(chǎn)生定向排列，大分子中親油鏈段與單體液滴表面結(jié)合起來，而親

4、水鏈段則伸展在水中，因而產(chǎn)生空間位阻作用。保護膠分子與液滴表面有良好的親和性又與水相有良好的作用力。無機粉狀分散劑得分散穩(wěn)定作用：當(dāng)兩液滴互相接近到可能產(chǎn)生凝結(jié)的距離時。兩液滴之間水分子被排出而形成高分子薄膜層從而阻止了兩液滴凝結(jié)或兩個相互靠近的液滴之間大的液體薄層移動緩慢以致在臨界凝結(jié)的瞬間內(nèi)兩液滴不能發(fā)生凝結(jié)。 分散劑的要求：有分散作用防止兩相黏結(jié)；無阻，緩聚作用；易分離；穩(wěn)定性好9、分散劑的要求：1、保護作用，在液體表面形成保護膜，防止兩相凝聚；2、不能對聚合反應(yīng)有影響；3、易于分離；4、在聚合條件下，穩(wěn)定性好。u 10、溶液聚合特點優(yōu)點（1）散熱容易（相對本體聚合）（2）不易形成支化和

5、交聯(lián)聚合物，生成比較純的線性聚合物，主要因為聚合物濃度較低 缺點（1）單體濃度較低導(dǎo)致聚合速率較低、生產(chǎn)效率較低（2）聚合中存在向溶劑進行鏈轉(zhuǎn)移（3）后處理復(fù)雜，易產(chǎn)生污染u 11、溶液聚合中溶劑的選擇與作用主要是有機溶劑或水（1） 溶劑對聚合速率的影響（引發(fā)劑分解速率是由誘導(dǎo)效應(yīng)引起的）a用水作溶劑，無影響 b偶氮類引發(fā)劑也影響不大，過氧化物影響較大（2）溶劑對分子量的影響 a要求得高分子量產(chǎn)品則應(yīng)選擇cs值小的溶劑（3）溶劑對分子結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響a不良溶劑：聚合物分子在溶劑中呈蜷曲狀；b良溶劑：聚合物分子在溶劑呈伸展?fàn)顟B(tài)，強度較大u 12、乳液聚合的特點優(yōu)點（1）散熱容易（2）分散體系穩(wěn)定性

6、優(yōu)良，溶液穩(wěn)定性非常好 （3）體系粘度低，工業(yè)生產(chǎn)易控制 （4）聚合物分子量最大缺點（1）純度低，加入大量破乳劑很難除掉 （2）后處理復(fù)雜u 13、乳化劑的作用原理（1）使分散體系表面能降低 （2）乳化劑分子在油相液滴表面規(guī)則排列，形成一個表面層（3）液滴表面帶有相同的電荷而相斥，所以阻止了液滴的聚集cmcc：臨界膠束濃度 hlb：親水親油平衡值 濁點：非離子表面活性劑，加熱由透明 渾濁的溫度值（t），決定了使用溫度：濁點以下 三相點：離子型乳化劑，既含有乳化劑真溶液，又含有膠束、固體乳化劑（使用三相點以上）。u 14、破乳的幾種方法（1） 加入電解質(zhì):可以增大膠乳粒徑，降低膠乳粘度，但用量超

7、過臨界值，則產(chǎn)生膠乳微粒凝結(jié)而起破乳作用 加入電解質(zhì)，使動電位減少甚至消失，是乳液穩(wěn)定性降低產(chǎn)生破乳。 （2）改變ph值的破乳 （3）冷凍破乳 （4）機械破乳u 15、聚合過程中三個階段體系中組成變化規(guī)律成核階段：乳膠相產(chǎn)生，膠束不斷減少，乳膠粒不斷增加，速率相應(yīng)增加，單體液滴數(shù)不變；體系中有水相、單體相、乳膠相、膠束相 恒速階段：膠束消失，只有水相、單體相、乳膠相，乳膠粒不斷長大，乳膠粒數(shù)恒定，液滴的存在又使膠粒內(nèi)的單體濃度恒定因此聚合速率也恒定 降速階段：單體想消失，只有水相和膠乳相u 16、成核機理乳液聚合（1）進入膠束成核生成乳膠粒子 （2）在水相中增長，達到一定聚合度后析出吸附水相中

