聚合物合成工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料筆記考題四川大學(xué)華南理工大學(xué)

聚合物合成工藝學(xué)

1聚合反應(yīng)釜中攪拌器的形式有哪些？適用范圍如何？

①常用攪拌器的形式有平槳式、旋槳式、渦輪式、錨式以及螺帶式等；

②渦輪式和旋槳式攪拌器適于低粘度流體的攪拌;平槳式和錨式攪拌器適于高粘度流體的攪

拌；螺帶式攪拌器具有刮反應(yīng)器壁的作用，特別適用于粘度很高流動性差的合成橡膠溶液聚

合反應(yīng)釜的攪拌。

2簡述合成樹脂與合成橡膠生產(chǎn)過程的主要區(qū)別。

—合成橡膠生產(chǎn)中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反應(yīng)的乳液聚合法和離子與配位聚

合反應(yīng)的溶液聚合法兩種。而合成樹脂的聚合方法則是多種的。合成樹脂與合成橡膠由于在

性質(zhì)上的不同，生產(chǎn)上的差別主要表現(xiàn)在分離過程和后處理過程差異很大：

①分離過程的差異：合成樹脂，通常是將合成樹脂溶液逐漸加入第二種非溶劑中，而此溶劑

和原來的溶劑是可以混溶的，在沉淀釜中攪拌則合成樹脂呈粉狀固體析出。合成橡膠的高粘

度溶液，不能用第二種溶劑以分離合成橡膠，其分離方法是將高粘度橡膠溶液噴入沸騰的熱

水中，同時進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，未反應(yīng)的單體和溶劑與一部分水蒸氣被蒸出，合成橡膠則以直徑

10—20mm左右的橡膠析出，且懸浮于水中。經(jīng)過濾、洗滌得到膠粒。

②后處理過程的差異：

合成樹脂后處理方框圖：

-----?干燥一?干燥的粉狀合成樹脂一?包j—?粉狀合成樹脂商品

潮濕的粉狀穩(wěn)1劑等

合成樹脂粒狀塑料一?均勻化

匚干燥一干燥的粉狀合成樹脂一混［一X包裝f粒狀塑料

制品

合成橡膠后處理方框圖：

潮濕的粒狀合成橡膠一f干燥一?壓塊~?包裝一?合成橡膠制品

3、高分子合成工業(yè)的“三廢”是如何產(chǎn)生的？怎樣處理？什么是“爆炸極限”？

①高分子合成工業(yè)所用的主要原料一單體和有機(jī)溶劑，許多是有毒的，甚至是劇毒物質(zhì)。由

于回收上的損失或設(shè)備的泄漏會產(chǎn)生有害或有臭味的廢氣、粉塵污染空氣和環(huán)境。聚合物分

離和洗滌排除的廢水中可能有催化劑殘渣、溶解的有機(jī)物質(zhì)和混入的有機(jī)物質(zhì)以及懸浮的固

體微粒。這些廢水如果不經(jīng)過處理排入河流中，將污染水質(zhì)。此外，生產(chǎn)設(shè)備中的結(jié)垢聚合

物和某些副產(chǎn)物會形成殘渣，因此高分子合成工業(yè)與其他化學(xué)工業(yè)相似，存在著廢氣、粉塵、

廢水和廢渣等三廢問題。

②對于三廢的處理，首先在進(jìn)行工廠設(shè)計時應(yīng)當(dāng)考慮將其消除在生產(chǎn)過程中，不得已時則考

慮它的利用，盡可能減少三廢的排放量。必須進(jìn)行排放時，應(yīng)當(dāng)了解三廢中所含各種物質(zhì)的

種類和數(shù)量，有針對性地進(jìn)行回收利用和處理，最后再排放到綜合廢水處理場所。不能用清

水沖淡廢水的方法來降低廢水中有害物質(zhì)的濃度。

③一種可燃?xì)怏w、可燃液體的蒸汽或有機(jī)固體和空氣混合時，當(dāng)達(dá)到?定的濃度范圍，遇火

花就會引起激烈爆炸?？砂l(fā)生爆炸的濃度范圍叫做爆炸極限。

4、簡述乙烯在高聚物合成方面的重要性。

一乙烯可以合成各種單體，從而得到各種合成樹脂與合成橡膠。

例如：

CH2=CH2一聚乙烯CH2=CH2+CH3-CH=CH2一乙丙橡膠

CH2=CH2+C12+O2—CH2cLeH2C1—CH2cHe1一聚氯乙烯

CH2=CH2+CH3co0H+02—CH2=CH-OOCCH3一聚乙酸乙烯酯一聚乙烯醇一維綸樹脂

5、如何選擇自由基聚合的引發(fā)劑？

一首先，根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件，選擇適當(dāng)分解速度的引發(fā)劑。

第二,根據(jù)引發(fā)劑的分解速度隨溫度的不同而變化,所以要根據(jù)反應(yīng)溫度選擇合適的引發(fā)劑。

第三，根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑。

第四，根據(jù)分解活化能（E”選擇引發(fā)劑。

第五，根據(jù)引發(fā)劑的半衰期選擇引發(fā)劑。

6、在自由基聚合生產(chǎn)中，主要采用什么方法控制產(chǎn)品的平均分子量？

一控制平均分子量的手段：（1）嚴(yán)格控制引發(fā)劑的用量，?般僅為千分之兒；（2）嚴(yán)格控

制反應(yīng)溫度和其他反應(yīng)條件；（3）選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量。

在實際生產(chǎn)中，由于聚合物品種不同，采用的控制手段各有所側(cè)重，根據(jù)主要影響因素來

選擇控制手段。

7自由基聚合反應(yīng)的實施方法有哪幾種？分別能生產(chǎn)哪些主要的高聚物品種？

自由基聚合反應(yīng)的實施方法有哪幾種？分別能生產(chǎn)哪些主要的高聚物的品種？

一高分子聚合反應(yīng)實施方法有自由基聚合（本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合）；

離子與配位聚合（本體聚合、溶液聚合）。

本體聚合生產(chǎn)的主要品種：LDPE、PS、PMMA等。懸浮聚合生產(chǎn)的主要品種：PVC、

EPS、AS、ABS、PMMA,PTFE等。乳液聚合主要產(chǎn)品：合成樹脂如PVC、聚醋酸乙烯、

聚丙烯酸酯等，合成橡膠如SBR、NBR、CR。

8比較懸浮聚合和乳液聚合、本體聚合的優(yōu)缺點。

一懸浮聚合的特點：優(yōu)點：用水作為連續(xù)相，聚合反應(yīng)熱易除去；操作安全；反應(yīng)體系粘度

較低；溫度易控制；分離較容易；產(chǎn)品純度較乳液聚合的高。缺點：分散體系不穩(wěn)定，間歇

法生產(chǎn)。

乳液聚合的特點：優(yōu)點：聚合反應(yīng)熱清除較容易；反應(yīng)體系粘度低；分散體系的穩(wěn)定性

優(yōu)良，可連續(xù)操作；產(chǎn)品乳液可直接用作涂料、粘合劑、表面處理劑。缺點：分離過程較復(fù)

