高聚物合成工艺学题集--四川大学讲述

1、第一章 绪 论1. 试述高分子合成工艺学的主要任务。 高分子合成工业的基本任务：将简单的有机化合物(单体)，经聚合反应使之成为 高分子化合物。2. 简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。 分类：天然、半合成、合成 天然橡胶经硫化制备橡胶制品，蛋白质改性产品乳酪素，纤维改性产品赛璐珞。 向耐候性，耐热性，耐水性，功能性，环保性合成高分子发展。3. 用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及 意义。1) 原料准备与精制过程 特点：单体、溶剂等可能含有杂质，会影响到聚合物的原子量，进而影响聚合物 的性能，须除去杂质意义：为制备良好的聚合物做准备2) 催化剂配制过程 特点

2、：催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用，需仔细调制 意义：控制反应速率，引发反应3) 聚合反应过程 特点：单体反应生成聚合物，调节聚合物的分子量等，制取所需产品 意义：控制反应进程，调节聚合物分子量4) 分离过程 特点：聚合物众位反应的单体需回收，溶剂、催化剂须除去 意义：提纯产品，提高原料利用率5) 聚合物后处理过程 特点：聚合物中含有水等，需干燥 意义：产品易于贮存与运输6) 回收过程 特点：回收未反应单体与溶剂意义：提高原料利用率，降低成本，防止污染环境4. 如何评价生产工艺合理及先进性。1）生产方式 2）产品性能：产品系列化 3）原料路线 4）能量消耗与利用 5）生 产技术水

3、平：降低生产技术费5. 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？ 首先要了解材料应用的技术要求， 提出聚合物的性能要求， 根据性能要求明确聚 合物分子组成及分子结构， 然后拟定聚合配方及工艺措施， 科学地解决合成性能 及结构关系。 应注意高分子合成、结构及性能的关系；合成反应的理论和方法。第二章生产单体的原料路线1. 简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。 石油化工路线石油化丄路线-L裂解气 L*乙烯、丙稀、丁烯、丁二烯 丄曲加通®苯、甲苯、匚甲苯煤炭路线煤炭匚丁煤像油分离苯、甲苯、苯酚焦碳十更些石电石二远 乙焕 单休其他原料路线：主要是以农副产品或木材工业

4、副产品为基本原料，直接用作单体 或经化学方法加工为单体。自农副产品中得到的最主要的单体是糠醛， 以糠醛为 原料可获得丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。其他如淀粉、纤维素和非食用油。2. 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 C左右的液态烃，在稀释剂水蒸气的存在下，于750-820 °C高温裂解化为低级烯烃，二烯烃的 过程。3. 如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程旧脑油殆-I蓉t怫彷如也価化弧$ q州牛成油虫它懦分型製解汽汕迦"L加緘裂解汽袖空理.混汁芳悴川瑕、二甲苯抽余汕 （60-WC）用全馏程石脑油（沸点

5、V 200C的直馏汽油一一由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油）于管式炉中，820 C下裂解产生CiHi + GHaQ选十U% + Hj 2Q,出+沁HCOhHaC叫4. 画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，并说明采用萃取精馏的目的m =-(唧释対Fi-m rnt4t> n二*( El略* »萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。 以上操作过程目的是为了得 C4馏分中的丁烷，丁烯与丁二烯分离。简单精馏则 是为了除去甲基乙炔、2-顺丁烯、1,2- 丁二烯与高沸点物。5. 简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出 发制备高分子材

6、料的主要单体合成路线 （可用方程式或图表表示，并注明基本工 艺条件）。乙烯聚乙烯、乙丙橡胶；丙烯聚丙烯、聚氯丙烯； 苯聚苯乙烯、聚碳酸酯；丁二烯顺丁橡胶、ABS树脂；甲苯硝化二硝基甲苯二氨基甲苯甲苯二异氰酸酯+多元醇聚氨基甲酸酯6. 如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?（1）石油化工路线：原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以 此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙 烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。氧氯化法： 4CH2=CH2 + 2Cl2 + O2 4C 2H3Cl + 2H2O （ 2）煤炭路线：煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭，焦炭与石灰石

