高聚物合成工艺学期末复习题

1、34聚合物合成工艺学复习题1.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。石油裂解装置大多采用管式裂解炉 ,石油裂解过程是沸点在 350左右的液态烃 ,在稀释剂水蒸 气的存在下,于 750-820高温裂解化为低级烯烃、二烯烃的过程。2.自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程如何调节？影响因素 :聚合反应温度、引发剂浓、单体浓度、链转剂种类和用量。反应温度的升高 ,所得聚 合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量 ,一般仅为千分之几 , 严格控制反应温度在一定范围内和 其他反应条件；选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量 ,由于聚合物品种的不同 ,采用的控制手 段可能各有侧重,如 pvc

2、 生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关。3.苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。预聚合 :将原料苯乙烯送到苯乙烯贮槽 ,在高位槽中进行预聚 ,反应温度为 80-100,随聚合物浓 度升高,预聚温度可提高到 115-120。而后反应后聚合,在聚合塔内再升温,循环反应,使反应完全。特点 : 方法较简单,相对放热量较大 ,有自动加速效应 , 形成的聚合物分子量分布较宽 , 本体聚合流 程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材和其他型材。4.悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响？机械搅拌：防止两项因密度不同而分层；分散剂

3、：防止粘稠的液滴粘结成大粒子进而防止结块。 悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用 , 被打碎成带条状, 再在表面引力作用下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴,重新被打碎成小液滴,而处于动态平衡。 5.悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？（1)以水为分散介质,价廉,不需回收安全,易分离。（2）悬浮聚合体系粘度低,温度易控制。（3）颗粒 形态较大 , 可以制成不同粒径的粒子。（ 4）需要一定的机械搅拌和分散剂。（ 5 ）产品不如本体聚合 纯净。6.简述 pvc 悬浮聚合工艺过程。首先将去离子水 ,分散剂及除引发剂以外的各种助剂 , 经计量后加于聚合反应釜中 ,然后加剂量 的氯

4、乙烯单体,升温至规定的温度。加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随即开始,夹套同低温水进行 冷却,在聚合反应激烈阶段应通 5以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负 0.2。当反应 釜压力下降至规定值后结束反应,加入链终止剂,然后进行单体回收、干燥,筛选出去大颗粒后,包装得 到产品。7.试述悬浮聚合中主要影响因素有那些？（悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布）反应器几何形状的影响；操作条件的影响；材料因素（如两相液滴动力粘度、密度和表面张力 等）；分散剂。8.苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程。高温:苯乙烯（100）、去离子水（140-160）、naco

5、 （10%）、mgso (16%)、0.12 苯乙烯-马来酸酐共 聚物、钠盐 0.12、 2,6-叔丁基对苯酚 0.025。工艺过程 : 苯乙烯高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作 ,初始反应温度为 80, 然后逐渐升温 到 140 ,反应时间为 5-24 小时,然后酸洗,再经离心分离,脱水干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒。1 / 4低温:苯乙烯 100、过氧化异丙苯 0.8、石油醚 6-10、紫外线吸收剂（uv-9）0.2、分散剂(pva）4-6、 抗氧化剂 2640.3、软水 200-300。工艺过程:a.发泡剂处理； b.操作条件：压力（表压）0.4mpa、温度 90-100、时间

6、4h；c.预发泡； d.熟化；e.成型。9.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别？苯乙烯:生产工艺:原材料：苯乙烯单体、引发剂、阻聚剂、去离子水。工艺过程：高温聚合和低温聚合,p 溶于 m,使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗 粒,pvc 聚合物不溶于单体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级 粒子,最后形成不规则不透明的颗粒。10.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂？作用 :a.溶剂对引发剂分解速度的影响； b.溶剂的链转移作用对分子量的影响； c.溶剂对聚合物 分子的支化与构型的影响.溶剂的选择:a.考虑单体在所选

7、择的溶剂中的溶解性；b.溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影 响以及考虑对引发剂的诱导分解作用；c.溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时 为均相聚合 ,有可能消除凝胶效应； d.选用沉淀剂时为沉淀聚合 , 凝胶效应显著，溶液聚合选择溶剂 时应考虑溶剂的 cs 值；e.溶剂的毒性,安全性和生产成本。11.在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响？cs 增大促使产品由高分子量向低分子量转变；可以降低向大分子进行链转移反应,减少了支链结构。 12. pan 溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在？各有何优缺点？一步法:均相溶液聚合 ,所用的溶剂既能溶解单体 ,又能溶解聚合物