雜，產(chǎn)生大量廢水，直接干燥能耗大；聚合物雜質(zhì)含量較高。

本體聚合的特點：優(yōu)點：無反應(yīng)介質(zhì)，工藝過程簡單。缺點：聚合反應(yīng)熱的散發(fā)困難,

反應(yīng)溫度難以控制，一般先進(jìn)行預(yù)聚合，排除部分反應(yīng)熱；反應(yīng)后期粘度大，單體反應(yīng)不易

進(jìn)行完全。

9破乳方法有哪些？乳液聚合工業(yè)生產(chǎn)中采用什么方法破乳？

一破乳方法：加電解質(zhì)；改變PH值；冷凍破乳；機(jī)械破乳；稀釋破乳。工業(yè)生產(chǎn)中采用破

乳的主要方法是在乳膠中加入電解質(zhì)并且改變pH值。

10名詞解釋

Ziegler-Natta催化劑：中文譯名“齊格勒-納塔”催化劑，山三乙基鋁與四氯化鈦組成，

是一種優(yōu)良的定向聚合催化劑。催化劑又稱觸媒，可以組合成Ziegler-Natta觸媒的化

合物種類相當(dāng)多，Ziegler-Natta觸媒可由下列的化合物組合而成：周期表中第IV到

第VIII族的過渡金屬化合物，和周期表中第I到第III族的金屬所組成的有機(jī)金屬化合

物。其中過渡金屬化合物為觸媒，而有機(jī)金屬化合物為助觸媒。

爆炸極限：可燃物質(zhì)與空氣或氧氣必須在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合，形成預(yù)混氣，遇火

源才會發(fā)生爆炸，這個濃度范圍成為爆炸極限，或爆炸濃度極限

逐步加成反應(yīng):某些單體的官能團(tuán)可按逐步反應(yīng)的機(jī)理相互加成而獲得聚合物，但又不會

析出小分子副產(chǎn)物，這種反應(yīng)稱為逐步加成聚合反應(yīng)。

界面縮聚：兩種單體分別溶解在水及與水不相混溶的有機(jī)溶劑中，在常溫常壓下，在水和

有機(jī)溶劑的界面進(jìn)行縮聚反應(yīng)的方法。

工程塑料:是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及

抗老化性均優(yōu)的塑料。

11、離子聚合與配位聚合反應(yīng)在工業(yè)上有哪些應(yīng)用？聚合實施方法有哪些？為什么不能采

用懸浮聚合和乳液聚合生產(chǎn)？

一①陽離子聚合反應(yīng)

工業(yè)應(yīng)用：聚異丁烯：聚乙烯亞胺；聚甲醛。此外還可以合成端基為某功能團(tuán)的聚合物,

具有功能性懸掛基團(tuán)的聚合物，嵌段共聚物，大單體。

實施方法：乙烯基單體或某些雜環(huán)單體在陽離子引發(fā)劑作用下生成相應(yīng)陽離子進(jìn)行聚合

的反應(yīng)

陰離子聚合反應(yīng)

工業(yè)應(yīng)用：合成分子量甚為狹窄的聚合物；合成利用先后加入不同種類單體進(jìn)行陰離子

聚合的方法合成AB型，ABA型以及多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物；利用

在聚合反應(yīng)結(jié)束時需要加入終止劑這一點，合成某些具有適當(dāng)功能團(tuán)端基的聚合物。

實施方法:有兩種情況，一是聚合引發(fā)劑和單體分子之間有兩個電子轉(zhuǎn)移而生成一個鍵;

二是單電子轉(zhuǎn)移而不生成鍵，首先生成自由基離子，然后二聚成為雙離子。

配位聚合反應(yīng)

工業(yè)應(yīng)用：合成樹脂中HDPE、聚丙烯及其共聚物；合成橡膠中順丁橡膠（BR）、順式

聚異戊二烯（合成天然橡膠）以及乙烯-丙烯-二烯燃三元共聚物（乙丙橡膠）。

實施方法：乙烯和a-烯煌的配位聚合、1,3-烯燃配位聚合。

②原因：離子聚合與配位聚合都使用相應(yīng)的催化劑進(jìn)行催化聚合反應(yīng)，由于有些催

化劑對H9的作用是靈敏的?；蛴捎诜磻?yīng)過程中生成的碳正離子增長鏈（??UX）、

碳負(fù)離子增長鏈（?-、陰離子配位鍵對HzO的作用是靈敏的，所以不能采用

為反應(yīng)介質(zhì)。因此與游離基聚合不同，不能采用以出0為反應(yīng)介質(zhì)的懸浮聚合生

產(chǎn)方法和乳液聚合生產(chǎn)方法進(jìn)行生產(chǎn)。而采用無反應(yīng)介質(zhì)的本體聚合方法或有反應(yīng)介

質(zhì)存在的溶液聚合方法。

12、工業(yè)上用于生產(chǎn)線型縮聚高聚物的方法有哪些？各有何特點？

一熔融縮聚特點：優(yōu)點是生產(chǎn)工藝過程簡單生產(chǎn)成本低，可連續(xù)法生產(chǎn)直接紡絲，聚合設(shè)備

的生產(chǎn)能力高。缺點是反應(yīng)溫度高，要求單體和縮聚物在反應(yīng)溫度下不分解，單體配比要求

嚴(yán)格，反應(yīng)物料粘度高，小分子不易脫除，局部過熱可能產(chǎn)生副反應(yīng)，對聚合設(shè)備密封性要

求高。廣泛用于大品種縮聚物。

溶液縮聚特點：優(yōu)點是溶劑存在下可降低反應(yīng)溫度避免單體和產(chǎn)物分解，反應(yīng)平穩(wěn)易控

制，可與產(chǎn)生的小分子共沸或與之反應(yīng)而脫除，聚合物溶液可直接用作產(chǎn)品。缺點是溶劑可

能有毒、易燃，提高了成本，增加了縮聚物分離、精制、溶劑回收等工序，生產(chǎn)高分子量產(chǎn)

品時須將溶劑蒸出后進(jìn)行熔融縮聚。適用于單體或縮聚物熔融后易分解的產(chǎn)品生產(chǎn)。

界面聚合的特點：優(yōu)點是反應(yīng)條件緩和，反應(yīng)時不可逆的，對兩種單體的配比要求不嚴(yán)格。

缺點是必須使用高活性單體，需要大量溶劑，產(chǎn)品不易精制。適用于氣液相、液-液相界面

縮聚和芳香族酰氯生產(chǎn)芳酰胺等特種性能聚合物。

固相縮聚的特點：優(yōu)點是反應(yīng)溫度低于熔融縮聚溫度，反應(yīng)條件緩和。缺點是原料需充

分混合，要求達(dá)一定細(xì)度，反應(yīng)速度低，小分子不易擴(kuò)散脫除。適用于提高已生產(chǎn)的縮聚物

的分子量以及難溶的芳族聚合物的生產(chǎn)。

13、簡述影響線型縮聚高聚物分子量的影響因素。

一①線型高分子量縮聚物生產(chǎn)過程中單體轉(zhuǎn)化率的高低對產(chǎn)品的平均分子量產(chǎn)生重要影響；

②縮聚物生產(chǎn)過程中兩種二元官能團(tuán)單體的摩爾比應(yīng)嚴(yán)格相等，而加入適量的一元官能團(tuán)單

體以控制產(chǎn)品的平均分子量；

③縮聚反應(yīng)生成的小分子化合物須及時用物理方法或化學(xué)方法除去，其殘存量對聚合度產(chǎn)生

明顯影響。

14、具有反應(yīng)活性的低聚物可分為哪兩類？各舉兩例。

一具有反應(yīng)活性的低聚物有（1）反應(yīng)性官能團(tuán)為可發(fā)生縮聚反應(yīng)的合成樹脂：酚醛樹脂、

氨基樹脂、醇酸樹脂、有機(jī)硅樹脂等。（2）反應(yīng)性官能團(tuán)為不能發(fā)生縮聚反應(yīng)的合成樹脂：

不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、端羥基聚酸或聚酯等。

15、生產(chǎn)聚氨酯的主要原料有哪些？簡述聚氨酯的合成原理。

一聚氨酯（PUR）：塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑。是世界五大塑料之一，主要產(chǎn)