7、在高温 炉中高温加热得到电石（CaG）,电石与 H0反应得到乙炔。乙炔合成法： C2H2 + HCl C2H3Cl7. 简述苯乙烯的生产方法。合成苯乙烯的化学反应分为两步, 首先苯与乙烯发生烷基化反应, 合成乙苯, 然 后乙苯脱氢合成苯乙烯 工业法：将乙苯氧化成乙苯过氧化氢,它与丙烯反应生成环氧丙烷和2- 苯基乙醇。 2-苯基乙醇脱水生成苯乙烯。8. 试述合成高分子材料所用单体的主要性能, 在贮存、运输过程中以及在使 用时应注意哪些问题？ 主要性能：能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合 反应的活性官能团或原子, 仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量 的线形结构

8、高分子化合物, 分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生 产分子量低的具有反应活性的聚合物1）防止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物2）提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力,以免贮罐爆炸3）防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备4）防止单体贮存过程发张自聚现象,必要时添加阻聚剂5）贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险6）为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护。为防止单体受 热后产生自聚现象, 单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施； 或安装冷却 水管,必要时进行冷却。9. 论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系第三章 游离基本体聚合生产工艺1.

9、自由基聚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 中如何调节？ 影响因素：聚合反应温度、引发剂浓度、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生产中主要定向单体转移，而速度与温度无关2. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？1）过氧化物类：分子中均含 0 键，受热后4 0键断裂而生成相应的 自由基2）偶氮化合物：与N原子相连的a碳原子结合的

10、-CNS团。分解产生氮气3）氧化还原引发剂：多数水溶性，主要用于乳液聚合3. 引发剂的分解速率与哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生 产中有何作用？因素：浓度、温度、反应介质 半衰期含义：引发剂分解掉 1/2 所用的时间 作用：工业上不希望在聚合物中残存有未分解的引发剂， 所以在间歇发聚合过程 中反应时间控制在引发剂半衰期的 2 倍以上，其倍数因单体种类的不同而不同4. 引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？1）根据聚合方法选择适当溶解性能的引发剂2）根据聚合操作方式和反应温度条件选择适当分解速度的引发剂3）根据分解速度常数选择引发剂4）根据分解活化能（Ed）选择引发剂5）根据引发

11、剂的半衰期选择引发剂6）根据反应速度要求选择复合引发剂5. 举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。 调节剂：种类很多，用来控制反应的时间，速率， pH 值等各种条件。 阻聚剂：阻聚剂可以防止聚合作用的进行， 在聚合过程中产生诱导期 （即聚合速 度为零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱 导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。缓聚剂：能迅速与游离基作用， 减慢或抑制不希望有的化学反应物质， 用于延长 某些单体和树脂的贮存期。6. 为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的 影响往往比调节剂大的多？因为溶剂的浓度高， 聚

12、合物平均聚合度与溶剂的浓度成反比。 若要得高分子量产 品则应选择Cs值小的溶剂。如果要获得较低分子量产品则应选择 Cs值高的溶剂。7. 以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。 乙烯气相本体聚合具有以下特点： （1）聚合热大；（ 2）聚合转化率较低；（3）基 于乙烯高压聚合的转化率较低， 即链终止反应非常容易发生， 因此聚合物的平均 分子量小；（4）乙烯高温高压聚合， 链转移反应容易发生；（5）以氧为引发剂时， 存在着一个压力和氧浓度的临界值关系。以苯乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点 。特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简 单，不需要复杂的分离、提纯操

13、作。优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设 备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本 低。缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温 度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大由于体系粘度随聚合不断增加，混合 和传热困难； 在自由基聚合情况下， 有时还会出现聚合速率自动加速现象， 如果 控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械 性能变差等。以苯乙烯为例，苯乙烯连续本体聚合的散热问题是可由预聚和聚合两段来克服的，预聚可在立式搅拌釜内进行，聚合温度为 80-90 C以BPO或 AIBN为引发剂，转化率在30%-35陆间。

