高聚物合成工艺学

1、石油开采石油开采石油加工石油加工基本有机合成工业基本有机合成工业高分子合成工业高分子合成工业高分子合成材料成型加工高分子合成材料成型加工制品制品第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类：工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类： (1)(1)加聚型高聚物加聚型高聚物：-烯烃聚合物；乙烯基聚合物，烯烃聚合物；乙烯基聚合物，二烯烃类聚合物等。二烯烃类聚合物等。 (2)(2)逐步聚合型高聚物逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。

2、类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。单体的来源：单体的来源： 高分子合成材料广泛应用于各工业部门或作为日高分子合成材料广泛应用于各工业部门或作为日常生活用品。要求原料来源丰富、成本较低。而原常生活用品。要求原料来源丰富、成本较低。而原料单体的成本却占很大的比重，所以要求单体的生料单体的成本却占很大的比重，所以要求单体的生产路线要简单，而且经济合理。产路线要简单，而且经济合理。 当前最重要的原料来源路线有：当前最重要的原料来源路线有： 1.石油化工路线石油化工路线2.煤炭路线煤炭路线3.其他路线其他路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体

3、的原料路线2.1 石油化工路线石油化工路线原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。分为原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。分为石蜡基石油，环烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。石蜡基石油，环烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。油田油田 原油原油危害：危害：水水-浪费燃料浪费燃料 盐盐-腐蚀设备腐蚀设备处理：处理：脱水脱水 脱盐脱盐杂质成分：杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类水，氯化钙，氯化镁等盐类第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线石油分馏产品：石油分馏产品：原油原油常压蒸馏常压蒸馏低沸点低沸点汽油汽油煤油煤油柴油柴油高沸点高沸点减压蒸馏减压蒸馏石油气石油气柴

4、油柴油沥青沥青燃料油燃料油石蜡石蜡润滑油润滑油第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线石油裂解：石油裂解： 在一定条件下，把分子量大在一定条件下，把分子量大, 沸点高的烃断裂为分沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。子量小、沸点低的烃的过程。如：如：C16H34 C8H18+C8H16C8H18 C4H10 + C4H8 C4H10 CH4+C3H6C4H10 C2H4+C2H6石油有热裂化和催化裂化两种石油有热裂化和催化裂化两种第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线热裂解热裂解催化裂解催化裂解目的目的:提高汽油的质

5、量和产量提高汽油的质量和产量目的目的:提高汽油的产量提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象缺点：温度过高，发生结焦现象催化剂：硅酸铝，分子筛催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）（铝硅酸盐）第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线石油的催化重整石油的催化重整支链化支链化:提高汽油质量提高汽油质量环化环化:生产芳烃生产芳烃催化剂：催化剂：Pt Re 第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线 石油经裂解、重整分离可以得到烯烃、丁二烯和芳石油经裂解、重整分离可以得到烯烃、丁二烯和芳烃、苯、甲苯、二甲苯等。它们是重要的烃、苯、甲苯、二甲苯等。它们是重要的 基本有机原料，基本有机原料

6、，而烯烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。而烯烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。从这些基本有机原料从这些基本有机原料 可以合成各种单体。从而得到各种可以合成各种单体。从而得到各种合成树脂与合成橡胶。合成树脂与合成橡胶。第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线CH2=CH2CH3CH=CH2CH2ClCH2Cl聚乙烯乙丙橡胶CH2=CHClCH3COOHO2O2CH2=CH OOCCH3+ +Cl2聚氯乙烯+ +聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇维尼纶树脂C6H6AlCl3H2CH2=CHC6H5聚苯乙烯ABS树脂丁苯橡胶O2CH2CH2O聚氧化乙烯CH2OHCH2OH涤纶树脂第二

7、章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线丙烯聚丙烯乙丙橡胶聚丙烯腈丁腈橡胶碳纤维聚丙烯酸聚丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯酚醛树脂环氧树脂丙烯腈丙烯酸第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线2.2煤炭原料路线煤炭原料路线煤的开采煤的开采第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线煤炭是我国能源的主要提供者2002中国能源生产总量（以标准煤计）中国能源生产总量（以标准煤计）16.03亿吨亿吨24.6632.80亿吨亿吨2003202013.9亿吨亿吨煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占59.463.2%高聚物单体合成路线的转变目前，我国正处在向石油化工路线转变的过程中目前

8、，我国正处在向石油化工路线转变的过程中国际趋势：第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线2.3其他原料路线其他原料路线主要以农副产品或木材工业副产品为基本原主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。料，直接用作单体或经化学加工为单体。 优点：优点：充分利用自然资源、变废为宝充分利用自然资源、变废为宝 缺点：缺点：只能小量生产某些单体；只能小量生产某些单体； 原料不充足、成本较高。原料不充足、成本较高。1.

9、 糠醛糠醛 糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠和棉籽壳等农副产品制得。和棉籽壳等农副产品制得。 稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五碳糖再经脱水反应生成糠醛。碳糖再经脱水反应生成糠醛。 糠醛和丙酮缩聚可得糠醛糠醛和丙酮缩聚可得糠醛-丙酮树脂，糠醛和苯酚缩聚可得丙酮树脂，糠醛和苯酚缩聚可得糠醛糠醛-苯酚树脂，糠醛和糠醇缩聚可得糠醛苯酚树脂，糠醛和糠醇缩聚可得糠醛-糠醇树脂，糠醛加糠醇树脂，糠醛加氢得糠醇，后者和甲醛缩聚可得糠醇氢得糠醇，后者和甲醛缩聚可得糠醇-甲醛树脂

10、。甲醛树脂。 第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线糠醛树脂具有优良的耐化学腐蚀性，主要用来制造耐酸涂层和耐酸腻子等。第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线2. 纤维素纤维素 C6(H2O)5n 植物的主要化学成分是纤维素。棉花纤维的纤维素含量最植物的主要化学成分是纤维素。棉花纤维的纤维素含量最高。木材经化学加工脱除胶质和木质素等，得到的纸浆也是较高。木材经化学加工脱除胶质和木质素等，得到的纸浆也是较纯粹的纤维素原料。纯粹的纤维素原料。 一个纤维素大分子中含有三个羟基，其为反应性基团，在一个纤维素大分子中含有三个羟基，其为反应性基团，在适当的条件下可进行化学转化，形成新

11、的聚合物。适当的条件下可进行化学转化，形成新的聚合物。第二章第二章 生产单体的原料路线生产单体的原料路线纤维素的典型反应纤维素的典型反应（1）经浓硝酸和浓硫酸处理可制成硝化纤维素。含氮量为）经浓硝酸和浓硫酸处理可制成硝化纤维素。含氮量为11.5-13.6的称为高氮硝化纤维，含氮量为的称为高氮硝化纤维，含氮量为13的可用作的可用作无烟火药含氮量为无烟火药含氮量为10-12.5的称为低氮硝化纤维，含氮的称为低氮硝化纤维，含氮量为量为11的硝化纤维用来制作赛璐珞塑料，含氮量为的硝化纤维用来制作赛璐珞塑料，含氮量为12的用的用作涂料和照相底片。作涂料和照相底片。（2）在浓硫酸存在下纤维素与醋酸和醋酸酐混合液作用可以）在浓硫酸存在下纤维素与醋酸和醋酸酐混合液作用可以制备醋酸纤维素。制备醋酸纤维素。所有的硝化纤维素都易燃，除用作火药外，已被醋酸纤维素所所有的