品是泡沫塑料，占78%。生產(chǎn)聚氨酯原料有異氟酸酯，多元醇化合物（包括聚酸多元醇，

聚酯多元醉，其他類型的多元醉）。

聚氨酯的合成原理：1.異氟酸酯的化學(xué)反應(yīng)：（1）異氟酸酯與含活潑氫化合物間的反應(yīng)；

2.異氟酸酯的自聚反應(yīng)：（1）芳香族異氟酸酯的二聚反應(yīng)（2）異氟酸酯的三聚反應(yīng)（3）異

氟酸酯的線型聚合反應(yīng)（4）異氟酸酯的脫二氧化碳縮聚反應(yīng)；3.二元（或多元）異系酸酯

和二元（或多元）醇：（1）步法，由異氟酸酯和醇直接反應(yīng)，如雙組分的聚氨酯粘合劑，聚

氨酯泡沫塑料也可由一步法直接合成（2）兩步法（預(yù)聚體法），第一步：合成預(yù)聚體，二

元醇和過量的二元異氟酸酯反應(yīng)，生成兩端皆為-NCO基團(tuán)的加成物。第二步：預(yù)聚體進(jìn)行

擴(kuò)鏈反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。（3）擴(kuò)鏈反應(yīng)；（4）交聯(lián)反應(yīng)。

16、PE的主要品種有哪些？各有什么特點？生產(chǎn)方法如何？簡述工藝流程（寫典型工藝）。

影響PE性能的因素有哪些？

TD主要品種有：（1）高壓低密度聚乙烯（LDPE）0.915~0.930g/cm3；（2）線型低密度

和中等密度聚乙烯（LLDPE）0.915?0.94g/cm3；（3）高密度聚乙烯（HDPE）0.96?0.97g/cm3。

此外，還有超高分子量聚乙烯、改性聚乙烯（交聯(lián)、氯化、氯磺化、接枝）等品種。

②其品種特點：（1）LDPE：支鏈多，結(jié)晶度低，密度低：用途：薄膜（農(nóng)膜、包裝膜）、

涂層、注塑產(chǎn)品等；方法：本體聚合。（2）HDPE：支鏈少，結(jié)晶度高，密度高；用途：

注塑、吹塑、擠出；方法：配位聚合，淤漿法、溶液法和氣相法。（3）LLDPE：由共聚單

體引入短支鏈，結(jié)晶度低，密度低；用途：薄膜、注塑、滾塑、擠塑；

③方法：氣相法（本體聚合），溶液法，淤液法。

工藝流程圖

1LDPE

高壓下經(jīng)自由基聚合得到。

（1）原料準(zhǔn)備

乙烯純度99.95%以上，單程轉(zhuǎn)化率15?30%,循環(huán)使用；

分子量調(diào)節(jié)劑：丙烯、丙烷、乙烷；

其他添加劑：抗氧劑、潤滑劑、開口劑、抗靜電劑等。

（2）催化劑配制

引發(fā)劑：氧或過氧化物

（3）聚合過程氣相本體

聚合條件：溫度130?350℃,

壓力122?303MPa,

聚合停留時間15s?2min。

4）單體回收與PE后處理

單體回收：高壓分離器、低壓分離器。

PE后處理：加入抗氧劑等助劑、混合at”隹蠟機(jī)

造粒、二次造粒。

2LLDPE

3I乙蠟

（1）氣相法（本體聚合）

Unipol工藝采用流動床反應(yīng)器，由美國聯(lián)碳公司（UCC）開發(fā)，現(xiàn)已成為使用最髀廊理

重要的LLDPE生產(chǎn)技術(shù)，約有50%的LLDPE采用該工藝生產(chǎn)。

以SiO2為我體，Mg-Ti-ED催化體系，活性已高達(dá)300』00Kg蟠豌合的禹喇茂金屬催

化劑開始用于該工藝。

最大單線生產(chǎn)能力已達(dá)30萬噸/年。

反應(yīng)條件：溫度90?100℃；壓力2.07MPa；單程轉(zhuǎn)化率2%,反應(yīng)熱靠循環(huán)氣帶走。

英國BP公司Innovene工藝，與Unipol相似。

⑵溶液法

單體帚用A?:

單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)88?95%,但需

回收溶劑，流程長、設(shè)備多、投

資較大。

加拿大Dupont公司的Sclair

工藝：采用V-Ti改性的齊格勒乙端

**單懷

催化劑，以環(huán)己烷為溶劑，反應(yīng)常劑

溫度100?300℃,壓力10.79?

16.67MPa,物料在反應(yīng)器中停留

時間＜20min,單程轉(zhuǎn)化率95%,

最大單線生產(chǎn)能力30萬噸/年，

反應(yīng)器容積1.5m3。

美國Dow化學(xué)公司的Dowlex

工藝：以飽和異構(gòu)烷煌C8?C9

為溶劑。

IS9-4中而喀濃怯旅程明

⑶淤液法

主要用來生產(chǎn)HDPE。美國Phillips公司通過改進(jìn)催化劑調(diào)整工藝條件，使原來生產(chǎn)HDPE

的環(huán)管淤液法能生產(chǎn)LLDPE。以異丁烷為溶劑，1-丁烯或1-己烯為共聚單體，催化劑為鋁

系。反應(yīng)溫度70?80℃,壓力3?4MPa,停留時間lh,乙烯轉(zhuǎn)化率＞97%。

福棒海循環(huán)

1IWJ

密度

聚乙

烯

Z.M

共成早體

(HDPE)

日本三井汕化淤漿法工藝

HDPE既包括乙烯均聚物，也包括乙烯與少量a烯姓的共聚物，密度在0.940及以上，結(jié)晶

度較高。(UHMWPE完全沒有支鏈，因相對分子量很高，結(jié)晶度低，密度只有0.93g/cm3)

配位聚合，催化劑及生產(chǎn)工藝與LLDPE相似，主要采用淤漿法、溶液法和氣相法。

1主要原料：單體乙烯；分子量調(diào)節(jié)劑氫氣；共聚單體丙烯或1-丁烯；反應(yīng)介質(zhì)己烷。

2催化劑配制(Z-N催化劑)

PZ催化劑；淡棕色或灰色粉末，鈦、鋁、鎂、氯、氧等；

反催化劑：含三乙基鋁(wt)95.5%o

3聚合：2個聚合釜串聯(lián)或并聯(lián)，每釜90m3。

聚合控制參數(shù)：漿液濃度、溫度、液面、時間、加料等。

聚合物性質(zhì)控制：熔體指數(shù)、密度、非牛頓指數(shù)。

4分離和干燥：臥式離心機(jī)、蒸氣管回轉(zhuǎn)干燥器。

5造粒：加抗氧劑、鹵素吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑等助劑，造粒機(jī)擠出造粒。

@r影響PE性能的因素：密度是影響聚乙烯性能的主要因素，密度增加，對氣體的屏蔽性、

硬度、耐磨性、拉伸強(qiáng)度、剛性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及表面光潔度等性能提高；降

低密度則柔韌性、耐應(yīng)力破裂性、透明性及伸長性提高，冷流性和收縮率降低。此外，

聚乙烯的分子量及其分布對其性能也產(chǎn)生重要影響。

17PP的生產(chǎn)方法有哪些？簡述工藝流程

—PP有等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)三種立體異構(gòu)物，工業(yè)生產(chǎn)的PP要求等規(guī)PP含量在95%以上。