14、这时还没发生自动加速现象，聚合热不难排除。透明粘 稠的预聚物流入聚合塔顶缓慢流向塔底，温度由100C渐增至200C，最后达到99%专化率，自塔底出料，后经挤出，冷却，切粒，即成成透明粒料产品。8. 根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产 工艺流程，并划出流程示意图。分子引岌剂冷却二次压壻一歸合反疝署聊压阀一护高压弁离誥沁如 临嚮評律爲剂应玄呼E an：1原料：1）乙烯 单程转化率15-30 %，其它回收循环使用；2）分子量调节剂： 烷烃、烯烃、氢、丙酮、丙醛等。3）添加剂：防老剂（抗氧剂）、防紫外线剂和 润滑剂以及开口剂、抗静电剂。2催化剂（引发剂）配制：氧或过氧化物

15、，前为氧，现为过氧化物，配制成白油溶液或直接用剂量泵注入聚合釜底乙烯进料管或聚合釜中。3聚合反应条件：温度130-280 C；压力：1100-2500kg/cm2,最高达3000kg/cm29. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影 响。咼温状况下，PE分子间的距离缩短，且易与自由基碰撞反应，很容易发生本分 子链转移，支链过多，这种 PE加工流动性好，可以采取中空吹塑，注塑，挤出 成型等加工方法，具有良好的光学性能，强度，柔顺性，封合性，无毒无味，良 好的电绝缘性10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些?在相同的条件下，熔融粘度越大，被挤压出来的树脂重量越少，因此聚乙烯的

16、熔 融指数越小，其分子量越咼。11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺 釜式法：该工艺大都采用有机氧化物为引发剂， 反应压力较管式法低、 聚合物停 留时间稍长， 部分反应热是借连续搅拌和夹套冷却带走， 大部分反应热是靠连续 通入冷乙烯和连续排出热物料的方法加以调节， 使反应温度较为恒定。 此法的单 程转化率可达 24.5%，生产流程简短，工艺较容易控制。主要缺点是反应器结构 较复杂，搅拌器的设计与安装较为困难，而且容易发生机械损坏，聚合物易粘 釡。 管式法：该法所用的引发剂是氧或过氧化物，反应器的压力梯度和温度分布大、 反应时间短，所得聚乙烯的支链少，分子量分布较宽，适合制作

17、薄膜产品，反应 器结构简单，传热面积大。主要缺点是聚合物粘管而导致堵塞现象。12. 聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用 途。聚乙烯综合性能优异， 卫生性好，因此广泛应用于各个工业部门和日常生活用品。 主要用于食品包装、工业品包装、化学药品包装、农用膜和建筑用膜等。 可通过控制压力，加入添加剂，通稀有气体，辐射等来改进它的性能。13. 比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程，改进聚苯乙烯的性能，可 采用哪些方法？14. 试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。St ：尺寸稳定性好，收缩率好，吸湿性低，高折光率，易着色，导热系数随温度 变化而变化，具有良好的介电性能和

18、绝缘性， 力学性能优异， 耐碱、盐酸、磷酸、 硼酸等，但不耐硝酸，易燃烧，易发生静电，不溶于非极性烷烃，但易溶于苯， 甲苯，二甲苯中，耐候性差，易发生脆化。改性方向：高抗冲击性（加入弹性体）， 可发性PS（加入发泡剂），与其他单体进行共聚，有 AS AAS MBS ABS等PMMA高透明性，无毒无味，且耐候性良好，优异的无传导性，具有独特的电性 能，耐电弧性及不漏电性能好。缺点：力学性能中等，表面硬度低，易被划伤， 具有一定的脆性。改性：采用MMAf丁二烯共聚，具有表面硬度高，抗冲击性好，MMA与 a-甲基苯乙烯共聚，具有很好的加工成型性。15. 比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲

