(完整)高聚物合成工艺学习题

第一章绪论

1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。

2.高分子合成材料可分为塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料和粘合剂等。

3.五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂。

4.五大工程塑料是聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。

5.三大合成纤维是聚酯纤维（涤纶纤维）、聚丙烯腈纤维（腈纶纤维）和聚酰胺纤维（绵纶或尼龙纤维）。

6.塑料的原料是合成树脂和添加剂（助剂）。

7.高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。

8.合成橡胶制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构

9.塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料

表面以防止粘着模具，并增加流动性。

10.大型高分子合成生产装置的过程可分为：原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收

等。核心是聚合反应过程。

11.根据反应机理不同，高分子聚合反应可分为连锁聚合和逐步聚合；根据单体和产物组成和结构的不同可分为加聚反应

和缩聚反应。绝大多数烯烃加聚反应属于连锁聚合，而缩聚反应为逐步聚合。

12.加聚反应可分为自由基聚合和离子聚合及配位聚合反应。

13.自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。

14.离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。

15.缩聚反应实施方法熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚。

16.高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物，经聚合反应使之合成为高分子化合物。

17.高分子化合物生产流程评价的内容包括：生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。

18.废旧塑料回收利用的方式及其特点。作为材料再生循环利用：再处理后降级使用；作为化学品循环利用：降解，高温

裂解或催化裂解；作为能源回收利用：粉碎作燃料

第二章生产单体的原料路线

1.石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯（通称“三烯三苯”）的原料。

2.石油裂解气经分离可得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯；石油炼制产生的液体经加氢催化重整可转化为芳烃，萃取分离

可得苯、甲苯、二甲苯等。

3.煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚等。

4.轻柴油裂解渴生产乙烯和丙烯。

5.石油裂解炉出口设置急冷锅炉的目的是终止烯烃二次反应，防止烯烃产量降低，同时防止结焦生炭堵塞炉管。

6.石油裂解气精致分离的方法有：深冷分离、吸收法、吸附分离法、络合物分离法。

7.芳烃提取常用溶剂为含水的二甲亚砜溶液或环丁砜溶液。

8.石油炼制和液态烃高温裂解过程中会产生容易液化的C4组分，作为制取丁二烯的原料。轻柴油裂解产物主要是丁烯和

丁二烯，丁烷很少，炼厂气中不含丁二烯，主要是丁烷和丁烯。

9.一般精馏法不能从裂解气中抽取丁二烯，而是采用萃取精馏法。溶剂主要有：二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、N-

甲基吡咯烷酮。

10.萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。其原理为：向恒沸点或挥发度相

近的液体混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂，以增大各组分挥发度差异，使相对挥发度变大的组分可从精馏塔顶部馏出，变小的组分随溶剂从塔底流出，实现分离。

11.典型塑料、合成橡胶的单体：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。

12.煤中的有机物主要有C、H、O、及少量N、S、P等元素。

13.分子结构随煤化程度的加深越来越复杂。以芳核结构为主，还具有烷基侧链和含氧、氮、硫的基团，近似组成为

(C135H97O9NS)n。

14.煤转化的途径包括：气化、液化和焦化

15.煤气化是一个热化学过程，指以氧气、水蒸汽或氢气等为气化介质（气化剂），在高温条件下，通过化学反应把煤或煤

焦（半焦）中的可燃部分转化为气体的过程。所得气体称为煤气包括CO、H2和CH4。

16.液化是煤转化为液态产物（包括芳烃、烷烃、脂肪烃等油品）的过程。液化目的是将煤转化为发动机燃料和化工原料。

有两个途径：直接液化和间接液化。

17.直接液化是高温高压下，煤与氢气反应转化液体油类的过程。产品有芳烃、环烷烃及部分脂肪烃化合物。

18.间接液化指使煤气化生成合成气（CO+H2），再由合成气合成液体燃料或化学品的过程。产品主要是脂肪烃化合物。

19.煤的干馏：即热分解或热解，指煤在隔绝空气条件下加热至较高温度，发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。

20.煤热解产物：煤气、焦油及半焦或焦炭。其中煤焦油和焦炭是有机化工原料的主要来源。

21.炼焦（高温干馏）：煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃，可获得焦炭、化学产品和煤气。

22.利用一定压力下气体中各组分的沸点不同，采用低温分离法可实现炼焦煤气的分离。具体操作：逐级冷却，使煤气中

各组分依次液化，冷凝温度高的组分先冷凝成液体，冷凝温度低的后冷凝。

23.煤焦油分离方法有：蒸馏、萃取、结晶等，主产品：苯、甲苯、二甲苯、萘、酚及同系物、蒽、菲、咔唑、各种油类

及沥青。

24.电石法生产乙炔的反应原理：CaC2 + H2O →C2H2 + Ca(OH)2。

25.天然气的主要成分为CH4；少量其它烷烃（C<7）、非烃气体N2、CO2、H2S、H2、H e，硫醇、硫醚等；微量的烯烃、环

烷烃、芳香烃；有害成份：多硫化氢等。

第三章自由基聚合生产工艺

1.自由基聚合反应的特点a整个聚合过程分为链引发、链增长、链终止，各步反应速率和活化能相差很

大b高分子瞬间形成，并产品的相对分子质量不随时间变化c体系内始终由单体和高聚物组成，产物不能分离d反应连锁进行，转化率随时间的延长而增加e反应是不可逆的。

基元反应及反应特征一般表达式：链引发：I →2R?（初级自由基；吸热，反应速率小）

反应特征：慢引发、快增长、速终止

聚合物相对分子量、单体转化率与时间的关系？

2.引发剂：容易分解产生自由基，并能引发单体聚合的物质

引发剂的种类（举例）：偶氮类引发剂：偶偶氮二异丁腈、有机过氧化物：烷基过氧化氢、无机过氧化物：过硫酸钾、氧化还原引发体系：过氧化氢—亚铁盐

引发剂的半衰期：指引发剂分解至起始浓度一般时所需的时间。

不同温度下引发剂半衰期的计算：t1/2=ln2/kd=0.693/k d=0.693/A d e-Ed/RT

3.乳液聚合和水溶液聚合采用水溶性引发剂，本体、悬浮和有机溶液聚合采用油溶性引发剂。

4.如何选择自由基聚合的引发剂:据聚合实施方法，从溶解度角度确定引发剂类型；据聚合温度选择半衰期适当的引发剂，

使聚合时间合理；据聚合釜传热能力，确保温控和防爆聚前提下，尽量选高活性引发剂（相同条件分解速率快）；从操作控制的角度，尽量选择复合型引发剂；半衰期：t1/2m[Im]1/2 = t1/2A[IA]1/2 + t1/2B[IB]1/2;不能与反应体系中除单体以外的其它成分发生反应；安全、易得、廉价

5.在搅拌均匀的反应器中，应使引发剂半衰期与停留时间满足τ= t/6，这样有10%为分解引发剂带出反应器，最为经济

合理。

6.一般来说，聚合温度升高，自由基聚合产物平均分子量降低；引发剂浓度升高，分子量降低；无链转移时，单体浓度

提高，分子量增加；链转移反应导致分子量降低。

7.分子量调节剂:起控制或调解分子量大小作用的链转移剂（小分子或大分子）。链转移对聚合物的平均聚合度有何影响

DP0越大，链转移项影响越显著→需高分子量避免链转移；Cs<<1，无控制、调节分子量的作用→选用Ktr>Ks的化合物作分子量调节剂；Cs越大，其用量越少；Cs一定，聚合度由[S]/[M]决定，而转化率增加，比值减小→反应中应根据产品要求补加链转移剂；