采用配位聚合。生產(chǎn)方法：溶劑淤漿法，間歇液相本體PP。

間歇液相本體聚合法：單釜間歇操作，反應(yīng)釜容積多為12m3；原料丙烯主要來自煉廠氣，

純度＞99.5%；催化劑采用Z-N催化劑體系，用高純度H2調(diào)節(jié)PP分子量。反應(yīng)條件：操

作壓力3.3?3.5MPa,溫度75?80℃,時間3?6h,轉(zhuǎn)化率70%左右。反應(yīng)達(dá)到“干鍋”狀態(tài)

時，回收未反應(yīng)的丙烯，回收壓力1.0?L2MPa。從反應(yīng)釜出來的物料進(jìn)入閃蒸釜，通N2

置換丙烯，通空氣使催化劑脫活，得到粉狀的PPo

II化劑

圖9-11液相本體法聚丙烯工藝流程簡圖

1一丙烯BL2一丙攆系，3—「埠塔，4一脫氧塔,$-T?聳塔I6—內(nèi)《升址Uh7—活化劑津，

8—活化剜計量罐,9一氧氣鈉瓶t10一氫，計?蟀，t】一聚☆釜，12熱水筆；13一熱水泥：14?分離酢,

15—火蒸去活：16一分離器117一丙烯冷果器，18-丙嬸回收也，19一農(nóng)空墩沖貨:2。一真空裝

采用液相預(yù)聚合、液相

均聚和氣相共聚相結(jié)合的

方法：液相均聚反應(yīng)一般都

采用兩組串聯(lián)的環(huán)管反應(yīng)

器，每組反應(yīng)器由四根管子

組成。預(yù)聚合后催化劑淤漿

先進(jìn)第一組環(huán)管反應(yīng)器，另

加丙烯和H2;再送到第二

組環(huán)管反應(yīng)器，另加丙烯和

H2；淤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在

55%左右。反應(yīng)溫度40~

70℃,壓力3?3.5MPa。聚

合物淤漿從第二組反應(yīng)器

底部出來，經(jīng)過一條加熱管

（閃蒸線），使單體全部汽化,

進(jìn)入旋風(fēng)式閃蒸罐分離。

18聚苯乙烯類樹脂主要有哪些？分別采用什么方法生產(chǎn)？畫出方框流程圖。

一聚苯乙烯類樹枝主要有：通用型PS；可發(fā)性PS；苯乙烯-丙烯希共聚樹脂；高抗沖PS；

苯乙烯-馬來酸酢共聚樹脂；苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚樹脂；丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚

樹脂（ABS）,

1通用型采用方法：本體聚合法，溶液本體法（改良本體法）和懸浮聚合法。

?nvAI_C

聚合條件:

預(yù)聚溫度80~120℃,轉(zhuǎn)化

率20-50%；

聚合溫度120~180℃,轉(zhuǎn)7

化率55-95%：

物料停留時間：4~8小時。

溶劑用量為2%?30%。

后處理：送入閃蒸器脫除可揮發(fā)

組分。

閃蒸罐

閃蒸器轉(zhuǎn)膜蒸發(fā)器

脫揮發(fā)擠出

機(jī)

2.懸浮聚合法

油相：苯乙烯、共聚單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等；

水相：去離子水、分散劑（無機(jī)分散劑）。

引發(fā)劑：多采用混合引發(fā)劑；

主分散劑：常用磷酸三鈣（磷酸鈉+氯化鈣）；

助分散劑：表面活性劑如石油磺酸鈣等。

反應(yīng)溫度80~140℃；時間5?24h,,般8~9h。

與本體法相比，懸浮法產(chǎn)品透明度較差，質(zhì)量不如本體法穩(wěn)定，自動化程度較低，運(yùn)轉(zhuǎn)

成本較高，且有大量污水排出。因此，懸浮法生產(chǎn)GPPS已逐漸被淘汰，現(xiàn)主要用于苯乙烯

共聚物及可發(fā)性PS（EPS）的生產(chǎn)。

高抗沖聚苯乙烯采用方法：木體法、本體-懸浮法等，多用本體法，工序如下：

橡膠一溶解一本體預(yù)聚一本體聚合一擠出造粒一產(chǎn)品

發(fā)泡聚苯乙烯采用方法:用戊烷或

戊烷混合物作發(fā)泡劑，采用懸浮聚

合法,制備工藝有一步浸漬法和兩

步浸漬法之分。一步法：將單體、

引發(fā)劑、分散劑、水、發(fā)泡劑和其

臺

他助劑一起加入反應(yīng)釜內(nèi),聚合得槽

到含發(fā)泡劑的珠粒樹脂,發(fā)泡劑一

般應(yīng)在聚合轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上加

入。二步法（又稱后浸漬法）：el

擠出機(jī)

苯乙烯、水、分散劑、引

發(fā)劑一聚合f洗滌一離心脫水一

干燥f篩分f料倉ui

水、發(fā)泡劑、分散劑一浸ifi拉機(jī)

圖聚乙烯懸浮聚合流程圖

漬f洗滌f脫水干燥f包裝9-19

丙烯懵-苯乙烯共聚樹脂采用方法:本體法、懸浮法制得，其中本體法占絕對優(yōu)勢。本體法:

聚合熱的移除單靠夾套冷卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，最有效的移熱方法是不斷加入冷的單體，讓部分單體

和溶劑蒸發(fā)也是移熱的好措施?？刹捎脝胃獫M料聚合工藝、單釜不滿料聚合工藝、雙釜串聯(lián)

滿料聚合工藝。

ABS

樹脂

采用

方法:

乳液

聚合

法、本

體聚

合法、

本體-

懸浮

法、乳

液-懸

圖9-36檢浮法聚藏乙烯生產(chǎn)流程圖浮法

及乳液-本體法。

19氯乙烯的生產(chǎn)方法有哪些？生產(chǎn)工藝及其產(chǎn)品各有何特點？畫出方框流程圖。

一聚氯乙烯生產(chǎn)方法：自山基懸浮聚合（主要方法），乳液聚合，微懸浮聚合。

PVC懸浮聚合法工藝：工藝條件控制：反應(yīng)溫度波動±0.2℃。單體：純度＞99.98%：反

應(yīng)介質(zhì)：去離子水；主分散劑：纖維素酸、聚乙烯醇、明膠；助分散劑：表面活性劑；引發(fā)

劑：多用復(fù)合引發(fā)劑。聚合溫度50?60℃。其他助劑：鏈終止劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、抗魚眼劑、

防粘釜劑等。

本體聚合：本體聚合用液態(tài)

氯乙烯（VC）作懸浮劑，PVC

不溶于VC,在攪拌下生成顆

粒，成粒機(jī)理與懸浮聚合法相

似。（1）預(yù)聚合采用立式不

銹鋼熱壓釜，容積8?25m3,

聚合溫度62?75℃,轉(zhuǎn)化率

7?12%,反應(yīng)時間30min?（2）

聚合反應(yīng)釜現(xiàn)采用立式聚

合釜，容積12?50m3,反應(yīng)