19、酯本体聚合工艺的 异同。第四章 游离基悬浮聚合生产工艺1. 说明悬浮聚合的工艺特点，生产中的主要问题及解决方法。（ 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2. 悬浮聚合中机械搅拌与分散剂有什么重要作用？它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：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

20、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。3. 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。4. 紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别？这些差别是如何形成的？XJ-规整的圆球状：XS-多孔性不规则颗粒。所选用的分散剂不同，疏松型的PVC 树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型。 紧密型采用明胶为分散剂， 疏松型采用 适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚。5. 常用悬浮剂有哪些类型，各有什么特点？（1

21、）水溶性高分子分散剂：高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成高分子保 护膜层，从而阻止了两液滴凝结； 保护明胶被液滴表面吸附而产生定向排列， 产 生空间位阻作用。（2）无机粉状分散剂：在液滴表面形成物理保护层，且颗粒越 细越稳定，可在高温下使用，可用稀酸除去。6. 为什么生产维尼纶的中间产品PVA不能用作悬浮剂？7. 如何改善粉状悬浮剂在水油两相界面的分布状况？8. 悬浮聚合中主要的物系组成及其作用？ 物系组成：悬浮聚合是多相聚合体系， 其中聚合体系由单体分散相 （简单单体相） 和水连续相（水相）组成。作用：单体相主要由单体引发剂组成， 必要时还有调节剂和其他一些特定的配合 剂。单体作为反应原料

22、引发剂，诱导使反应进行。其他组分如调节剂，发泡剂等 来调节性能。 水溶液相主要由水、 分散剂及其他助剂所组成。 用来对水质控制酸 碱度，硬度，氯离子含量及机械杂质等。9. 试简述悬浮聚合过程中产生粘釜的原因，并提出可能防止粘釜的措施。 粘壁的因素很多， 归纳为物理和化学因素。 1） 物理因素： 吸附作用和粘附作用 2） 化学因素：釜壁金属表面和单体间产生电子的得失形成自由基，引起单体与 釜壁金属表面的聚合， 形成粘壁；釜壁金属表面的瞬时空穴或自由电子与液相中 的活泼的自由基结合， 形成粘釜聚合物。 造成化学粘釜的主要因素是活性聚合 物。解决粘釜的措施： 1） 使金属表面钝化； 2） 终止水相中

23、的自由基， 添加水相阻聚 剂；3） 涂布法； 4） 防止气相粘釜，采用满釜操作。10. 目前悬浮聚合工艺还存在什么问题？有何解决的办法？11. 试简述悬浮聚合过程中影响因素有哪些？ （1）反应器几何形状因素：如反应器长径比、搅拌器形式与叶片数目、搅拌器 直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。（2）操作条件因素：如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的长短、两相体积比、 加料高度、温度等。（3）材料数据因素：如两相液体的动力粘度、密度以及表面张力等。（4）随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降，聚合物颗粒粒径下降。分 散相粘度增加，则凝结的粒子难以打碎，因而平均粒径增加。12. 试分析我国目前生产 PV

24、C的典型配方及工艺条件与产品性能，颗粒 状态有何关系？13. 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， 聚合反应随时开始，夹套通低温水进行冷却，在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水，严格控制反应温度波动不超过土 0.2 C。当反应釜压力下降至规定值 后结束反应，方法为链终止剂，然后进入单体回收，干燥，筛选出去大颗粒后， 包装得产品。14. 氯乙烯悬浮聚合过程的特点是什么？生产中怎样利用这些特点？ （1）非均相聚合存在相变，液相液固非均相固相； （2） 聚合过

25、程中伴 随着体积的收缩；（3） 均相聚合过程转化率为 20-70时，是危险阶段；（4） 粒 子表面存在悬浮剂薄膜15. 氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处？ 由于反应后期单体浓度降低， 为使反应后期仍具有适当反应， 所以反应前期与后 期应当使用不同半衰期的引发剂。16. 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：配方：苯乙烯（ 100）、去离子水（ 140-160）、 NaCO3（10%）MgSO4（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： ST 高温悬浮聚合在釜式压力反