“50%转化率”：链转移剂消耗50%时单体转化率U1/2=100（1-0.51/Cs）；溶液聚合中，C溶剂<<1，[溶剂]>[单体]，须考虑向溶剂转移→产物分子量较其它方法小。工业上应选择链转移反应速率常数K tr > 链增长反应速率常数K p的化合物作为分子量调节剂。

8.LDPE生产中用丙烷、丙烯、乙烷或H2作链转移剂，控制分子量。丁苯橡胶生产中以硫醇控制分子量。

9.自由基聚合生产中控制产物平均分子量的手段是严格控制引发剂用量，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

10.聚氯乙烯生产中主要是向单体的链转移，故生产中依靠控制反应温度控制产品平均分子量。

11.何谓自动加速现象当自由基聚合到达中期后，随转化率增加，聚合速率自动加快的现象。产生的原因是由于凝胶效应

和沉淀效应使链自由基的终止速率受到抑制，链重排由于粘度增大而难以进行，链终止速率常数大大降低，从而使聚合速率加快。后果是体系粘度迅速增大，出现凝胶效应

12.工业生产采用本体聚合方法生产的有：高压聚乙烯LDPE（气相本体聚合）、聚苯乙烯PS（熔融本体聚合）、聚氯乙烯

PVC（非均相本体聚合）、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA（本体浇铸聚合）。

13.本体聚合的特点聚合过程无其它反应介质，产品纯度高；工艺简单，设备少，无回收工序；放热反应，放热量较其

它聚合方法大，散热是关键；生产速度快，反应温度难恒定，产品分子量分布宽；自动加速现象严重，易产生凝胶效应，阻碍单体完全反应。本体聚合的场所: 本体内。反应过程温度难以控制，故产品分子量分布较宽。

14.悬浮聚合的概念:借助机械搅拌和分散剂的作用, 使单体以小液滴（直径1～10-3cm）悬浮在分散介质中进行的自由基

聚合。体系组成:单体（助剂）、引发剂、水（阻聚剂）、分散剂。聚合场所：单体液滴内部、聚合过程危险期：聚合中期。优点:反应热易移出，温度易控，产品质量稳定、纯度较高；产物相对分子质量较高，粒径可控；工艺与技术成熟，安全、简单、生产成本低。缺点: 附有少量分散剂残留物；只能间歇生产，难于连续生产。

悬浮聚合分散剂一般作用是防止已被剪切分散的单体液滴和聚合物颗粒重新聚集。分散剂的种类：水溶性高分子（0.05-0.2%）明胶、淀粉、纤维素衍生物、聚乙烯醇、两性或中性共聚物；非水溶性无机粉末：高分散性CaCO3、MgCO3、AlOH等（0.1-0.5%）。作用机理：保护胶类分散剂的作用在于当两液滴相互接近到可能产生凝结的距离时，两液滴之间的水分子被排出而形成了高分子薄膜层，从而阻止了两液滴凝结，或两个相互靠近的液滴之间的液体薄层移动延缓，以致在临界凝结的瞬间内两液滴不能发生凝结。作为保护胶的高分子化合物被液滴表面吸附而产生定向排列，大分子中亲油链段与单体液滴表面结合，而亲水链段则伸展在水中，因而产生空间位阻。无机粉状分散剂是存在于水相中的粉末状物当两液滴相互靠近时，水分被挤出，粉末在单体液滴表面形成隔离层从而防止了液滴的凝结。

影响悬浮聚合产物粒子大小及形态的因素：增加搅拌强度，粒径减小；分散剂用量越大，粒径越小；水/单体比增加，粒径减小，颗粒越疏松，但生产能力低，水/单体比减少，粒径增加，易结块，不利于传热。

15.悬浮聚合生产工艺的主要工序为：原料准备、聚合、脱单体、过滤分离、水洗、干燥等。

16.悬浮聚合一般生产过程。加去离子水→搅拌→加分散剂、pH调节剂、助剂（直接加固体物料或其溶液）→投入单体→加热到聚合温

度→加引发剂→尽量保持温度恒定至所需转化率，停止反应→干燥→离心分离→聚合物脱水→回收未反应单体→清釜。

17.工业上为解决本体聚合散热困难的问题，除了合理设计反应器外，还采用分段聚合即预聚达到适当转化率，或于单体

中添加聚合物以降低单体含量的方法降低单位质量物料放出的热量。

18.工业上应用的聚乙烯抗氧剂为：4-甲基-2, 6-二叔丁基苯酚。催化剂主要是氧和过氧化物，目前后者为主，常用的有过

氧化二叔丁基、过氧化十二烷酰、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化3,5,5-三甲基乙酰等。聚合反应条件：温度130~135℃，压力122~303MPa。

19.聚苯乙烯本体生产：单体常用阻聚剂为叔丁基邻苯二酚；引发剂可以用偶氮类、过氧化物类；为了便于去除聚合热和

控制反应物料黏度，加有少量溶剂与未反应单体共同发挥溶剂作用，常用的有甲苯、乙苯等。生产工艺。本体法主要产品为通用型PS和高抗冲HIPS注塑料。

20.聚苯乙烯悬浮生产：采用过氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合引发剂

21.悬浮聚合法生产的聚氯乙烯称为S-PVC，乳液聚合和为悬浮聚合生产的称E-PVC，本体聚合生产的为B-PVC。

22.氯乙烯在我国的生产方式主要是乙缺法和乙烯氧氯化法。

23.聚氯乙烯本体聚合：生产工艺分两个阶段，第一阶段，温度62~75℃，单体转化率7~12%，反应30min，以过氧化乙

酰基苯己烷硫酰和过碳酸酯为引发剂；第二阶段，引发剂为过碳酸酯、过氧化二月桂酸酰等；反应3~9小时，转化率约40%。

24.采用明胶为分散剂所得PVC为规整圆球状紧密型树脂，采用部分水解的PV A所得为多孔不规整疏松型树脂。

25.聚氯乙烯悬浮：去离子水为分散介质；主分散剂起控制颗粒大小作用，主要为（纤维素醚）羟丙基甲基纤维素和部分

水解（80±1.5%）的PV A；辅助分散剂作用是提高颗粒的孔隙率并使之均匀，主要是小分子表面活性剂和低水解度PV A，常用非离子型脱水山梨醇但月桂酸酯。常用链转移剂为硫醇，如巯基乙醇。为了减少PVC树脂中所含结实圆球状树脂数量，可加苯甲醚的叔丁基、羟基衍生物作为抗鱼眼剂。聚合工艺。

26.工业上，生产软质聚氯乙烯所料制品用树脂，转化率一般为85%停止反应，生产硬质树脂，转化率一般为90%。

27.聚乙烯产品分子量取决于聚合温度，转化率越高颗粒孔隙率越低。

28.聚甲基丙烯酸甲酯本体：有机玻璃生产的两个阶段是预聚合和模型中聚合。预聚引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯

甲酰等，反应温度80℃，转化率20~50%。聚合后期温度不可超过单体沸点100~101℃，否则制品中有形成气泡。29.PMMA悬浮聚合：以粉状无机盐，主要是碳酸镁、碱式碳酸镁。其原因是易于酸洗，不会污染产品颗粒，且可以合理