8、的乳化劑而穩(wěn)定，增長為膠乳粒子 （3）進入單體液滴中聚合為乳膠粒子u 19、縮聚反應(yīng)中的多釜串聯(lián)的優(yōu)勢a從真空度考慮，可減低對真空度要求，可提高利用率。操作條件穩(wěn)定，可減少對真空度要求甚高的最后一個釜的體積。b從回收小分子方面考慮，后期不需設(shè)計回收裝置，可提高其利用率c從攪拌方面考慮，最后一個縮聚釜需要特別設(shè)計結(jié)構(gòu)形式和攪拌器，若用一釜效果不好且不適合酯化反應(yīng)u 20、溶液縮聚劑作用a較低反應(yīng)溫度，穩(wěn)定反應(yīng)條件，易控制反應(yīng)程度；b使難容單體原料溶解為溶液，以促進化學(xué)反應(yīng)，可避免單體分解，還可以使生成的縮聚物溶解或溶脹便于繼續(xù)增長，增加分子量；c降低反應(yīng)物料體系的粘度，吸收反應(yīng)熱量，有利于熱交換

9、，便于攪拌控溫；d可與反應(yīng)生成的小分子副產(chǎn)物形成共沸物帶出反應(yīng)體系，或與小分子化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以消除小分子副產(chǎn)物；e溶劑兼有縮合劑的作用；f可產(chǎn)生催化劑作用；g直接合成縮聚物溶液用作粘合劑或涂料22、縮聚方法的比較要求及條件熔融縮聚溶液縮聚界面縮聚純度高純度不嚴(yán)格不嚴(yán)格熱穩(wěn)定性必須不嚴(yán)格不嚴(yán)格摩爾比等摩爾可以不等無要求反應(yīng)溫度高溫與溶劑沸點有關(guān)室溫100度反應(yīng)壓力高真空常壓常壓反應(yīng)設(shè)備特殊結(jié)構(gòu)，密封性高簡單簡單u 23、二元酰氯參與的界面聚合為了使反應(yīng)順利進行注意要點a水相中必須存在能夠中和副產(chǎn)物hcl的無機堿類化合物，以免季銨鹽生成；b無機堿濃度不能太高，過高酰氯可水解為不能參加反應(yīng)的羧酸

10、集團，不僅降低了聚合速度，而且生成單功能酰氯，從而顯著地限制了產(chǎn)品平均分子量的增長，所得縮聚物的分子量分布寬；c反應(yīng)活性要高，不能與二元醇反應(yīng)u 27、泡沫塑料各種組分a異氰酸酯；b聚醚或聚酯多元醇：制備軟泡時要求mc大；c催化劑：為叔胺類化合物（如n,n-二甲苯胺，三乙醇胺等）和有機錫類化合物；d發(fā)泡劑：水或低沸點鹵代烴（cclf3，c2cl3f3）；e泡沫穩(wěn)定劑：降低原料各組分的表面張力，增加互溶性及穩(wěn)定發(fā)泡過程有利于得到均勻的泡沫微孔結(jié)構(gòu)（有機硅）；f開孔劑：聚丙烯，聚丁二烯及液體石蠟；g阻燃劑：鹵磷的化合物u 28、聚酯多元醇與聚醚多元醇的比較特點聚酯多元醇聚醚多元醇結(jié)構(gòu)分子主鏈中含羧