26、应器中间歇操作，初始反应温度为80 C,逐渐升温到140C，反应t为5-24H,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。低温：配方：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）MPa0.4-0，温度C 90-100，时间 4h c 预发泡 d 熟化 e 成型。17. 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 -ST 单体，引发剂阻聚剂，去离子水;工艺过程 -高温聚合

27、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18. 简述气流干燥法和沸腾床干燥法的工作原理，比较它们的优劣。第五章 游离基乳液聚合生产工艺1. 试述乳液聚合的物系组成及其作用。单体：聚合物单体材料原材料 水：比热大，易于清楚反应热，降低体系粘度，构成连续相，使液滴分散，溶解 引发剂，PH调节剂等乳化剂：使单体在乳状液中稳定；使单体在胶束中增溶，使聚合物粒子稳定，增 加集合物稳定性，对乳液聚合起脆化作用，形成产生链转移或阻聚作 引发体系：在一

28、定条件下分解产生自由基，从而引发反应。2. 乳液聚合生产方法有哪些特点？a 集合速度快，分子量高，可同时提高分子量和反应速率；b 以水为介质，成本低，反应体系粘度小，稳定性优良，反应热易排出，可连续操作；c 乳液制品可直接作为涂料和黏合剂，粉料颗粒小，适用与某种特殊适用场合；d 由于使用乳化剂，聚合物不纯，后处理复杂成本高。3. 乳状液与悬浮液有什么不同？怎样破乳？乳液的分散质和分散剂均是液体。 悬浮液的分散剂是液体， 分散质是固体。 乳状 液的粒径远小于悬浮液的粒径。在胶乳中添加电解质、改变溶液 PH机械破乳、低温冷冻破乳、稀释破乳4. 乳化剂的类型有哪些？各有什么特点？阴离子乳化剂：亲水基

29、团一般为-C00Na-SC4Na -SQNa等，在pH> 7使用阳离子乳化剂：为铵盐或季铵盐。pH< 7使用分离子乳化剂：为聚乙烯醇、环氧乙烷聚合物等两性乳化剂：亲水基兼有阴阳离子基团。如氨基酸。5. 乳液的粒子大小及分布对乳液性能有哪些影响？6. 胶束是怎样形成的？什么是胶束的增溶作用？ 表面活性剂溶于水后， 分子中亲油基团受到水分子排斥， 达到一定浓度时， 分布 在液面的表面活性剂分子， 亲水基团伸向水中， 亲油基团趋向于伸向气相。 当浓 度达到一定值时， 增加浓度不再引起表面张力的继续降低， 此时溶液的很多性质 也发生明显的转折， 表面活性剂分子形成疏水基向内， 亲水基向外的

30、多分子聚集 体，即为胶束。它能自发形成的原因是表面活性剂分子有降低表面吉布斯能的作 用。增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在， 使得在溶液中难溶乃至不溶的物 质溶解度显著增加的作用。7. 为什么说表面活性剂的CMC是乳化效率的重要指标？当其浓度高于CM（值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状 /板状等 结构。增溶体系为热力学平衡体系；CMC越低、缔合数越大，增溶量（MAC就 越高；温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成，影响增溶质的溶解，影响表面 活性剂的溶解度8. 表面活性剂的HLB与性质有何关系？HLB值越高亲水性越强，反之越低则亲油性越强9. 表面活性剂憎水基团种类与其性质有何关系

31、？10. 试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三个阶段的特征。 乳胶粒生成经历了乳胶颗粒成核和颗粒增长两个阶段。 水相中： 均相成核， 胶束 中：胶束成核，单体液滴中，聚合物胶乳粒子中；聚合动力学：平均聚合度与单 体浓度、乳胶粒数目成正比，与自由基生成速度成反比；随转化率增高，链终止 速度减慢，出现凝胶效应；反应场所小而多，一旦引发聚合，另一自由基进入终 止聚合需要较长时间，故分子量高于其他聚合方法。三个阶段的特征：A增速阶段，单体转化率10%-20%曾加了引发剂分解的自由基 和被单体所溶胀的聚合物胶乳粒子。B恒速，单体转化率20%- 60%表面水相张 力明显增加，聚合速度稳定。C降速，单体液滴全