提高聚合温度。

30.反应生成的聚合物如溶解于所用溶剂中为均相溶液聚合、生成的聚合物不溶于溶剂中沉淀析出为非均相（或沉淀）溶

液聚合

31.溶剂对溶液聚合的聚合活性的影响主要体现在：有无诱导分解、链转移和对聚合物溶解能力

32.溶液聚合生产过程包括那些工序原料准备、聚合、单体回收、过滤→聚合物溶液、（浓缩或稀释）蒸馏→聚合物固体、

加非溶剂、沉淀、分离干燥（溶剂回收）→聚合物固体。如何控制分子量改变引发剂用量，改变单体/溶剂用量比，添加分子量调节剂等。

33.丙烯腈均相溶液聚合聚合工艺：配料、聚合、脱单体、原液准备，聚合条件：单体：第二、三单体及其作用，配比

(94.5-88):5~10:(0.5-2.0)，总浓度17~21%；引发剂：AIBN 0.2~0.8% ；分子量调节剂：异丙醇0~3% ；浅色剂：

二氧化硫脲0.5~1.2%单体量；体系pH≈5，聚合温度75-80℃，聚合时间1.5~2h，转化率50~75%。丙烯腈的水相沉淀聚合聚合工艺）：配料、聚合、脱单体、过滤洗涤、造粒、干燥、粉碎，聚合条件：引发剂：水溶性氧化-还原体系，NaClO3-Na2SO3；pH=1.9~2.2，聚合温度45℃，聚合时间1~2h，单体总浓度28~30%，转化率80~85%；添加剂及杂质：少量阴离子表面活性剂可提高反应初速度；微量氧无影响；少量Fe2+可加速聚合；控制产物粒子大小，防止黏釜“结疤”。

34.乳液聚合：单体在乳化剂作用下，在水中分散成乳液状态进行的聚合反应。（液-液乳化体系→固-液乳化体系）。乳化

剂：可使不相溶的单体和分散介质形成稳定乳液的物质。临界胶束浓度CMC：表面活性剂形成胶束时的最低浓度。

乳化剂的作用：高分散性粉状固体物：吸附于分散相液滴表面，机械隔离；非表面活性剂物质，如蛋白质、糖类：形成坚韧的薄膜；表面活性剂：降低界面张力、界面能，使液滴聚集能力↓；在液滴表面形成规则排列表面层，防止聚集；使液滴表面带相同电荷而相斥，阻止其聚集。

35.乳液聚合过程乳液如何变型得到聚合物油/水→固/水→水/固（相反转而变型）。聚合机理是乳胶粒生成经历了乳胶颗粒

成核和颗粒增长两个阶段

36.破乳是乳状液的分散相小液珠聚集成团。破乳使固体微粒聚集凝结而沉淀析出。采用什么方法可以使乳液破乳加入

电解质、改变pH值、机械破乳、冷冻破乳、稀释破乳。作用：①加入电解质：降低乳胶粒表面动电位，减小斥力②改变pH值：乳化剂失效③机械破乳、冷冻破乳、稀释破乳

37.由乳液聚合动力学研究可知：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。

38.乳液聚合过程为什么加入电解质可增加粒径，超过3×10-3~10-2mol/L会破乳、降低胶乳粘度。对其浓度有何限制：

不可超过临界值，因为会产生胶乳微粒凝结而起破乳的作用

39.各种乳液聚合生产操作方式优缺点比较间接操作：胶乳颗粒均匀；共聚物组成变化，以水溶性高的单体为主；冷却系

统热负荷不均匀，产量受限。半连续操作：通过控制加料速度，可控制放热速度；共聚物组成和乳胶粒形态可调；可生产高固含量乳胶；易发生向聚合物链转移而产生支链。连续操作：各釜放热量稳定，单位体积成产能力高；聚合条件稳定，产品性能均一；增加最末聚合釜体积，可提高转化率

40.低温乳液聚合丁苯橡胶生产中，聚合体系的构成单体：丁二烯、苯乙烯，纯度>99%；分散介质：水；引发体系：5℃，

氧化-还原体系（氧化剂：异丙苯过氧化氢、对孟烷过氧化氢、过硫酸钾、还原剂：亚铁盐；螯合剂：EDTA钠盐；还原剂：雕白块，还原Fe3+）；乳化剂：脂肪酸皂、歧化松香酸皂；分子量调节剂：正（叔）十二烷基硫醇终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠，控制转化率、多硫化钠，消除残留氧化剂；其它：pH调节剂、表面能力调节剂、乳液稳定剂等。聚合工艺配料、聚合、脱单体、破乳凝聚、分离、干燥，工艺条件产品要求：苯乙烯含量23.5%；单体配比：丁/苯进料质量比72/28~70/30；温度、压力：5℃、4~5×102kPa；聚合终点：转化率60%和产物门尼黏度决定，转化率可用γ-射线密度计测定（胶乳密度）；乳胶粒粒径：釜多，各釜停留时间↓，粒径分布↓。

41.种子乳液聚合为提高产品乳液中固体颗粒粒径，在聚合物乳胶微粒存在下，使单体仅在微粒上进行乳液聚合的方法。

粒径增长与种子用量如何计算(d/d i)3 = (G+a)/a = G/a+1。粒径如何控制产品粒径单峰分散时，种子粒径分布要窄；双峰分散时，粒径相差大的两代种子。严格控制聚合条件：控制乳化剂加料速度；添加适量油溶性表面活性剂：十二醇42.糊用聚氯乙烯树脂的种子乳液聚合生产的配方单体：100份，去离子水：110~150份，乳化剂（十二醇硫酸钠）：0.05~1.0

份，引发剂还原剂（亚硫酸盐）：0.01~0.03份，氧化剂（过硫酸铵或钾）：0.05~0.01份，Cu2+（硫酸铜，活化引发剂）：0.01~0.0001份，pH=10~10.5，两代种子（1:2）混合。工艺流程。P275

第5章缩合聚合生产工艺

1、线型缩聚物生产工艺有何特点a缩聚反应为逐步进行的平衡反应b原料配比将明显影响产品分子量c缩聚物端基的活性基团将影响成型时的熔融粘度d反应析出的小分子化合物必须及时脱除

2、黏度稳定剂是使具有活性端基的高分子量缩聚物熔融成型时粘度稳定的一种稳定剂。其作用是与端基中的一个活性基团发生化学反应，从而使缩聚物熔融成型时粘度不再发生变化。

3、生产过程及时脱出小分子化合物是为了使缩聚反应向生成高聚物的方向顺利进行。具体方法有薄膜蒸发，溶剂共沸高温

加热，真空脱除或通惰性气体带出等。

4、单体原料比与反应分率（反应程度）和产品平均聚合度间的关系如何？p111-112

5、缩聚反应平衡常数对分子量有何影响？p112

1.6、线型高分子量缩聚物生产中影响分子量的主要因素1单体转化率的高低2生产过程中两种二元官能团单体的摩尔比

3反映生成的小分子化合物4反映平衡常数。如何进行分子量控制1生产过程中两种二元官能团单体的摩尔比应严格相等2反映生成的小分子化合物需及时用物理或化学方法除去

2.7、工业实施方法有哪些？各自的定义、主要优缺点及适用范围是工业实施方法有1熔融缩聚，即反应器中的物料在始

终保持熔融的状态下进行的缩聚反应。优点是过程简单成本低，缺点是对单体配比要求严格，反应物料粘度高，小分子不易脱除。适用范围是大品种缩聚物。2溶液缩聚，将单体溶解在适当溶剂中进行缩聚反应的方法。优点是反应平稳易控制，缺点是溶剂可能有毒，增加了成本，以及缩聚物分离，精制，回收等工序。适用于单体或缩聚物熔融后易分解的产品生产。3界面缩聚，将可以发生缩聚反应的两种有高度反应活性的单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中使缩聚反应在两相界面进行的方法。优点是反应不可逆，对单体配比要求不高，缺点是必须使用高活性单体。适用于气液相，液液相界面缩聚和芳香族酰胺生产芳酰胺等特种性能聚合物。4固相缩聚，反应温度在单体或预聚物熔融温度以下进行缩聚反应的方法。优点是反应温度低于熔融缩聚温度，反应条件缓和，缺点是原料需要充分混合，要求达一定细度，反应速度低。适用于提高已生产的缩聚物。

