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1、第一章 緒 論1. 試述高分子合成工藝學(xué)的主要任務(wù)。 高分子合成工業(yè)的基本任務(wù):將簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物(單體),經(jīng)聚合反應(yīng)使之成為 高分子化合物。2. 簡(jiǎn)述高分子材料的主要類型,主要品種以及發(fā)展方向。 分類:天然、半合成、合成 天然橡膠經(jīng)硫化制備橡膠制品,蛋白質(zhì)改性產(chǎn)品乳酪素,纖維改性產(chǎn)品賽璐珞。 向耐候性,耐熱性,耐水性,功能性,環(huán)保性合成高分子發(fā)展。3. 用方塊圖表示高分子合成材料的生產(chǎn)過程,說明每一步驟的主要特點(diǎn)及 意義。1) 原料準(zhǔn)備與精制過程 特點(diǎn):?jiǎn)误w、溶劑等可能含有雜質(zhì),會(huì)影響到聚合物的原子量,進(jìn)而影響聚合物 的性能,須除去雜質(zhì)意義:為制備良好的聚合物做準(zhǔn)備2) 催化劑配制過程 特點(diǎn)
2、:催化劑或引發(fā)劑的用量在反應(yīng)中起到至關(guān)重要的作用,需仔細(xì)調(diào)制 意義:控制反應(yīng)速率,引發(fā)反應(yīng)3) 聚合反應(yīng)過程 特點(diǎn):?jiǎn)误w反應(yīng)生成聚合物,調(diào)節(jié)聚合物的分子量等,制取所需產(chǎn)品 意義:控制反應(yīng)進(jìn)程,調(diào)節(jié)聚合物分子量4) 分離過程 特點(diǎn):聚合物眾位反應(yīng)的單體需回收,溶劑、催化劑須除去 意義:提純產(chǎn)品,提高原料利用率5) 聚合物后處理過程 特點(diǎn):聚合物中含有水等,需干燥 意義:產(chǎn)品易于貯存與運(yùn)輸6) 回收過程 特點(diǎn):回收未反應(yīng)單體與溶劑意義:提高原料利用率,降低成本,防止污染環(huán)境4. 如何評(píng)價(jià)生產(chǎn)工藝合理及先進(jìn)性。1)生產(chǎn)方式 2)產(chǎn)品性能:產(chǎn)品系列化 3)原料路線 4)能量消耗與利用 5)生 產(chǎn)技術(shù)水
3、平:降低生產(chǎn)技術(shù)費(fèi)5. 開發(fā)新產(chǎn)品或新工藝的步驟和需注意的問題有哪些? 首先要了解材料應(yīng)用的技術(shù)要求, 提出聚合物的性能要求, 根據(jù)性能要求明確聚 合物分子組成及分子結(jié)構(gòu), 然后擬定聚合配方及工藝措施, 科學(xué)地解決合成性能 及結(jié)構(gòu)關(guān)系。 應(yīng)注意高分子合成、結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)系;合成反應(yīng)的理論和方法。第二章生產(chǎn)單體的原料路線1. 簡(jiǎn)述高分子合成材料的基本原料(即三烯、三苯、乙炔)的來源。 石油化工路線石油化丄路線-L裂解氣 L*乙烯、丙稀、丁烯、丁二烯 丄曲加通®苯、甲苯、匚甲苯煤炭路線煤炭匚丁煤像油分離苯、甲苯、苯酚焦碳十更些石電石二遠(yuǎn) 乙煥 單休其他原料路線:主要是以農(nóng)副產(chǎn)品或木材工業(yè)
4、副產(chǎn)品為基本原料,直接用作單體 或經(jīng)化學(xué)方法加工為單體。自農(nóng)副產(chǎn)品中得到的最主要的單體是糠醛, 以糠醛為 原料可獲得丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。其他如淀粉、纖維素和非食用油。2. 簡(jiǎn)述石油裂解制烯烴的工藝過程。石油裂解裝置大多采用管式裂解爐。石油裂解過程是沸點(diǎn)在350 C左右的液態(tài)烴,在稀釋劑水蒸氣的存在下,于750-820 °C高溫裂解化為低級(jí)烯烴,二烯烴的 過程。3. 如何由石油原料制得芳烴?并寫出其中的主要化學(xué)反應(yīng)及工藝過程舊腦油殆-I蓉t怫彷如也価化弧$ q州牛成油蟲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)用全餾程石腦油(沸點(diǎn)
5、V 200C的直餾汽油一一由原油經(jīng)常壓法直接蒸餾得到的汽油)于管式爐中,820 C下裂解產(chǎn)生CiHi + GHaQ選十U% + Hj 2Q,出+沁HCOhHaC叫4. 畫出C4餾分中制取丁二烯的流程簡(jiǎn)圖,并說明采用萃取精餾的目的m =-(唧釋対Fi-m rnt4t> n二*( El略* »萃取精餾是用來分離恒沸點(diǎn)混合物或揮發(fā)度相近的液體混合物的特殊精餾方法。 以上操作過程目的是為了得 C4餾分中的丁烷,丁烯與丁二烯分離。簡(jiǎn)單精餾則 是為了除去甲基乙炔、2-順丁烯、1,2- 丁二烯與高沸點(diǎn)物。5. 簡(jiǎn)述從三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出 發(fā)制備高分子材
6、料的主要單體合成路線 (可用方程式或圖表表示,并注明基本工 藝條件)。乙烯聚乙烯、乙丙橡膠;丙烯聚丙烯、聚氯丙烯; 苯聚苯乙烯、聚碳酸酯;丁二烯順丁橡膠、ABS樹脂;甲苯硝化二硝基甲苯二氨基甲苯甲苯二異氰酸酯+多元醇聚氨基甲酸酯6. 如何由煤炭路線及石油化工路線生產(chǎn)氯乙烯單體?(1)石油化工路線:原油經(jīng)煉制得到石腦油、煤油和柴油等餾分和煉廠氣。以 此為原料進(jìn)行高溫?zé)崃呀饪傻玫搅呀鈿夂土呀廨p油。裂解氣經(jīng)分離精制可得到乙 烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。氧氯化法: 4CH2=CH2 + 2Cl2 + O2 4C 2H3Cl + 2H2O ( 2)煤炭路線:