時間3~9小時。優(yōu)點：不需

要經(jīng)過干燥工序，設(shè)備生產(chǎn)能圖-3“氯乙播本體聚合生產(chǎn)優(yōu)程圖

1一.乙帚尤修,2-期K量,3—聚合反應(yīng)4一聚氣乙始忙情、5-鹿風(fēng)分唐竹；6—帶子17—研磨游；

力大，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能

8—新/耨18?過津1。一冷凝器J11一真空泵，】2SU13_及機(jī)；乂一氯乙希何收裝置

好，三廢少。缺點：未反應(yīng)的

單體難以充分脫除，會產(chǎn)生10%的大顆粒，須經(jīng)篩分、研磨為合格品。

乳液聚合：用于生產(chǎn)PVC糊樹脂，制作人造革、泡沫塑料、搪塑制品。

微懸浮聚合：微懸浮聚合分兩個階段：均化階段和聚合階段。均化是將油溶性引發(fā)劑、

乳化劑、水、單體等借助均勻分散設(shè)備，使之形成均勻乳液：聚合是將均化好的細(xì)小單體液

滴按懸浮聚合方式進(jìn)行升溫聚合。特點：含固量高，穩(wěn)定性高，設(shè)備投資大，能耗大。

20出酚醛樹脂、氨基樹脂的

主要單體及聚合反應(yīng)。

一酚醛樹脂原料：酚類：主要

是苯酚；醛類：以甲醛為主。

縮聚反應(yīng)兩步：I羥甲基化

反應(yīng)；II縮合反應(yīng)。強(qiáng)酸催

化：反應(yīng)II快，熱塑性酚醛樹

脂（酸法樹脂）。堿催化：反

應(yīng)I快，生成多羥甲基衍生

物，受熱后可固化，熱固性酚

醛樹脂（堿法樹脂）。

氨基樹脂原料：氨基化合物：

胭（H2N-CO-NH2）最重要，三

聚氟胺次之；醛類化合物：甲

醛水溶液?？s聚反應(yīng)兩步：I田942乳液法案氯乙飾鏟而隹圖

羥甲基化反應(yīng)；II縮合反應(yīng)。

間歇法生產(chǎn)，以六亞甲基四胺為催化劑，縮聚后得氨基樹脂水溶液，經(jīng)處理后得電玉粉、玻

纖模壓料。

21寫出環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂的主要單體、固化劑及固化機(jī)理。

一環(huán)氧樹脂原料：雙酚A、環(huán)氧氯丙烷，NaOH為催化劑。反應(yīng)分兩步進(jìn)行：I開環(huán)加成；

H脫除HC1形成環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧樹脂固化機(jī)理：1催化固化機(jī)理（1）路易氏酸作用下為陽

離子聚合機(jī)理（BF3）（2）路易氏堿作用下為陰離子聚合機(jī)理（叔胺）；2固化劑參與固化

反應(yīng)的固化機(jī)理（1）胺類與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，伯胺基含有兩個活潑氫，可與兩個環(huán)氧

基反應(yīng)。（2）酸酎與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)（酯化反應(yīng)）。環(huán)氧樹脂固化劑：（1）胺類固化劑

（活性大，可室溫固化），（2）酸酊固化劑。

不飽和聚酯樹脂原料：不飽和二元酸：順丁烯二酸或其酸酎（馬來酸酎）；飽和二元酸：鄰

苯二甲酸酊、間苯或?qū)Ρ蕉姿岬?；二元醇：丙二醇、二乙二醇等。不飽和聚酯樹脂的固?/p>

過程：1固化劑自由基引發(fā)劑：BPO、過氧化甲乙酮等；活化劑（促進(jìn)劑）：環(huán)烷酸鉆、

二甲基苯胺等（室溫）。2凝膠和固化。

22工程塑料有哪些？說明其聚合方法。

一通用工程塑料：聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醛（PPO）、聚對

苯二甲酸酯類（PBT,PET）。

聚酰胺的合成與生產(chǎn)流程：尼龍-1010的合成原理

皂化氨化加氫

魂麻油-?癸二酸＞癸二月青癸二胺

堿裂脫水

精制

精癸二酸_______________________________

中和

V

尼龍-1010鹽_!!^主―尼龍-1010

縮聚

聚碳酸酯（PC）的合成方法：（1）酯交換法雙酚A與碳酸二苯酯在高溫、高真空條件下熔

融縮聚；（2）光氣法（主要方法）光氣和雙酚A在常溫、常壓下進(jìn)行界面縮聚。

聚甲醛（POM）的合成化學(xué)：1甲醛的聚合；高純度的無水甲醛可以進(jìn)行陰離子或陽離子聚

合，工業(yè)上采用陰離子聚合，對單體甲醛純度要求高。2三聚甲醛的聚合三聚甲醛是碳氧

原子構(gòu)成的六元雜環(huán)，在陽離子型引發(fā)劑引發(fā)下可開環(huán)聚合。聚合工藝主要采用本體聚合和

溶液聚合。

聚苯醛（PPO）合成與生產(chǎn)工藝2,6-二甲基苯酚與氧發(fā)生氧化-偶合反應(yīng)；溶液縮聚法:以此

噬、苯、氯苯為反應(yīng)介質(zhì)；沉淀縮聚法：將溶劑和沉淀劑混合作為反應(yīng)介質(zhì)。

聚合物合成工藝學(xué)一習(xí)題指導(dǎo)

1.簡述高分子材料的主要類型，主要品種以及發(fā)展方向

答:天然高分子和合成高分子.天然-棉麻等;合成-塑料橡膠纖維等.向耐候性，耐熱性，耐

水性,功能性，環(huán)保性合成高分子發(fā)展

2.高分子合成材料的生產(chǎn)過程

答：1）原料準(zhǔn)備與精制過程特點:單體溶劑等可能含有雜質(zhì)，會影響到聚合物的原子量，進(jìn)

而影響聚合物的性能，須除去雜質(zhì)意義:為制備良好的聚合物做準(zhǔn)備2）催化劑配制過程特

點:催化劑或引發(fā)劑的用量在反應(yīng)中起到至關(guān)重要的作用，需仔細(xì)調(diào)制.意義:控制反應(yīng)速

率，引發(fā)反應(yīng)3）聚合反應(yīng)過程特點:單體反應(yīng)生成聚合物，調(diào)節(jié)聚合物的分子量等，制取所

需產(chǎn)品意義:控制反應(yīng)進(jìn)程，調(diào)節(jié)聚合物分子量4）分離過程特點:聚合物眾位反應(yīng)的單體

需回收，溶劑，催化劑須除去意義:提純產(chǎn)品，提高原料利用率5）聚合物后處理過程特

點:聚合物中含有水等;需干燥.意義:產(chǎn)品易于貯存與運(yùn)輸6）回收過程特點:回收未反應(yīng)

單體與溶劑意義:提高原料利用率，降低成本,防止污染環(huán)境

3.簡述高分子合成材料的基本原料（即三烯三苯乙快）的來源

答:石油化工路線煤炭路線其他原料路線

4.簡述石油裂解制烯煌的工藝過程

答:石油裂解裝置大多采用管式裂解爐.石油裂解過程是沸點在350C左右的液態(tài)燒，在稀釋

劑水蒸氣的存在下，于750-820高溫裂解化為低級烯煌,二烯煌的過程

5.畫出C4微分制取丁二烯的流程簡圖，并說明采用兩次萃取.精儲及簡單精微的目的

答:萃取精微是用來分離恒沸點混合物或揮發(fā)度相近的液體混合物的特殊精儲方法.以上操

作過

程目的是為了得C4微分中的丁烷，丁烯與丁二烯分離.簡單精儲則是為了出去甲基乙快,2-

順丁

烯1,2-丁二烯與高沸點物

6.試述合成高分子材料所用的單體的主要性能,在貯存，運(yùn)輸過程中以及在使用時應(yīng)注意那些

問題？

答:主要性能:能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的單體分子應(yīng)當(dāng)含有兩個或兩個以上能夠發(fā)生聚合反應(yīng)

