最新高聚物合成工艺学期末复习题

1、精品文档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 350C 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。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 C ,随聚合物浓度升高 ，预聚温度可提高到 115-120 C。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

3、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,

4、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,聚合反应随即开始 ,夹套同低温水进行 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正负0.2C。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

5、子水（140-160 ）、 NaCO 3（ 1 0% ）、 MgSO 4（ 1 6% ）、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 。80C ,然后逐渐升温工艺过程 :苯乙烯高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作，初始反应温度为精品文档到 140 C，反应时间为 5-24 小时撚后酸洗 ，再经离心分离 ，脱水干燥 ,添加必要的助剂后制成成品料粒。精品文档低温 :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

6、程 a 发泡剂处理； b.操作条件：压力（表压） 0.4MPa 、温度 90-100 E、时间 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

7、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

8、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 ,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 C 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

9、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 ：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

10、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,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精品文档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，溶液聚合选择溶精品文档精品文档剂时应考虑溶剂的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%

11、）25%汽油（含水量 <25PPm ）75%TiCl 30.0240.032%Al(Et) 2Cl0.64%H210020PPm16.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。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