8、,聚合结束后, 聚合可直接纺丝, 使聚合纺丝连续化。二步法:非均相聚合,聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出,需经分离以后用 合适的溶剂重新溶解,以制成纺丝原液。一步法只能湿法纺丝且只能生成短纤维 ,优点是不需要其他溶剂分解 ,可直接纺丝。二步法 : 优 点:a.水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化 ,还原引发体系,引发剂分解活化能较低 ,可在 30-55甚至更 低的温度下进行聚合 ,所的产物色泽较白； b.水相沉淀聚合的反应热易于排除 ,聚合温度容易控制 ,从 水相得到的产品分子量比较均匀；c. 聚合速率快,聚合物粒子比较均匀,转化率较高；d. 聚合物易于 处理 , 可省去溶剂回收过程。缺点 :

9、需使用溶剂重新溶解 ,以制成纺丝原液 , 比一步法增加一道生产工 序；就聚合物浆状分离,干燥耗能大。13. 简述溶液聚合生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。单体:丙烯腈,丙烯酸甲酯,第三单体；分散介质:水；引发剂:水溶性的氧化-还原引发体系。14. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别？离子聚合:需使中性分子生成离子对,此时要求较高的能量,所以生成的粒子不稳定。必须在聚合 前用溶剂在低温下使之稳定 , 不能使用强极性溶剂。多在低温下弱极性溶剂中反应。选择溶剂的原 则应考虑溶剂极性大小 , 对离子活性中心的溶剂化能力 ,可能与引发剂产生的作用以及熔点或沸点高 低,是否容易精制提纯以及与单体

10、,引发剂和聚合物的相容性等因素。自由基聚合 :a.考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 ；b.溶剂的活性 :应当无阻聚或缓聚等不良 影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用；c.溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂 时为均相聚合 , 有可能消除凝胶效应； d.选用沉淀剂时为沉淀聚合 ,凝胶效应显著，溶液聚合选择溶2 / 4322剂时应考虑溶剂的 cs 值； e.溶剂的毒性,安全性和生产成本。 15.溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些？丙烯（纯度99.5%） 25%汽油(含水量25ppm) 75%ticl0.0240.032%al(et) cl 0.64%h10020ppm16.比较缩聚

11、与加聚反应特征？缩聚 : 一般遵守逐步聚合机理 ,反应过程中有小分子副产物产生 , 每一步反应的速率和活化能大 致相同 , 反应早期转化率就很高 ,随后低聚物继续反应 , 体系由分子量递增的一系列中间产物构成 , 中 间产物的两分子都能发生反应。加聚:一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链增 长、链终止等基元反应进行,各基元反应的 rp 和 ea 相差很大,整个过程中分子量变化不大,转化率逐 渐增加,始终由单体、高聚物和引发剂组成。17.试述缩聚反应的分类及实施方法。按生成产物的结构分:线型缩聚、体型缩聚。按参加反应的单体种类分:均缩聚、异缩聚、共缩聚。

12、实施方法:均缩聚:一种单体参加的缩聚反应；异缩聚:两种单体参加的缩聚反应；共缩聚:均缩聚和异 缩聚中加入其它单体进行的缩聚；线型缩聚:官能度是 2 的单体进行的缩聚反应；体型缩聚:有官能度大于 2 的一部分单体进行的缩聚。 18.在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量？a.保证原料配比等摩尔；b.保证原料纯度、无杂质；c.选用合适的催化剂；d.使反应温度控制在适当 的范围；e.反应前期通入惰性气体 ,既能防止缩聚物氧化变色,又能降低副产物分压,后期抽真空,使小 分子挥发。3 / 4聚合物合成工艺学复习题1. 简述石油裂解制烯烃的工艺过程。2. 自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程如何调节？3. 苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。4. 悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响？5. 悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？6. 简述 pvc 悬浮聚合工艺过程。7. 试述悬浮聚合中主要影响因素有那些？（悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布）8. 苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程。 9.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别？10. 自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂？11. 在自由基溶液聚合中溶剂