3.8、熔融缩聚反应生产工艺的特点？p116-117。后处理的方法：直接纺丝制造合成纤维、进行造粒生产粒料。

4.9、工业生产中，PET合成路线有直缩法、酯酯交换法、环氧乙烷加成法。具体反应如何进行？融熔缩聚法的生产流程

及工艺条件？p360

10、尼龙-66合成原理、融熔缩聚过程包括的主要工序：分离工序、闪蒸工序、后反应工序。生产过程的影响因素：两单体摩尔比；反映的可逆平衡特性及温度、压力的控制；分子量稳定剂；尼龙-66熔体的热稳定性；尼龙-66中低分子物的含量。

11、预聚物的固相缩聚法如何实现？p124

第6章逐步加成聚合物的生产工艺

5.异氰酸酯与醇、水、胺的初级反应，及其产物和异氰酸酯的次级反应。

6.聚氨酯合成原理是什么？主要原料有哪些类型（可具体举例）二异氰酸酯【甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)】和端羟基化合

物【聚乙二醇】一步法：二异氰酸酯与醇类直接进行逐步加聚反应，如，己二异氰酸酯 + 1,4丁二醇→贝纶

两步法（预聚体法）：预聚体合成：二异氰酸酯过量，经逐步加聚反应生成含异氰酸酯端基(-N=C=O)的低（或预）聚体

7.聚氨酯有哪些类型线型、嵌段型、交联型。其结构对性能有哪些影响异氰酸酯（ONC-R1-NCO）结构的影响：R1种

类：脂肪链→PU光稳定性好，不变黄；芳香链→变黄；R1大小：橡胶机械性能：1,5-萘二异氰酸酯> 2,4-TDI。二元醇类型的影响：聚酯型→PU：分子间作用力大，热稳定性、机械性能好；聚醚型→PU：耐低温、柔软。PU分子中软硬段比例的影响。交联键类型的影响：耐热性：酯、醚>>脲、氨基甲酸酯>>脲基甲酸酯、缩二脲

8.试述聚氨酯泡沫塑料的组分二异氰酸酯；多元醇；发泡剂，水当量数＋聚酯当量数＝异氰酸酯当量数异氰酸酯实际加入量为理论值

1.0～1.05倍，过多使泡沫硬脆，过少泡沫容易发生老化。发泡密度随（发泡剂）水的增加而降低。催化剂：叔胺类化合物（N,N-二甲基

苯胺、三乙醇胺）：催化~NCO与水的反应，加速CO2生成；有机锡类化合物（二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡）：促进链增长反应进行。

泡沫稳定剂：Si-C-O型和Si-C型有机硅泡沫稳定剂，作用：降低各组分表面张力，增加互溶性，稳定发泡过程，以得到均匀泡沫微孔结构。开孔剂：增加开孔结构的添加物，直链烷烃或环烷烃（聚丙烯、聚丁二烯、液体石蜡）其他：防老剂、光稳剂、防震剂、增强剂、着色剂等。

9.简述聚氨酯泡沫的发泡原理（以水为发泡剂）聚合物大分子形成，体系变黏；CO2不断产生、聚集，形成气泡→须

控制两过程使之相互配合，故采用混合催化剂并加入泡沫稳定剂。与聚氨酯泡沫质量有何关系。

10.试述聚氨酯泡沫塑料合成工艺及特点：生产过程中，一方面发生化学（聚合）反应，一方面发泡（化学法或物理法，

或混合法）成型，两者同时进行。

11.聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法及两步法两种，对比两种方法的特点，并说明为什么一步法是目前的主要生产方

法。一步法：主要用于软质泡沫生产，优点：物料黏度小，易输送，工艺简单，投资少，易操作；缺点：投料量须精确，工艺控制难度大。预聚体法：优点：热量分段放出，温度低，易控，泡沫稳定，成品率高；缺点：工艺复杂。12.PU橡胶的种类有哪些？热塑性PU橡胶的结构如何？由聚氨酯橡胶结构与物性的关系出发考虑如何合成性能优异的聚

氨酯橡胶？

13.聚氨酯涂料的种类、各自的组成及固化机理。

14.聚氨酯粘合剂的种类及粘合原理。

15.聚氨酯纤维的特性有特性：强度好、弹性模量和回弹率高、可防细丝、易染色。氨纶Ⅲ生产过程分哪些步骤？

《高分子合成工艺》作业参考答案

《高分子合成工艺》作业参考答案 第一章 1、单体储存过程中应注意什么问题，储存设备应考虑哪些问题，为什么？答：单体储存过程应该注意： （1）为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂，如在1，3-丁二烯中加人防 老剂对叔丁基邻苯二酚。 （2）为防止着火事故的发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少 着火的危险。 （3）防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄漏，因单体泄漏后与空气接触产生 易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体（乙烯）或经压缩冷却后液化的单体（丙烯、氯乙烯、丁二烯等）的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气 保护，防止空气进入。 2、引发剂储存是应注意什么问题？ 答：多数引发剂受热后有分解和爆炸的危险，干燥纯粹的过氧化物最易分解。因此，工业上过氧化物引发剂采用小包装，储存在阴暗、低温条件下，防火、防撞击。 3、聚合反应产物的特点是什么？ 答：聚合物的分子量具有多分散性；聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高 粘度的溶液；聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 4、选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择适当的聚合方法。 自由基聚合可以采用本体、溶液、乳液和悬浮聚合等方法；离子聚合只能采用本体和溶液聚合。 聚合操作可以是连续法或者间歇法；聚合反应器有不同的类别、排热方式和搅拌装置等。 5、如何选用聚合反应器？ 答：根据聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特征、聚合反应器操作

特性和经济效益等聚合反应的特性以及过程控制的重点，按下列原则选择聚合反应器： 对度高浓物应，在原料配方一定的情况下，当反时物的生成标产）重点在于目1（． 于目标聚合物生成有利时，可选用管式聚合反应器或间歇操作的釜式聚合反应器，当反应物浓度低对目标聚合物生成有利时，可选用连续操作的釜式聚合反应器或多级串联釜式聚合反应器 （2）重点在于确保反应时间的场合可选用塔式或管式聚合反应器 （3）重点在于除去聚合热的场合可以选用搅拌釜式聚合反应器 （4）重点在于除去平衡过程中产生的低分子物的场合，可选用搅拌釜式聚合反应 器，薄膜型聚合反应器或表面更新型聚合反应器 （5）对于高粘度体系，应尽量选择相应的特殊型式的聚合反应器。 6、常见的聚合反应器有哪些？简述釜式聚合反应器结构。 答：常见的聚合反应器有：釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、流化床式反应 器、特殊形式聚合反应器。 釜式反应器包括：容器部分、换热装置、搅拌装置、密封装置、其它结构 7、高分子合成工艺路线选择原则？ 答：高分子合成工艺路线的选择原则为：满足产品的性能指标要求；生产的可靠性； 技术上的先进性；经济上的合理性；生产装置大型化；清洁生产、注重可持续发展。 第二章 1、生产单体的原料路线有几条？比较它们的优缺点？ 答：石油化工路线、煤炭路线和其它（农副产品）路线。 对原料来源要求：来源丰富、成本低、生产工艺简单、环境污染小、各种原料能综 合利用、经济合理，可以从着几方面简单分析。 2、简述由最基本的原料（石油、天然气和煤炭）制造高分子材料的过程。 从高分子合成的六个步骤结合具体的例子描述。