11、基基團，極性大含有謎鍵，主鏈柔軟制得聚氨酯材料的性能耐溫耐磨及耐油性好機械強度較高、耐低溫、水解性差制品較柔軟、水解性、回彈性及耐低溫性好、機械強度、氧化穩(wěn)定性差合成工藝及原料合成工藝較復(fù)雜、原料不充分、價貴原料來源豐富，成本低廉應(yīng)用范圍聚氨酯合成革、橡膠及鞋類制品大量用于聚氨酯泡沫塑料uu 29、離子交換樹脂應(yīng)用答：交換反洗再生正洗離子交換樹脂在電解質(zhì)中可以完成以下4種功能：離子交換、脫除、濃縮、分級交換：原水自交換柱上端經(jīng)分配器流下，通過各交換柱樹脂層，出水為凈化水反洗：當(dāng)樹脂交換量下降到規(guī)定的終點時，反向水沖洗樹脂以出去雜質(zhì)和破碎的樹脂，松動樹脂層再生：自上而下或自下而上通入濃度為百分之

12、幾的再生藥劑，使離子交換樹脂恢復(fù)交換能力正洗：自上而下或自下而上通入清水進行淋洗樹脂，洗去剩余再生藥劑后，即可重新投入下一循環(huán)操作u 30、混合床如何再生？答：陰陽離子交換樹脂要分離，用一定濃度的鹽水分離，陽離子樹脂會沉積到鹽水低部，陰離子會浮在上面。陰陽離子在生產(chǎn)過程中設(shè)計的密度不同。隨后各自再生，正洗后混合。u 29、 pe中添加劑作用a抗氧劑：為了防止pe在成型過程中受熱時被氧化，防止使用過程中老化b潤滑劑：為了防止成型過程中粘結(jié)模具（油酸酰胺，胺類）c開口劑：為了使吹塑制成的聚乙烯塑料袋易于開口（硅膠sio2,鋁膠al2o3)d抗靜電劑：為了防止表面積累靜電(含有氨基或羥基等極性性基團

13、而又可溶于pe中，不揮發(fā)的聚合物）32、生產(chǎn)ldpe管式法、釜式法的比較項目釜式法管式法壓力大約110253mpa，可保持穩(wěn)定大約在333mpa，管內(nèi)產(chǎn)生壓力降溫度可以控制在130280度某一范圍可達330度，管內(nèi)溫度差比較大反應(yīng)器冷卻帶走的熱量<10%<30%物料流動情況在每一反應(yīng)區(qū)充分混合接近柱塞式流動，中心主管壁表面為層流反應(yīng)器表面的清洗方法不需要特別清洗用壓力脈沖法清洗管壁表面產(chǎn)品聚乙烯分子量分布窄寬長鏈分支多少u 34、淤膠法（稀釋劑的作用、要求）作用：用烴類作為稀釋劑，使丙烯在聚合反應(yīng)中與懸浮在烴類稀釋劑中的催化劑作用而聚合為pp，并且可以將聚合熱傳導(dǎo)至套冷卻水中。 要

14、求：a溶解丙烯、 b分散催化劑、 c溶解無規(guī)pp、不溶解等規(guī)pp、 d 無毒u 36、 pvc特點優(yōu)點：a混合性良好 b活性劑選擇性廣 c品種多，原料來源廣，價格低廉，用途廣泛缺點：熱穩(wěn)定性差，100以上分解釋放出hcl.u 37、pvc合成分子量的控制，如何控制，原因？答： 只與溫度有關(guān)m=1/ctrm (分子量與鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)有關(guān)）。pvc自由基聚合反應(yīng)過程中易于發(fā)生向單體轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，而此反應(yīng)亦隨溫度的升高而加速，所以在工業(yè)生產(chǎn)中主要用聚合溫度的高低來控制pvc樹脂的平均分子量，t升則m降。u 39、pvc意外事故處理(1)反應(yīng)釜蓋上裝置與大口徑排氣管聯(lián)結(jié)的爆破板。萬一壓力急劇升高可能產(chǎn)生爆炸