的活性

官能團(tuán)或原子，僅含有兩個聚合活性官能度的單體可以生成高分子量的線形結(jié)構(gòu)高分子化

合物，

分子中含有兩個以上聚合活性官能度的單體則要求生產(chǎn)分子量低的具有反應(yīng)活性的聚合

物1）防

止與空氣接觸產(chǎn)生易爆炸的混合物或產(chǎn)生過氧化物2）提供可靠的措施保證在任何情況下

貯罐不

會產(chǎn)生過高的壓力,以免貯罐爆炸3）防止有毒易燃的單體泄露出貯罐管道泵等輸送設(shè)備4）

防止

單體貯存過程發(fā)張自聚現(xiàn)象，必要時添加阻聚劑5）貯罐應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離反應(yīng)裝置以免減少著火危

險

6）為防止貯罐內(nèi)進(jìn)入空氣高沸點單體的貯罐應(yīng)當(dāng)采用氮?dú)獗Ｗo(hù).為防止單體受熱后產(chǎn)生自

聚現(xiàn)

象,單體貯罐應(yīng)當(dāng)防止陽光照射并且采取隔熱措施;或安裝冷卻水管，必要時進(jìn)行冷卻.

7.自由基集合過程中反應(yīng)速度和聚合物分子量與哪些因素有關(guān)?工藝過程如何調(diào)節(jié)？

答:影響因素:聚合反應(yīng)溫度，引發(fā)劑濃度，單體濃度，鏈轉(zhuǎn)劑種類和用量.反應(yīng)溫度的升高，

所得聚合物的平均分子量降低嚴(yán)格控制引發(fā)劑用量，?般僅為千分之兒，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度

在一

定范圍內(nèi)和其他反應(yīng)條件;選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量，由于聚合物品種的

不

同，采用的控制手段可能各有側(cè)重，如PVC生產(chǎn)中主要定向單體轉(zhuǎn)移，而速度與溫度無關(guān)

8.一苯乙烯的本體聚合為例，說明本體聚合的特點

答:預(yù)聚合:原料苯乙烯自苯乙烯車鑒定師送到苯乙烯貯槽,在高位槽中進(jìn)行預(yù)聚，反應(yīng)溫度

為

80--100C,聚合物濃度高，預(yù)聚溫度可提高到115-120C.而后反應(yīng)后聚合，在聚合塔內(nèi)再升

溫，循環(huán)反應(yīng)，使發(fā)寧完全

特點:方法較簡單，相對放熱量較大，有自動加速效應(yīng)，形成的聚合物分子量分布較寬，本

體聚合流程短，設(shè)備少，易于連續(xù)化，生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品純度高，透明性好，此法適合生產(chǎn)板材

和其他型材

9.高壓聚乙烯分子結(jié)構(gòu)特點是怎么樣形成的，對聚合物的加工性能有何影響？

答:高溫狀況下,PE分子間的距離縮短，且易與自由基碰撞反應(yīng),很容易發(fā)生本分子鏈轉(zhuǎn)移,

支

鏈過多，這種PE加工流動性好，.可以采取中空吹塑，注塑，擠出成型等加工方法，具有良好的

光學(xué)性能，強(qiáng)度，柔順性,封合性，無毒無味，良好的電絕緣性

10.試述聚苯乙烯和有機(jī)玻璃的優(yōu)缺點及改型方向.

答:St:尺寸穩(wěn)定性好，收縮率好吸濕性低，高折光率,易著色，導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化而變

化，具有良好的介電性你能和絕緣性，力學(xué)性能優(yōu)異,耐堿、鹽酸、磷酸、硼酸等，易燃燒，

易發(fā)生靜電，但不耐硝酸，不溶于非極性烷燒，但易溶于苯，甲苯，二甲苯中，耐候性差，易

發(fā)生脆化.改性方向:高抗沖擊性（加入彈性體），可發(fā)性PS（加入發(fā)泡劑），與其他單體進(jìn)

行共聚，有ASAASMBSABS等PMMA:高透明性，無毒無味,且耐候性良好，優(yōu)異的無傳

導(dǎo)性,具有獨(dú)

特的電性能耐電弧性及不漏電性能好.缺點:力學(xué)性能中等，表面硬度低，易被劃傷,具有一

定的脆

性.改性:采用MMA與丁二烯共聚，具有表面硬度高,抗沖擊性好,MMA與a-甲基苯乙烯共

聚，具有很好

的加工成型性.

11.懸浮聚合機(jī)械攪拌與分散劑各有什么重要作用，他們對聚合物顆粒狀態(tài)有什么影響

答:機(jī)械攪拌-防止兩項因密度不同而分層分散劑-防止粘稠的液滴粘結(jié)成大粒子進(jìn)而防

止結(jié)

塊懸浮聚合反應(yīng)釜中的單體受到攪拌剪切力的作用，被打碎成帶條狀，再在表面引力作用

下形

成球狀小液滴，小液滴在攪拌作用下碰撞而凝結(jié)成大液滴,重新被打碎成小液滴，而處于動

態(tài)

配橫.

12.懸浮聚合與本體聚合相比有那些特點？

答：1）以水為分散介質(zhì)，價廉，不需回收安全,易分離.2）懸浮聚合體粘度低，溫度易控

制,3）顆粒形態(tài)較大，可以制成不同粒徑的粒子4）需要一定的機(jī)械攪拌和分散劑5）產(chǎn)品

不

如本體聚合純凈13.均相與非均相粒子狀態(tài)有什么區(qū)別，他們是怎么形成的.均相粒子:透

明的

圓球狀，生成的聚合物可溶于單體液滴，形成粘稠液體粘度隨轉(zhuǎn)化率上升而上升，當(dāng)單體轉(zhuǎn)

化

率上升到定程度，聚合物占優(yōu)勢后，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯膱A球狀顆粒.非均相粒子:不透明不

規(guī)

整，當(dāng)生成的聚合物不溶于單體液滴，則鏈增長到一定程度時就會有沉淀析出，生成初級粒

子,然后聚集成次級粒子，為非均相相成核

13.緊密型與疏松型顆粒的PVC有何區(qū)別?這些區(qū)別是如何形成的？

答:XJ-規(guī)整的圓球狀;XS-多孔性不規(guī)則顆粒.所選用的分散劑不同，疏松型的PVC樹脂吸

收增

塑劑的速度明顯高于緊密型.緊密型采用明膠為分散劑，疏松型采用適當(dāng)水解度的聚乙烯

醇和

水溶性纖維素酸.

14.常用的懸浮劑有哪些類型，各有什么特點？

答：1）水溶性高分子分散劑:高分子保護(hù)膠的作用在于兩液滴之間形成高分子保護(hù)膜層,

從

而阻止了兩液滴凝結(jié);保護(hù)明膠被液滴表面吸附而產(chǎn)生定向排列產(chǎn)生空間位阻作用.2）無

機(jī)

粉狀分散劑:在液滴表面形成物理保護(hù)層，且顆粒越細(xì)越穩(wěn)定，可在高溫下使用，可用稀酸除

去.

15.懸浮聚合中主要物系組成及其作用

答:物系組成:懸浮聚合是多相聚合體系，其中聚合體系由單體分散相（簡單單體相）和水

連

續(xù)相（水相）組成.單體想主要由單體引發(fā)劑組成，必要時還有調(diào)節(jié)劑利其他一些特定的配

合

劑.單體作為反應(yīng)原料引發(fā)劑，誘導(dǎo)使反應(yīng)進(jìn)行.其他組分如調(diào)節(jié)劑，發(fā)泡劑等來調(diào)節(jié)性能.