高聚物合成工艺学习题集

习题集（348） 第一章绪论（37） 一、判断（10） 1、由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。（） 2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的，容易实现操作过程的全部自动化，机械化，便于小批量生产。（） 3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。（） 4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质，如果单体几乎全部转化为聚合物，通常不需要经过分离过程。如果要求生产高纯度聚合物，应当采用真空脱除单体法。（） 5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂，也需要经过分离过程。（） 6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。（） 7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。（） 8、合成树脂生产中回收的溶剂。通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。（） 9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。（） 10、塑料具有取材容易，价格低廉，加工方便，质地轻巧等优点。（） 二、填空（10） 1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为与两大类。 2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有与两种方法。 3、在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为。 4、塑料的原料是合成树脂和。 5、塑料成型重要的有：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、等。 6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或。 7、高分子合成工业的基本原料为、天然气、煤炭等。 8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行，聚合釜中必须安装。 9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。可能含有少量反应单体和分散剂。脱除未反应单体用的方法，对于沸点较高的单体则进行，使单体与水共沸以脱除。 10、离子聚合与配位聚合反应得到的如果是固体聚合物在有机溶剂中的淤浆液，但是通常含有较多的未反应单体和催化剂残渣。如果催化剂是低效的，则应当进行脱除。用破坏金属有机化合物，然后用水洗涤以溶解金属盐和卤化物。

聚合物合成工艺学思考题及其答案资料

第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用

高聚物合成工艺课后题答案

1生产单体的原料路线有哪几种？试比较它们的优缺点？ 答:①石油路线：目前最主要的单体原料路线②煤炭路线：乙炔，电石生产需大量电能，经济上不合理，由于我国历史原因和资源情况，乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。③可再生资源路线，原料不充足，成本高，但充分利用自然资源，变废为宝的基础上，小量生产某些单体出发点还是可取的。 2、如何有C4馏分制取1，3丁二烯？ ①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。 第三章本体聚合 1、简述高压聚乙烯工艺流程 答：精制的乙烯进入一次压缩（一级）；来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后，进入一次压缩机入口，压缩至250MPa，然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩；冷却单体进入聚合反应器，引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合；然后高压分离、低压分离挤出切粒，未反应单体分离循环使用。 2、高压PE有哪两种主要工艺路线？各有什么特点？ 管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线 管式反应器反应中：物料在管内呈柱塞状流动，无返混现象，反应温度沿反应管长度而变化，得高压聚乙烯分子量分布较宽，耐高压。无搅拌系统，长链分枝少。生产能力取决于反应管参数。 釜式反应器：物料可充分混合，反应温度均匀，还可分区操作。耐高压不如管式，反应能力可在较大范围内变化，反应易控制。PE分布窄，长链分枝多。3、高压PE合成反应条件比较苛刻，具体条件如何？为什么采用这样的工艺条件？ 反应温度设在150℃~330℃，原因有二：①乙烯无任何取代基，分子结构对称，纯乙烯在350℃以上爆炸性分解，从安全角度，避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升，引发事故，故使T＜330℃②PE熔点为130℃，当T＜130℃时造成大量PE凝固，堵塞管道，同样造成反应难以进行，造成事故，故最低温度不低于130℃，一般温度大于150℃。 反应在低压下进行，原因：乙烯常压下位气体，分子间距离远，不易反应，压缩后，分子间距离显著缩短，极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率，易反应，在100~300MPa下，C2H4接近液态烃，近似不可压缩状态，其次T上升，需压力也增加，才能使PE与单体形成均相状态，保持反应顺利进行。 转化率15～30%：明显低于其他单体本体聚合，f造成大量乙烯需要循环使用。—CH高，热容小，f提高1%，温度上升12~13℃，如果反应热不能与时移除，极易造成温度急剧上升，从而造成爆炸发生，故一般提高f困难，另外提高f，

青岛科技大学 高聚物合成工艺学 07级A卷标准答案

（答案要注明各个要点的 评分标准） 一. 填空题（201. 自由基聚合过程典型的实施方法包括 本体聚合 、 溶液聚合 、 悬浮聚合 、 乳液聚合 。 2. 合成橡胶一般采用 溶液聚合 、 乳液聚合 工艺进行聚合。 3. 溶液丁苯胶的合成是按阴离子机理进行反应的。 4. 热塑型酚醛树脂采用 酸法 制备，热固型酚醛树脂应采用 碱法 制备。 5. 制备顺丁胶采用的催化剂（引发剂）为 镍系 ；制备乳聚丁苯胶采用的催化剂（引发剂）为 过硫酸钾 。 6. 两步法合成聚氨酯：首先合成两端为-NCO 预聚物；然后与 二元醇、二元胺 进行扩链反应。 7. 乳液聚合主要组分包括单体、水、引发剂、乳化剂。 8. 双酚A 型环氧树脂的单体分别为和。（写出结构式） C CH 3CH 3OH HO CH 2CH O CH 2Cl 二. 判断并改错（20分，每题2分）（判断对错1分，改正1分） 1. 利用齐格勒-纳塔催化剂可合成LDPE 。（ 错，LDPE →HDPE ） 2. 悬浮聚合突出特点是聚合速度快，同时产物分子量大。（错，悬浮聚合→乳液聚合 ） 3. PVC 的空隙率主要影响材料的强度。（错，强度→ 对增塑剂的吸收 ） 4. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。（ 正确 ） 5. 线型缩聚影响分子量主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。 （错，去掉保持熔融状态 ） 6. 聚氨酯具有很高的强度，其中一个原因是分子链上的-C=O 可与另一分子上的C 形成氢键。（C → 另一分子N 上的H ） 7. 乙烯高压聚合，当压力升高，反应过程在均相中进行时，容易产生凝胶物。 （错，容易→不会） 8. 在制备溶液丁苯胶过程中，常加入一定量的四氢呋喃，目的是为了增大苯乙烯在分子链中的嵌段含量。（ 错，嵌段含量→无规含量 ） 9. 高顺式聚丁二烯橡胶所用催化剂是镍系齐格勒-纳塔催化剂。（ 正确 ） 10. 二元胺-二元酸聚酰胺的熔点随主链上的C 原子数目的升高逐渐降低。 （错，逐渐降低→呈锯齿形变化 ） 三. 选择题（20分，每题2分） 1. （ A ）可作为自由基悬浮聚合的引发剂。 A. BPO ； B. K 2S 2O 8； C.K 2S 2O 8-FeSO 4； D. TiCl 3-AlCl 3； 2. 为解决本体聚合过程中反应热导出的问题，一般采用的手段是：（ C ） A. 降低反应温度； B. 加大引发剂用量； C. 分段聚合； D. 共聚其他单体； 3. 离子聚合过程，反应温度将影响（ C ）。