32、部消失，转化率 60%- 70%R合速度下降11. 乳液聚合机理及聚合速度与分子量公式在工业生产中有何意义？12. 比较高温丁苯橡胶和低温丁苯橡胶的配方及合成工艺特点。生产过 程中应注意哪些问题？高温：乙炔或石油为原料，50C下乳液聚合方法合成低温：99%以上的丁二烯及苯乙烯为原料，氧化还原引发体系，5C13. 试述低温丁苯引发体系各组分的作用。氧化 - 还原体系，常用的氧化剂为异丙苯过氧化氢、对锰烷过氧化氢、过硫酸钾 等；还原剂主要是亚铁盐。还需加入 EDTA钠盐（螯合剂）及还原剂雕白块（甲 醛合次硫酸钠盐）14. 乳液聚合生产中调节剂的主要作用是什么？为什么要分批加调节剂？15. 根据丁苯

33、生产的配方及工艺特点如何组织生产过程？试绘出工艺流 程简图，并说明每一步骤的作用。苯乙烯和丁二烯（水、乳化剂、引发剂、其他辅助剂）乳液聚合（连续法）（防老剂）脱单体凝聚（破乳剂）分离（废水）干燥丁苯橡胶16. 比较低温丁苯和高温丁苯在工业生产上的异同。17. 氯乙烯、丙烯酸酯乳液聚合与丁苯橡胶的乳液聚合有何区别？加入引发剂、水、乳化剂的时间顺序不同。丁苯橡胶采用冷法进行乳液聚合，引 发剂为氧化还原体系，聚合温度必须严格控制在5± 0.5 C范围内。氯乙烯采用种子聚合法。丙烯酸酯采用半连续聚合法18. 极性单体乳液聚合与非极性单体有何不同？19. 试述种子乳液聚合的特点及实用意义 。

34、在聚合物的乳胶粒子存在下， 使乙烯基单体进行乳液聚合的方法， 此时当条件控 制适当时， 聚合过程中不生成新的胶乳粒子， 而在原有粒子上增长， 原有粒子好 似种子。20. 有哪些高分子物是采用乳液聚合工艺来合成？说明它们的主要性能 和用途。丁苯橡胶、聚氯乙稀糊（树脂） 、聚丙烯酸酯共聚物（涂料表面处理剂粘合剂）第六章 游离基溶液聚合生产工艺1. 自由基溶液聚合的特点有哪些？ 作为传热介质使体系系统传热较易， 温度容易控制； 体系粘度低，减少凝胶效应， 可以避免局部过热；易于调节产品的分子量及其分布。2. 自由基溶液聚合溶剂起什么作用？怎样选择溶剂？ 作用：a溶剂对引发剂分解速度的影响b 溶剂的链

35、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。3. 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。4. PAN容液聚合一步法及二步法的主要区别何在？各有何优缺点？ 一步

36、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，聚合结束 后，聚合可直接纺丝，使聚合纺丝连续化。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：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。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30-55C甚至更低的温度下进行聚合，所得产物色泽较白；b水乡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

37、过程缺点：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。5. 简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。单体：丙烯晴，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6. 为什么衣康酸要先配制成钠盐加入反应体系？7. PAN二步法生产中为什么可以少加或不加第三单体？8试述腈纶纤维的合成工艺过程。画出工艺流程图。9. 简述聚丙烯腈的脱单体工艺。10. 试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂？为什么用量比单体少的多？反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处？因为从聚合速率和分子量两方面考虑， 采用甲醇作溶剂时的链转移常数小， 而且P

