《聚合物合成工艺学》习题集

“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。

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。

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？

3.悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？

4.均相与非均相粒子状态有什么区别？它们是怎样形成的？

5.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？

6.常用悬浮剂有哪些类型，各有什么特点？

7.为什么生产维尼纶的中间产品PVA不能用作悬浮剂？

8.如何改善粉状悬浮剂在水油两相界面的分布状况？

9.悬浮聚合中主要的物系组成及其作用？

10.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。

11.目前悬浮聚合工艺还存在什么问题？有何解决的办法？

12.试简述悬浮聚合过程中影响因素有哪些？

13.试分析我国目前生产PVC的典型配方及工艺条件与产品性能，颗粒状态有何关系？

14.简述PVC悬浮聚合工艺过程。

15.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？

16.氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处？

17.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。

18.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？

19.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。

1.试述乳液聚合的物系组成及其作用。

2.乳液聚合生产方法有哪些特点？

3.乳状液与悬浮液有什么不同？怎样破乳？

4.乳化剂的类型有哪些？各有什么特点？

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？

7.为什么说表面活性剂的CMC是乳化效率的重要指标？

8.表面活性剂的HLB与性质有何关系？

9.表面活性剂憎水基团种类与其性质有何关系？

10.试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三个阶段的特征。

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？

13.试述低温丁苯引发体系各组分的作用。

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。

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？

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。

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。

1.自由基溶液聚合的特点有哪些？

2.自由基溶液聚合溶剂起什么作用？怎样选择溶剂？

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？

4.PAN溶液聚合一步法及二步法的主要区别何在？各有何优缺点？

5.简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。

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？

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？

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。

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？

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？

3.阴离子配位催化剂的主要组成有哪些？

4.高效催化剂同一般络合催化剂主要区别何在？

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。

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？

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。

11.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？

13.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。

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。

19.简述液相－气相本体法制备聚丙烯的工艺流程。

20.简述液相－气相本体法制备聚丙烯中浆液洗涤器的作用是什么？

21.为什么说高效催化剂是高分子合成工业的瓶颈技术。

第九章线型缩聚生产工艺

1．比较缩聚与加聚反应特征。

2．试述缩聚反应的分类及实施方法。

3．在生产中，熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、单体克分子比要求不同，为什么？有何实际意义？

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？

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?

2.试述体型缩聚合成工艺特点。

3.试述体型缩聚反应类型及其主要品种，及该品种所需的主要原料。

4.为什么说凝胶点是体型缩聚工艺过程中的重要参数？

5.为什么体型缩聚产品的生产过程要分两步进行?

6.试述甲醛树脂的类型及其主要原料来源和缩聚物的主要用途。

7.阐述酚醛树脂的结构与合成工艺条件之间的关系。

8.异丙苯法生产苯酚的生产过程有哪些？

9.写出酚醛缩聚过程中的基本反应式。

10.试说明为什么不同催化剂体系中，酚醛树脂的形成以及树脂的性能有差

别？其中酚醛的克分子比应如何控制？

11.苯酚与醛在酸性介质和碱性介质中的反应有何差异？为什么？

12.酚醛树脂生产方法的特点是什么?

13.为什么热塑性酚醛树脂固化时要加固化剂，而热固性酚醛树脂固化时却

不加？

14.脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂在何种介质中就能固化？怎样提高它们树

脂溶液的贮存稳定性？

15.为什么都要对酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂进行醚化改性？

16.生产环氧树脂的影响因素有哪些？为什么生产低分子量环氧树脂时碱要

分两次加入？

17.对环氧树脂进行改性根据是什么？可使用哪些聚合物对其改性？

18.醇酸树脂通过什么有机化学反应获得？属哪类聚合物？

19.为什么工业上主要采用其改性树脂？如何进行改性？

20.不饱和聚酯的缩聚反应及固化反应有什么特点？

21.不饱和聚酯树脂有哪些原料合成？不用固化剂能否固化？固化时有无小

分子放出？

22.制备难燃不饱和聚酯将采用哪些措施？

23.简述不饱和树脂玻璃钢的制备工艺及其用途。

24.欲合成甲醛－苯酚－间苯二酚树脂，甲醛与混合酚类的克分子比为2.5：

1.7，苯酚与邻甲酚的克分子比为 1.1：0.6，按这一配方所合成的树脂

为什么结构？为什么？

第十一章逐步加成聚合生产工艺

1.试述加成缩聚反应的特点及其缩聚物的类型。

2.简述异氰酸酯的主要化学反应及其实用意义。

3.简述异氰酸酯合成路线、生产方法及主要品种和用途。

4.简要说明聚酯及聚醚多元醇的制法、使用特点、主要品种及用途。

5.试述聚氨酯泡沫塑料的组分及其作用。

6.试述聚氨酯的结构与原料类型，合成工艺条件、聚合物性能、用途之间

的关系。

7.简述聚氨酯的性能与结构的关系。

8.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。

9.对比聚氨酯泡沫塑料与聚氨酯橡胶的合成反应有何异同？

10.试述聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料合成工艺及其特点。

11.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？

12.简述聚氨酯的特点及其在工业上的应用。

13.聚氨酯漆有几种类型？其固化过程有何异同？

14.简述聚氨酯黏合剂的类型及其用途。

15.聚氨酯可做成哪些合成材料，它的合成与成型利用了异氰酸酯的哪些反

应？

16.为什么聚氨酯纤维的弹性好？根据其结构与性能的关系进行阐述。