水溶液相主要由水，分散劑及其他助劑所組成.用來對水質(zhì)控制酸堿度，硬度，氯離子含量及

機(jī)械雜質(zhì)等.

16.簡述PVC懸浮聚合工藝過程

答:首先將去離子水，分散劑及除引發(fā)劑以外的各種助劑,經(jīng)計量后加于聚合反應(yīng)釜中，然后

加劑量的氯乙烯單體，升溫至規(guī)定的溫度.加入引發(fā)劑溶液或分散液，聚合反應(yīng)隨時開始，夾

套同低溫水進(jìn)行冷卻，在聚合反應(yīng)激烈階段應(yīng)通5c以卜的低溫水，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度波動

不超

過正負(fù)0.2C.當(dāng)反應(yīng)釜壓力下降至規(guī)定值后結(jié)束反應(yīng)，方法為鏈終止劑,然后進(jìn)入單體回收,

干燥，篩選出去大顆粒后，包裝得產(chǎn)品.

17.試述懸浮聚合中主要影響因素有那些？(懸浮聚合中影響顆粒大小及其分布)

答:反應(yīng)器幾何形狀的影響;操作條件的影響;材料因素-如兩相液滴動力粘度，密度和表面

張

力等;分散劑.

18.苯乙烯懸浮聚合有兩種工藝:即高溫聚合和低溫聚合，分析對比兩種方法的配方及工藝過

程

答:高溫:ST(100)去離子水(140-160)NaCO3(10%)MgSO4(16%)0.12苯乙烯-馬來酸

酢共聚

物鈉鹽0..122,6-叔丁基對苯酚0.025.工藝過程:ST高溫懸浮聚合在釜式壓力反應(yīng)器中間

歇操作，初始反應(yīng)T為80C,逐漸升溫到140，反應(yīng)t為5-24H,然后酸洗,再經(jīng)離心分離，脫水

干燥，添加必要的助劑后制成成品料粒

低溫:苯乙烯100;過氧化異丙苯0.8;石油，酸6-10;紫外線吸收劑(UV-9)0.2;分

散劑()PVA)4-6;抗氧化劑2640.3;軟水200-300.工藝過程:a.發(fā)泡劑處理b.操作條件-

壓力(表壓)MPa0.4-0.;溫度C90-100;時間4hc預(yù)發(fā)泡d熟化e成型.

19.苯乙烯及氯乙烯懸浮聚合法的生產(chǎn)工藝及粒子的形成過程有何差別？

答:苯乙烯:生產(chǎn)工藝:原材料-ST單體,引發(fā)劑阻聚劑，去離子水;工藝過程-高溫聚合和低

溫聚合,P溶于M,使液滴逐漸變成透明粘稠，最后變成透明的圓球狀顆粒,PVC聚合物不溶

于單

體,隨著聚合物鏈的增長，逐漸沉淀出來,形成初級粒子，經(jīng)過凝聚后，形成次級粒子，最后

形成不規(guī)則不透明的顆粒

20.試述乳液聚合物系及其作用

答:單體:聚合物單體材料原材料水:比熱大，易于清楚反應(yīng)熱,降低體系粘度，構(gòu)成連續(xù)

相，使液滴分散，溶解引發(fā)劑,PH調(diào)節(jié)劑等.乳化劑:使單體在乳狀液中穩(wěn)定;使單體在膠術(shù)中

增溶，使聚合物粒子穩(wěn)定，增加集合物穩(wěn)定性，對乳液聚合起脆化作用,形成產(chǎn)生鏈轉(zhuǎn)移或阻

聚作.引發(fā)體系:在一定條件下分解產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)反應(yīng).

21.乳液聚合生產(chǎn)方法特點

答:a集合速度快，分子量高，可同時提高分子量和反應(yīng)速率;b以水為介質(zhì)，成本低,反應(yīng)體

系粘度小，穩(wěn)定性優(yōu)良，反應(yīng)熱易排出,可連續(xù)操作;c.乳液制品可直接作為涂料哦和黏合

劑，粉料顆粒小，適用與某種特殊適用場合;d.由于使用乳化劑，聚合物不純，后處理復(fù)雜

，成本高.

22.自由基溶液聚合的特點

答:a.作為傳熱介質(zhì)使體系系統(tǒng)傳熱較易，溫度容易控制;體系粘度低,減少凝膠效應(yīng)，可以

避免局部過熱;易于調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量及其分布.

23.自由基溶液聚合中溶劑起什么作用?怎么樣選擇溶劑？

答:作用:a溶劑對引發(fā)劑分解速度的影響b溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用對分子量的影響c溶劑對聚

合物

分子的支化與構(gòu)型的影響.溶劑的選擇:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的

活性:

應(yīng)當(dāng)無阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用.c溶劑對聚合物溶解

性能和

對凝膠效應(yīng)的影響:選用良溶劑時為均相聚合，有可能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時為沉

淀聚

合，凝膠效應(yīng)顯著.溶液聚合選擇溶劑時應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性,安全性和生產(chǎn)

成本.

24.在自由基溶液聚合中溶劑對分子量及分子結(jié)構(gòu)有什么影響

答:Cs增大促使產(chǎn)品由高分子量向低分子量轉(zhuǎn)變;可以降低向大分子進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，減少

了

支鏈結(jié)構(gòu).

25.PAN溶液聚合一步法及二部法的主要區(qū)別何在?各有何優(yōu)缺點？

答:一步法:均相溶液聚合，所用的溶劑既能溶解單體，又能溶解聚合物，聚合結(jié)束后，聚合

可直接紡絲，使聚合紡絲連續(xù)化.二步法:非均相聚合，聚合過程中聚合物不斷地呈絮狀沉淀

析

出，需經(jīng)分離以后用合適的溶劑重新溶解，以制成紡絲原液.一步法只能濕法紡絲且只能生

成短

纖維,優(yōu)點是不需要其他溶劑分解，可直接紡絲.二步法:優(yōu)點:a水相沉淀聚合通常采用水溶

性氧化，還原引發(fā)體系，引發(fā)劑分解活化能較低，可在30-55C甚至更低的溫度下進(jìn)行聚合,

所

的產(chǎn)物色澤較白;b水鄉(xiāng)沉淀聚合的反應(yīng)熱易于排除，聚合溫度容易控制，從水相得到的產(chǎn)

品

分子量比較均勻.C聚合速率快，聚合物粒子比較均勻,轉(zhuǎn)化率較高;d聚合物易于處理，

可省去溶劑回收過程缺點:需使用溶劑重新溶解，以制成紡絲原液,比一步法增加一道生

產(chǎn)工

序;就聚合物漿狀分離,干燥耗能大.

26.簡述溶液聚合生產(chǎn)聚丙烯晴的主要組分及其作用

答:單體:丙烯晴，丙烯酸甲酯，第三單體；

分散介質(zhì):水引發(fā)劑:水溶性的氧化-還原引發(fā)體系

27.試論述VAc溶液聚合中為什么選用甲醇作溶劑?為什么用量比單體少的多?反應(yīng)溫度為甲

醇

的沸騰溫度有何好處？

答:因為從聚合速率和分子量兩方面考慮，采用甲醇作溶劑時的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)小，而且PVAc

的甲醇溶

液可進(jìn)一步醇解為PVA（沸點與要求的聚合溫度相近）且由于甲醇的用量對聚合物的分子

量有影

響，因此用量要比單體少.