38、VAc的甲醇溶液可进一步醇解为 PVA（沸点与要求的聚合温度相近）且由于甲醇 的用量对聚合物的分子量有影响，因此用量要比单体少11. 试分析在VAc溶液聚合中，影响PVA分子量及分子结构的主要因素有哪些？转化率：防止支化、交联；分子量控制：溶剂类型和用量、溶剂/ 单体比；引发剂类型和用量；聚合反应温度；聚合时间；单体浓度；聚合体系杂质12. 用方块图画出维纶纤维的合成工艺过程。13. 简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系。将生成的 PVAc 置于甲醇溶剂中，反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解，合成纤维用 PVA 的醇解度为 96%100%，分散剂及织物上浆剂要求醇解度为 80%

39、左右14. 试从聚合工艺和产品性能对自由基型聚合的四种实施方法进行比 较。第七、八章 配位聚合和离子聚合生产工艺1. 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， 是否容易精致提纯 以及与单体，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

40、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2. 离子型催化聚合主要有哪几种类型？在工业化生产中常用哪几种类型的 催化剂？阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合。催化剂是：高活性 Ziegler-Natta 催化剂、过渡金属催化剂、 phillips 催化剂3. 阴离子配位催化剂的主要组成有哪些？主引发剂： IVVIII 族过渡金属化合物，主要是卤化物共引发剂： I IIIA 族金属烷基化合物第三组分：有机给电子化合物

41、（ N、 P、 O）载体：Mg的化合物。4. 高效催化剂同一般络合催化剂主要区别何在？高效催化剂： 在原有聚合催化剂基础上， 采用适当的方法把钛化合物 （如 TiCl 4） 分散在载体（如MgC2）上，加入有效的活化剂（如三乙基铝），并采用适当的方 法(如研磨法)和加入第三组分改进活性。所得催化剂有很高的活性。一般络合催化剂：指通过配位作用而使反应物分子活化的催化剂。 主要区别在于高效催化剂能大规模的降低反应所需要的温度等条件， 使大量本不 是活化分子的分子成为活化分子，快速达到化学平衡状态。5. 以丙烯定向聚合为例说明配位催化剂的组分对丙烯聚合过程和聚合性能 的影响。(1) 常规齐格勒 -

42、纳塔催化剂 催化剂体系比表面积为 20-40m2/g 催化剂，催化效 率800g聚丙烯/g催化剂，通常含灰分大于lOOOppm含无规物大于10%为了 提高产品质量，工艺上必须脱灰，去除无规物。(2) 第二代聚丙烯催化剂 催化剂的比表面积可达 100-200m2/g 催化剂，催化效 率比常规催化剂提高5-6倍，催化剂的效率可达2万g聚丙烯/g催化剂。可省 去脱催化剂残渣工序，成本降低 20%，聚合物的等规度 95-96%，表观密度为 0.45-0.55g/cm 3，熔体指数可调范围 0.3-30g/10min ，产品流动性好。(3) 第三代高效载体催化剂 催化效率达8000-10000g聚丙烯/

43、g催化剂，实现不 脱灰处理，产品含钛仅1-2ppm,但聚合物的等规度只有93-95%仍需进行脱无 规物处理。6. 如何提高配位催化剂的效率？其理论依据何在？其意义何在？研磨催化剂。依据：(I)提高催化剂的比表面和利用率。(U)通过添加内外络合剂提高 PP的等规度。7. 何谓定向聚合，说明丙烯、丁二烯定向聚合的机理和意义。8. 目前哪些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的？写 出反应式并注明所用催化剂。9. 铝钛催化剂的络合反应中，除生成三氯化钛外，还产生什么副产物？ 写出反应的基本方程式并说明之。10. 铝钛催化剂为何能制得结构规整的聚烯烃，写出活性中心模型， 并阐明反应机理。1

44、1. 铝钛催化剂动力学公式中的活性中心数目对反应速度和分子量大 小有何影响？12. 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%;TiCl3 0.0240.032%; AI（Et） 2CI0.64%； H2 10020PPm13. 丙烯规整聚合过程中主要工艺因素有哪些？14. 溶液法生产聚丙烯五釜连续聚合的工艺流程存在什么问题？怎样解 决？15. 液相本体聚合法生产聚丙烯与溶剂法比较有哪些差别？16. 比较顺丁橡胶与丁苯橡胶的合成工艺。17. 比较正、负离子聚合，配位阴离子聚合，自由基聚合的特征。自由基：慢引发、快增长、速