(已排版)聚合物合成工艺学课后习题全解

聚合物合成工艺学课后习题全解 1. 何谓三大合成材料？简要说明他们的特点。 答:（1）用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点： 塑料是以合成树脂为基本成分，具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。塑料大多是有机材料，因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧，在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响，其制品的性能逐渐变坏，甚至损坏到不能使用，即发生老化现象。 合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。合成纤维，线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。 合成纤维成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。 2. 合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类？ 答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。 3. 单体储存时应注意什么问题，并说明原因？ 答：单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （1）防止单体自聚，为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。 （2）防止着火，为了防止着火事故发生，单体储罐要远离反应装置，储罐区严禁明火以减少着火的危险。 （3）防止爆炸，防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐；高沸点的单体储罐应用氮气保护，防止空气进入。 4. 聚合物反应产物的特点是什么？ 答：①聚合物的相对分子量具有多分散性。 ②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制的方法如蒸馏、重结晶和萃取等方法进行精制和提纯。 5. 选择聚合方法的原则是什么？ 答：聚合方法的选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 6. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。 （1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。

高聚物合成工艺学题集

“聚合物合成原理及工艺学” 习题集 四川大学高分子科学与工程学院 第一章绪论 1.试述高分子合成工艺学的主要任务。 2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。 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。 4.如何评价生产工艺合理及先进性。 5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？ 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。 2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 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。 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。 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）。 6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？ 7.简述苯乙烯的生产方法。 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？

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.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？ 2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？ 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？ 4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？ 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。 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？ 7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。 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。 9.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。 10.乙烯高压聚合的影响因素有哪些？ 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。 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。 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。 15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同

高聚物合成工艺学试题两套和答案

高聚物合成工艺学试卷两套和答案 第一套 一. 解释或说明以下基本概念（20分，每题2分） 悬浮聚合；单体在水中，悬浮剂存在下由自由基引发剂引发进行的聚合反应 的制备；采用自由基引发剂，在高温高压下合成的 乳液聚合特点；分子量和聚合速度同时提高 熔融缩聚；在单体和聚合物熔点以上进行的聚合过程 高顺式聚丁二烯；顺式含量打印94%的聚丁二烯 界面缩聚；在两不相容的溶剂界面进行的缩聚反应 双酚A型环氧树脂；由双酚A作为单体组分之一而得到的氧树脂；甲苯二异氰酸酯 氨基树脂；由尿素或三聚氰胺等与甲醛反应得到的树脂 溶液丁苯胶：采用溶液法合成的丁苯胶 二. 填空题（20分，每空1分） 1. 自由基聚合可以采用四种工艺过程，乳液、悬浮、 溶液、本体。 2. 乳聚丁苯橡胶一般分为两种低温、高温。 3. 乳液丁苯胶的合成是按自由基机理进行反 应的。 4. 酚醛树脂是由苯酚与甲醛反应制备 的。 5. 制备采用的催化剂（引发剂）是 43 ；制备采用的催化剂（引 发剂）是33 。

6. 聚氨酯是由异氰酸酯与多元醇反应制备的。反应类 型为聚加成反应。 7. 悬浮聚合主要组分包括悬浮剂、单体、引发 剂、水。 8. 不饱和聚酯树脂的单体分别为不饱和酸酐和二元 醇。 三. 选择题（20分，每题2分） 1. 乳液丁苯胶可选用（ C. ）作为引发剂。 A. ； B. K2S2O8； C. K2S2O84； D. 33； 2. 本体聚合常采用分段聚合工艺，其目的是（ B. ） A. 降低反应温度； B. 导出反应热； C. 提高转化率； D. 简化工艺； 3. 离子聚合过程，一般选择（D ）工艺。 A. 悬浮聚合； B. 乳液聚合； C. 本体和悬浮； D. 本体和溶液； 4. 聚醚型聚氨酯与聚酯型聚氨酯相比具有（C ）。 A. 耐热性好、机械强度高； B.耐热性好、柔韧性好； C. 低温性好、柔韧性好； D. 低温性好、机械强度高； 5. 特点是支链量（多），机械强度（低），可应用于薄膜。 A. 少，低； B. 少，高； C. 多，低； D. 多，高；

聚合物合成工艺

第一章绪论 4. 20世纪50年代，谁发现了可用于高密度聚乙烯和立构规整聚丙烯的合成催化剂？这些催化剂的基本成分是什么？ 5. 21世纪高分子科学与工程学科的重要发展方向是什么？ 6. 简要说明聚合物合成的生产步骤。 第二章合成聚合物的原料路线 4. 石脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料？其中的加 氢工艺是为了除去哪些有害物质？ 5. 什么是C4馏分？如何通过C4馏分制备1,3-丁二烯？ 10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些？你认为哪些原料路线具有很好的前景。 第三章自由基本体聚合过程及合成工艺 17. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60℃进行本体聚合，试计算正常引发反应、向引发剂转移反应、向单体转移反应三部分在聚合度倒数中各占多少百分比？对聚合度各有什么影响，计算时选用下列数据：[I]=0.04mol/L，f＝0.8，k d＝2.0×10-6s-1，k p＝176L/mol·s，k t＝3.6×107 L/mol·s，ρ(60℃)=0.887g/mL，C I=0.05，C M=0.85×10-4。 18. 为了改进聚氯乙烯的性能，常将氯乙烯（M1）与醋酸乙烯(M2)共聚 得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80％的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺？ 第四章自由基溶液聚合过程及合成工艺 9. 苯乙烯在60℃以过氧化二叔丁基为引发剂，苯为溶剂进行自由基溶液聚合。当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时，引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×