28.簡述聚醋酸乙烯的醇解工藝及醇解度與產(chǎn)品性能和用途的關(guān)系

答:將生成的PVAc置于甲醇溶劑中反應(yīng)溫度為甲醇的沸騰溫度進(jìn)行醇解，合成纖維用

PVA的醇解

度為96%—100%,分散劑及織物上漿劑要求醇解毒為80%左右

29.離子型聚合與自由基溶液聚合對溶劑的要求有何區(qū)別？

答:離子聚合:需使中性分子生成離子對，此時要求較高的能量，所以生成的粒子不穩(wěn)定.必

須

在聚合前用溶劑在低溫下使之穩(wěn)定，不能使用強(qiáng)極性溶劑.多在低溫下弱極性溶劑中反應(yīng).

選擇

溶劑的原則應(yīng)考慮溶劑極性大小，對離子活性中心的溶劑化能力，可能與引發(fā)劑產(chǎn)生的作

用以及

熔點或沸點高低，是否容易精致提純以及與單體,引發(fā)劑和聚合物的相容性等因素.

自由基聚合:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的活性:應(yīng)當(dāng)無阻聚或緩聚等

不良影

響以及考慮對引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用.c溶劑對聚合物溶解性能和對凝膠效應(yīng)的影響:選

用良溶

劑時為均相聚合,有可能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時為沉淀聚合，凝膠效應(yīng)顯著.溶液聚

合選

擇溶劑時應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性，安全性和生產(chǎn)成本

30.離子型催化聚合主要有哪幾種類型？

答:陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合

31.陰離子配位催化劑的主要組成有哪些？

答:主引發(fā)劑：IV—VIII族過渡金屬化合物、主要是鹵化物共引發(fā)劑:I—HIA族金屬烷基

化合

物第三組分:有機(jī)給電子化合物（N、P、O）載體:Mg的化合物.

32.目前那些高分子物是采用離子型和配位陰離子型合成工藝來生產(chǎn)的？

答:陽離子:丁苯橡膠陰離子:熱塑性彈性體SBS、星形苯乙烯熱塑性彈性體.

配位陰離子:PE、PP

33.溶液法生產(chǎn)聚丙烯的配方及物系組成有哪些？

答:丙烯（純度）99.5%）25%

汽油（含水量＜25PPm）75%

Ticl30.024-0.032%

Al（Et）2cl0.64%

H2100~20PPm

34.比較縮聚與加聚反應(yīng)特征？

答:縮聚:一般遵守逐步聚合機(jī)理，反應(yīng)過程中有小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生，每一步反應(yīng)的速率和

活化

能大致相同，反應(yīng)早期轉(zhuǎn)化率就很高，隨后低聚物繼續(xù)反應(yīng),體系由分子量遞增的一系列中

間產(chǎn)

物構(gòu)成，中間產(chǎn)物的兩分子都能發(fā)生反應(yīng)

加聚:一般遵守連鎖聚合機(jī)理,活性中心為自由基、陽離子、陰離子等,整個過程由鏈引發(fā)、

鏈

增長、鏈終止等基元反應(yīng)進(jìn)行,各基元反應(yīng)的Rp和Ea相差很大，整個過程中分子量變化

不大，轉(zhuǎn)

化率逐漸增加，始終由單體、高聚物和引發(fā)及組成

35.試述縮聚反應(yīng)的分類及實施方法.

答:按生成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分:線型縮聚、體型縮聚

按參加反應(yīng)的單體種類分:均縮聚、異縮聚、共縮聚

實施方法:均縮聚:一種單體參加的縮聚反應(yīng)異縮聚:兩種單體參加的縮聚反應(yīng)共縮聚:

均縮

聚和異縮聚中加入其它單體進(jìn)行的縮聚線型縮聚:官能度是2的單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)體

型縮

聚:有官能度大于2的?部分單體進(jìn)行的縮聚平衡縮聚：

36.在熔融縮聚中，可采用什么措施,以加快反應(yīng)速度和提高縮聚物的分子量？

答:a、保證原料配比等摩爾b、保證原料純度、無雜質(zhì)c、選用合適的催化劑

d、使反應(yīng)溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷈、反應(yīng)前期通入惰性氣體,既能防止縮聚物氧化變色,

又能

降低副產(chǎn)物分壓，后期抽真空，使小分子揮發(fā).

弟一講

第一章緒論

§1.1高分子合成工業(yè)概述

工藝學(xué)：研究將原料加工成產(chǎn)品的過程的科學(xué)，屬技術(shù)科學(xué)，高聚物合成工藝學(xué)研究內(nèi)容包

括原料特點、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)流程、操作條件、設(shè)備的構(gòu)造和材料。

1.分類：天然、半合成、合成

天然橡膠經(jīng)硫化制備橡膠制品，蛋白質(zhì)改性產(chǎn)品乳酪素，纖維改性產(chǎn)品賽璐珞

2.高聚物的用途：皮革制品、纖維及其制品、紙張、橡膠制品、塑料制品、涂料、粘合劑、

離子交換樹脂、生物醫(yī)學(xué)制品等。

3.石油化工包括石油開采、石油煉制、基本有機(jī)合成、高分子合成、高分子材料成型加工，

其中高分子合成工業(yè)起著承前啟后的作用，

以燕化為例闡述我國高分子化工的發(fā)展。

1959年開始順丁橡膠的研究，主要是催化劑的研究，Ni,Co.Ni,Ti,Co,70年開始建設(shè)，是

我國首個具有知識產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模的化工裝置。

§1.2高分子化合物的生產(chǎn)過程

高分子合成工業(yè)的基本任務(wù)：將簡單的有機(jī)化合物（單體），經(jīng)聚合反應(yīng)使之成為高分子化

合物。

官能團(tuán)：能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的活性基團(tuán)或原子。

單體：含有二或二以上官能團(tuán)的能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的有機(jī)化合物。（請舉例）

因規(guī)模大、工藝復(fù)雜，故以線性加成聚合反應(yīng)為主講解高聚物生產(chǎn)過程。

高聚物的合成工藝過程包括：原料準(zhǔn)備與精制過程、催化劑（引發(fā)劑）配制過程、聚合反應(yīng)

過程、分離過程、聚合物后處理過程、回收過程、三廢處理過程。

一、原料準(zhǔn)備與精制過程

原料：單體、溶劑，主要是去離子水的貯存、洗滌、精制、干燥、調(diào)整濃度等過程和設(shè)備，

方法：精循

1.雜質(zhì)的危害：1）阻聚和鏈轉(zhuǎn)移作用，降低分子量；2）使催化劑中毒和分解，降低催化劑

的催化作用；3）縮聚過程中單官能物的封端作用，降低分子量；4）使聚合物產(chǎn)生色澤，降

低產(chǎn)品質(zhì)量，因此，要求單體純度在99%以上。

2.單體的貯存

由于單體往往是易燃、易爆、有毒、自聚的有機(jī)化合物，因此在貯存過程中應(yīng)注意如下問題:

1）防止與空氣接觸；2）使貯罐不會產(chǎn)生過高壓力；3）防止泄漏；4）加阻聚劑；5）貯罐遠(yuǎn)

離反應(yīng)裝置：6）最好使用耐壓容器

二、催化劑（引發(fā)劑）配制過程（聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑的制造、溶解、貯存、調(diào)整

濃度等過程與設(shè)備。

引發(fā)劑用于自由基聚合，常用的引發(fā)劑包括過氧化物、偶氮化合物、過硫酸鹽等?（提問）

催化劑用于離子聚合及配位聚合，常用的催化劑包括烷基金屬化合物、金屬鹵化物、以及路

易士酸。（提問）

貯存需注意的事項：1）易燃易爆如過氧化物小包裝、低溫貯存、防火、防撞擊，固體加適

量水使之潮濕，液體加溶劑稀釋；2）