45、终止、有转移 阴离子：快引发、慢增长、无终止 阳离子：快引发、慢增长、易转移、难终止配位聚合： 1. 采用 Z-N 催化剂 2. 聚合机理为配位聚合 3. 具有定向性 4. 配位聚 合用的单体有选择性 5. 溶剂要求严格18. 比较高压聚乙烯、本体法聚苯乙烯、悬浮聚氯乙烯以及聚丙烯的生 产工艺过程。第九章 线型缩聚生产工艺1 比较缩聚与加聚反应特征。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

46、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、 高聚物和引发及组 成2 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 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； 平衡缩聚3 在生产中，熔融、溶液、界面缩聚对单体

47、的纯度、单体克分子比要求 不同，为什么？有何实际意义？ 熔融聚合：对原料单体纯度的数值要求精确、负责，投入原料的比例有误差，直 接影响产物的分子量； 单官能团的杂质易引起封端作用； 有些杂质影响反应速度、 产物结构、分子量分布等等 溶液聚合：总希望单体浓度尽可能高的情况下进行， 但浓度太高会使反应物料变 得粘稠影响正常反应 界面缩聚：静态界面缩聚与单体浓度无关；动态界面缩聚对单体浓度要高。4 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

48、氧化变色， 又能降低副产物分压， 后 期抽真空，使小分子挥发5 结合聚酯生产说明熔融缩聚的影响因素及其实施方法6 比较几种生产涤纶树脂的方法7 在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量？8 比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工业特点。9 溶液法缩聚中主要的影响因素有哪些？(以吡啶法合成聚碳酸酯为 例。)10 写出下列缩聚物的合成反应式，并说明缩聚方法。1) 由对苯二甲酸和乙二醇经酯交换法合成涤纶。2) 由己内酰胺开环聚合合成尼龙 6。3) 由癸二胺和癸二酸经成盐合成尼龙 1010。4) 由双酚 A 和光气合成聚碳酸酯。5) 由顺丁烯二酸酐和二元胺经双马来酰亚胺合成聚酰亚胺。6) 由均苯四甲

49、酸二酐， 4，4'二氨基二苯醚为原料合成均苯型聚酰 亚胺。7) 由对苯二甲酰氯和双酚 A 合成聚芳酯。8）由双酚 A 和 4，4'二氯二苯基砜合成聚砜。11 试述溶液聚合的分类， 聚酰亚胺等耐热聚合物采用哪种方法合成？为 什么？12 为什么说界面缩聚受扩散控制？结合聚碳酸酯的生产详述其工艺特 点及影响因素。13 比较生产聚碳酸酯所采用的三种实施方法（熔融、溶液及界面缩聚） 的优缺点。14 乳液缩聚的基本特点是什么？它与界面缩聚和溶液缩聚的区别各在 什么地方？15 试述乳液聚合的影响因素？16 写出芳纶 1313、芳纶 1414 和芳纶 14 的结构式，它们各由哪些重要原 料合成？可用哪些实施方法？17 固相缩聚和熔融缩聚在影响因素上有哪些异同？18 试举例说明固相缩聚的实用性。19 某聚酯化反应的平衡常数为 3.3 ，欲制备平均聚合度为 144 的聚酯， 允许反应体系残存的的分子量是多少？20 在聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产中，有哪些主要影响因素，你将采取 哪些措施来保证制得平均聚合度在 100 以上的产物？21 写出聚对苯二甲酸丁二酯生产的基本化学反应式， 它的合成工艺和用途是否与PET完全一样，为什么？第十章 体型缩聚生产工艺1. 什么是体型缩聚反应，它和线型缩聚有何不同 ?在缩聚体系中， 参加