高聚物合成工艺学复习

1、为什么要对聚合物进行后处理? 经过分离过程制得的聚合物，含有一定的水分和未脱除的少量溶剂，需要经过脱水和干燥。 2. 合成树脂的后处理过程 潮湿的粉状树脂 稳定剂干燥的粉状树脂 干燥方法：气流干燥和沸腾干燥 3.聚合方法的选择：聚合方法的选择取决于聚合物性质；相同性能的产品，产品质量好，设备投资少，生产成本低的方法将得到发展。其它方法则逐渐被淘汰。 4.高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用 答:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体；废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水；废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物。对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。废弃物的回收利用有以下三种途径： 1、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用 5.生产单体的原料路线有那些？ 答：石油路线：石油行高温裂解，得到的裂解气经分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。产生的液体经加氢后催化重整使之转化为芳烃，经萃取分离可得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。然后可将它们直接用作单体或进一步经化学加工以生产出一系列单体。煤炭路线：煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。由煤焦油经分离可得到苯，甲苯、苯酚等。焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石，电石与水反应生成乙炔，由乙炔可以合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原料。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料，直接用作单体或经化学加工为单体。 6.成纤聚合物的结构和性质特征： 答：①、聚合物长链必须是线形的，支链应尽可能少，无交联.因为线型大分子能沿纤维的纵方向发生取向，可提高纤维的强度。②、聚合物应具有适当高的分子量,且分子量分布要窄。③、聚合物分子结构应规整，易于结晶，最好能形成部分结晶的结构。④、聚合物大分子中含有极性基团，可增加分子间作用力,提高纤维的物理和机械性能。⑤、结晶性聚合物的熔点和软化点应比允许的使用温度高很多,而非结晶性聚合物其玻璃化温度比使用温度高。⑥、聚合物要有一定的热稳定性，易于加工成纤，并具有实用价值。 7.什么是生物基高聚物？什么是可生物降解高聚物？两者之间有什么区别和联系？答：生物基高聚物：以生物产品为原料制成的高聚物称为生物基高聚物。 生物降解聚合物：能够被细菌、真菌、藻类等微生物分解、破坏的高聚物。 8.可生物降解高聚物在结构上有什么特点？答：①直链、②柔软的链结构、③脂肪族高分子、④宽分子量分布的聚合物、低分子量的低聚物、⑤非晶态聚合物低熔点高分子比、⑥酯键、肽键、⑦亲水高分子、⑧表面粗糙 9.研究可生物降解高聚物的意义何在？答：完全生物降解材料能被微生物完全分解，对环境有积极的作用。 10.具有下述两条件之一的聚合物具有水溶性：a、主链上含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键，而形成的聚合物为无定形结构；b、主链为C-C键，但沿主链分布众多的亲水基团。 11.聚电解质：离子型的水溶性聚合物 12.憎水缔合聚合物：憎水缔合聚合物:水溶性聚合物分子中如果含有少量憎水长碳链(C6~18)构成的单体链段，则具有憎水缔合的现象,与一般水溶性聚合物的溶液性质有所不同,因此叫憎水缔合聚合物. 13.吸水性树脂：具有交联结构的水溶性聚合物,失去了水溶性,但具有吸水性和保水性。 14.水凝胶:吸水能力较小的吸水性树脂,吸水量为干树脂百分之数十份。 15高吸水性树脂：吸水量达数10倍以上的称为高吸水性树脂。 16.比较乳液丁苯和溶液丁苯的异同点。 答：1溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶两种生产方法的原料和配置基本相同，主要原料都是丁二烯和苯乙烯，但是乳液聚合过程中需要几十种助剂，而溶聚丁苯橡胶只需烷基锂作催化剂，和少量几样助剂，溶液配置简单操作方便。而且溶聚无规丁苯橡胶的分子量小，可以填充大量的炭黑和油墨。同时不需要塑炼，低温性能良好，永久变形小，不需要使用，增塑剂，比较容易包锟，在添加原料以后，很容易形成带状，胶片十分光滑，收缩度小，加工过程也比较安全，比起乳聚丁苯橡胶的混炼容量大多了。2溶液聚合转化率理论上可达百分百，反应周期约为乳液聚合周期的一半；乳液聚合转化率一般在70%左右，反应周期约七个小时。3溶聚需要大量的溶剂，使用的催化剂也是不同的，主要产生的橡胶根据催化剂的不同分为几种。分为醇烯系溶液共聚丁苯橡胶和锂系溶液共聚丁苯像胶。锂系溶聚丁苯橡胶可分为两种类型：嵌段型、无规型。这里一般是指：无规型溶聚丁苯橡胶。在生产装置上，需要增添一些设备，主要用于溶剂精制和回收，对水、电、气的需求加大。4乳聚丁苯橡胶的生产过程中，排污量远高于溶聚丁苯橡胶，在生产过程中所产生的污染。5采用溶液聚合法生产丁苯橡胶用到的生产装置应变能力强，适应性强，可迅速转产，改产，可与SBS等共用一套生产装置。6溶液聚合的生产过程较灵活，可以通过控制分子量、分布情况、支化度、苯乙烯含量及嵌段程度来生产各种产品，橡胶烃含量可高达98%。7溶聚丁苯橡胶硫化速度快，加工性能好，胶质纯，硫化剂和促进剂的用量减少，溶聚丁苯橡胶的加工省时、省力、省能。 17.有机硅聚合物：如何提高有机硅聚合物的分子量。 答：提高线型聚合物分子量的合成方法-催化重排 如欲制取分子量较高的线型聚合物(硅橡胶),必须采用高纯度的二氯硅烷单体,实际上这种高纯度单体很难制得.工业上通常由二氯硅烷先转化成环状的四聚体,即八甲基环四硅氧烷,再在酸性或碱性条件下发生催化重排(开环聚合),可获得分子量高达40-80万的线型聚合物. 18.聚乙烯的合成与生产工艺：LDPE生产工艺，气相本体法聚合工艺条件的控制。答：（1）生产工艺控制原料准备：主要是乙烯单体、分子量调节剂的选择与准备。（2）分子量的控制根据PE的分子量的大小可选择相应的分子量调节剂即链转移剂。（3）添加剂：添加剂的种类和用量根据PE的牌号和用途来定。为了便于计量及与PE混合均匀常将添加剂配成浓度为12.0%的白油溶液或分散液。（4）催化剂的配制实际上是聚乙烯引发剂,工业上称催化剂 2 气相本体聚合 1.压力一般在122～303MPa之间；2.温度的确定主要取决于引发剂的类型，反应温度一般在130℃～350℃范围之间；3.反应时间：一般在15s～2min范围内，主要取决于反应器类型和产品的不同牌号。 19聚氯乙烯的合成与生产工艺：悬浮聚合生产工艺条件的控制。 答：1、反应组分的选择和配比：悬浮聚合的反应组分主要包括以下几种：单体、水、引发剂、分散剂、反应助剂。 （1）单体：纯度>99.98% （2）水：去离子水（3）分散剂：分散剂种类的选择直接影响到颗粒的形态，生产过程中的分散效果和产品的性能。 2、助分散剂作用：进一步降低单体表面和单体-水相界面的张力，使聚合物颗粒疏松度进一步增强，另外催化剂、助分散剂的电荷作用，可增强液滴的稳定性，助分散剂实际是一些表面活性剂，一般亲油力>亲水力。 3、分散剂的配比：随分散剂的种类不同，配比略有不同。 4、主分散剂：为水量的0.1%左右 5、助分散剂：为水量的0.001%～0.01% 6、引发剂：油溶性自由基引发剂 7、聚合助剂VCM聚合过程中，为了进一步提高聚合物的性能和改善聚合条件，往往还要加入若干聚合用的助剂。（1）抗氧剂（2）水相阻聚剂（3）防粘釜剂（4）链转移剂（5）抗“鱼眼”剂（6）链终止剂 2、聚合条件的控制（温度、搅拌速度、时间） （1）温度聚合温度的确定主要是根据单体、引发剂和产品的性能来确定。一般聚合温度高于引发剂的分解温度，低于单体和水的沸点温度，一般46～60℃范围内。（2）时间悬浮聚合是间歇式反应，出料是一釜接一釜的进行的，工业上称聚合时间为“干锅”时间，聚合时间由转化率来决定 粘釜产生的原因 a、釜壁由于腐蚀或机械损伤，形成凹凸不平的缺陷，聚合物尤其是少量单体在水相中形成的粒性低聚体在此沉积，与金属釜壁产生范德华力，形成物理吸附。 b、粘附作用，粘稠的聚合物被搅拌力飞溅到釜壁。 防釜措施根据以上原因可采取相应措施如下： a、使聚合釜内壁钝化，最有效的方法，对内壁进行防粘涂布处理。防粘涂层面法方面能利用的文献很多，防粘技术是工厂的商业秘密。 b、加入水相阻聚剂 20.酚醛树脂的合成与生产工艺：碱法酚醛树脂的合成工艺 答：1、合成原理：过量甲醛与苯酚 [mol比为（1.1～1.5）：1] 在碱性条件下进行缩聚就能生成热固性酚醛树脂。其反应可分为三个阶段，每个阶段都可以从树脂的外形及其溶解性来区分。（1）甲阶树脂（A 阶树脂）：苯酚在碱NaOH作用下，生成酚钠，由于酚氧离子的离域化作用，而使邻位、对位离子化，然后甲醛与之发生亲电加成反应。2）乙阶树脂（B阶树脂）：甲阶树脂在 100～130℃加热，进一步反应产生部分交联，即可转变为乙阶酚醛树脂（或B阶树脂），也称半熔树脂，为固体,在丙酮中不溶解，只能溶胀，热塑性较差。3）丙阶树脂（C 阶树脂；在固化成型时形成）在材料成型加工过程中，乙阶材料进一步被加热约120～170°C生成网状结构，这时候苯酚的三个官能团位置全部发生了作用，达到了理想的分子结构，这种树脂已完全硬化失去热塑性，也不溶（或溶胀）于任何溶剂。