15、危險時，爆破板首先爆破，聚乙烯單體與物料自排氣管中迅速排出而避免反應(yīng)釜爆炸。但此時將造成環(huán)境污染。(2)反應(yīng)釜具有自動注射阻聚劑的裝置，當(dāng)溫度急劇升高時，自動裝置向反應(yīng)釜內(nèi)注射阻聚劑，如叔丁基鄰苯二酚，雙酚a等。u 熱固性塑料的生產(chǎn)和成型過程的特點(1)所用的原料合成樹脂是分子量較低（數(shù)百至數(shù)千）的液態(tài)，粘稠流體或脆性固體。(2)分子是具有活潑反應(yīng)基團。（包括碳碳雙鍵）(3)線型或線型支鏈結(jié)構(gòu)(4)在成型為塑料制品過程中同時發(fā)生固化反應(yīng)由線型低聚物轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型高聚物u 37、pvc組分樹脂 添加劑（穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、加工助劑）a穩(wěn)定劑：作用是在pvc樹脂加工過程中吸收分解產(chǎn)生的hcl。以免

16、進一步催化樹脂分解；消除共軛雙鍵體系；防止或延緩老化過程；b增塑劑：是難以揮發(fā)的小分子，能擴散進入pvc大分子中，并且可以和pvc混溶。要求含有極性基團（如鄰苯二甲酸二辛脂）；c潤滑劑作用是減少受熱加工過程中，樹脂顆粒之間或大分子之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量和防止塑料對加工機械表面的粘附作用，增加成型時的流動性（如硬脂酸皂、硬脂酸酯）；d加工助劑與抗沖改性劑：為了改善加熱，過程中熱伸長和熱撕裂強度，以及成型后硬質(zhì)制品的抗沖擊強度。u 42、胺類固化劑脂肪族多元胺室溫下不能使脂環(huán)族環(huán)氧樹脂固化，要求高溫固化，并且要加油促進劑；芳族多元胺活性低、要求加熱固化，而且固化時間長，但固化產(chǎn)品的玻璃化溫度較高，

17、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良。每百份環(huán)氧樹脂使用的多元胺量=（多元胺分子量/活性氫數(shù)目）/環(huán)氧當(dāng)量*100%u 43、酸酐固化劑環(huán)氧特點主要是脂環(huán)族二元酸酐、但鄰苯二甲酸價廉易得，所以應(yīng)用也較廣泛。要求加熱固化、常用叔胺，如二甲基芐胺、二甲基胺甲基苯酚、三氟化硼-胺絡(luò)合物等為催化劑。它可減少固化時間。使用酸酐固化劑，由于須加熱其特點為物料體系的粘度低，適用期較長，反應(yīng)放熱量低，熱固化后的收縮率低。固化后所得的產(chǎn)品機械性能和電性能優(yōu)良，而且其耐熱性優(yōu)于多元胺固化者。1、用量少；2、加熱固化可做單組份；3電性能好，機械性能好，耐熱性好；4、固化時間短u 44、bhet合成發(fā)展緩慢的原因局限點1、 tpa純度要

18、求較高；2、tpa不易溶解于eg中，反應(yīng)是在非均相中進行的，又反應(yīng)速率比較慢；3、如要提高反應(yīng)速率，可提高eg的用量，但能引起乙二醇醚化副反應(yīng)加劇，二甘醇含量增高，影響pet纖維質(zhì)量。改進的措施：1、解決了tpa的精制方法，使tpa的濃度高達99.9%以上；2、提高反應(yīng)溫度至220260度，并在加壓下進行；3、改良催化劑。u 44、合成纖維聚合物必須堿性、無交聯(lián)、支鏈盡量短 適當(dāng)高的分子量，分子量分負窄 過低：無法成纖或纖維強度低；過高：粘度大，加工困難 分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，易于結(jié)晶，最好部分結(jié)晶；結(jié)晶取向，部分結(jié)晶，非晶區(qū)易染色 極性基團，分子內(nèi)作用力大 軟化點、熔點高于使用溫度（加工溫度）u 45、聚