高分子期末大作业

1.简答高分子材料体系构成。按循环次数分为哪几类？并举例说明。（6分） 答：高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分类 高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。 天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能--较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。 高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。 ⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚

高聚物合成工艺学重点整理

1．粘釜产生原因、危害及防止措施。 粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。 危害：（1）传热系数下降；（2）产生“鱼眼”，使产品质量严重下降；（3）需要清釜，非生产时间加长。 防止措施：（1）釜内金属钝化；（2）添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等；（3）釜内壁涂极性有机物，防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化；（4）采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰. 清釜；（5）提高装料系数，满釜操作。 减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，（而且生产工厂技术保密，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用）此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可（水压>21mpa）达到清釜目的。 2.高分子合成材料的生产过程 答: 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: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 3. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。（1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。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。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经抽提（萃取分离）得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。（2）煤炭路线（资源有限，耗能大））煤炭路线（资源有限，耗能大）煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与 H2O 反应得到乙炔。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。（3）其他原料路线）主要是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。本路线原料不足、成本较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的基础上小量生产某些单体，其出发点是可取的。 4.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响? 答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。高温状况下,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。 影响：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 5.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点? 答: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 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续 6.简述聚氯乙烯PVC悬浮聚合工艺过程 答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合: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

《功能高分子及应用》课程作业(1-148题目)

作业： 1.什么是功能高分子材料？ 2.什么是离子交换树脂？它的基本特性是什么？ 3.按合成方法分类，离子交换树脂可分为缩聚型和加聚型，请问什么是缩聚型离子交换树脂和加聚型离子交换树脂？并各举一实例。 4.按孔结构分类，离子交换树脂可分为凝胶型离子交换树脂和大孔型离子交换树脂。请问什么是凝胶型离子交换树脂和大孔型离子交换树脂？该两类离子交换树脂的优缺点各是什么？ 5.我国的前石油化学工业部在1977年7月1日制定了《离子交换树脂产品分类，命名及型号》的部颁标准。该标准根据离子交换树脂功能基的性质，将其分为七类，请问有哪7类，并举例对应的功能基。 6.离子交换树脂是如何命名的？ 7.请分别举例一种苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、丙烯酸系弱碱性阴离子交换树脂、苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂，用化学结构式表示。 8.苯乙烯系离子交换树脂是如何合成的？有何优点？其反应物料中除苯乙烯外还有二乙烯基苯、引发剂和分散剂，请问常用的引发剂有哪些？常用的分散剂有哪些？并说明分散剂有何作用？二乙烯基的加入，对所合成得到的苯乙烯系离子交换剂共聚物珠体有何作用？ 9.利用苯乙烯、二乙烯基苯为主原料，请分别用化学反应方程式来表述制备苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂和苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂的过程。 10.请分别写出从苯乙烯出发制备苯乙烯系弱酸性阳离子交换的化学反应方程式、从丙烯酸甲酯和二乙烯基苯出发制备丙烯酸系弱酸性阴离子交换树脂的化学反应方程式？ 11.在丙烯酸甲酯与二乙烯基苯的自由基共聚中，二乙烯基苯的竟聚率比丙烯酸甲酯的大很多，因此形成的共聚物的交联结构很不均匀。为了克服交联结构的不均匀性，常采用互贯聚合或使用第二交联剂的方法，请问常用的第二交联剂有哪些（用分子结构式表示）？ 12.离子交换树脂的粒度可以用粒径、有效粒径和均一系数来表征，请问什么是有效粒径和均一系数？ 13.离子交换树脂的密度可以用四种密度来表示，请问哪四种密度，其定义各是什么？ 14.什么是离子交换树脂的交换容量？依据测定条件可得到哪些交换容量？ 15.离子交换树脂的机械强度的表示方法有哪些？ 16.什么是离子交换树脂的耐压强度？ 17.什么是离子交换树脂的比表面积、孔容、孔度、孔径？它们的测试方法分别有哪些？ 18.离子交换树脂的孔径分布测定方法有哪些？ 19.请阐述离子交换树脂的作用原理，并写出常用的离子交换反应方程式。 20.离子交换树脂的主要应用有哪些？ 21.请论述强酸性H-Na离子交换软化和脱碱系统的作用原理，并写出化学反应方程式。 22.使用离子交换树脂作为酸碱催化剂有哪些优缺点？ 23.什么是吸附树脂？按其化学结构可分为哪几类？ 24.吸附树脂的内部结构如何？ 25.吸附树脂的合成方法有悬浮聚合和后交联法等，后交联中又有自身后交联法和双官能交联剂后交联法。请问常用的双官能团交联剂有哪些？并写出其化学结构式。欲得到高比表面积的吸附树脂宜采用哪种合成方法？ 26.什么是吸附树脂的吸附等温线？ 27.吸附树脂具有吸附选择性，但具有一些普遍存在原则，具体有哪些？ 28.吸附树脂的主要应用有哪些？

聚合物合成工艺学(最新版)

第一次作业 1.何谓三大合成材料？简要说明他们的特点。 答：（1）用合成的高分子化合物或称作合成的高聚物为基础制造的有机材料，统称为合成材料。其中以塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 （2）特点：①塑料是以合成树脂为基本成分，具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧，在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响，其制品的性能逐渐变坏，甚至损坏到不能使用，即发生老化现象。 ②合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。某些种类的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。 ③合成纤维，线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。合成纤维与天然纤维相比较，具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。缺点是不易着色，未经过处理时易产生静电荷，多数合成纤维吸湿性差。 2.合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类？ 答：合成高分子化合物的聚合反应主要包括不饱和单体和二烯烃类单体的加成聚合反应和活性单体的逐步聚合反应两大类。 3.单体储存时应注意什么问题，并说明原因？ 答：（1）单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。 （2）①为了防止单体自聚，在单体中添加少量的阻聚剂。②为了防止着火事故发生，单体贮罐要远离反应装置，贮罐区严禁明火以减少着火的危险。③为防止爆炸事故的发生，首先要防止单体泄露，因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物；贮存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的贮罐应是耐压容器；高沸点的单体贮罐应用氮气保护，防止空气进入。 4.聚合物反应产物的特点是什么？ 答：①聚合物的相对分子量具有多分散性。 ②聚合物的形态为坚韧的固体物、粉状、粒状和高粘度的熔体或溶液。 ③聚合物不能用一般产品精制方法如蒸馏、结晶和萃取等方法进行精制提纯。 5.选择聚合方法的原则是什么？ 答：选择原则是根据产品的用途所要求的产品形态和产品成本选择选择适当的聚合方法。 第二次作业 6.生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚型高聚物和缩聚（逐步聚合型）高聚物。当前主要有两条路线； （1）石油化工路线（石油资源有限） 原油经炼制得到汽油、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。裂解气经分离得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经萃取分离得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。 （2）煤炭路线（资源有限，耗能大） 煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、和苯酚等。 焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔，由乙炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等乙烯基单体或其他有机原料。 （3）其他原料路线（原料不足、成本较高）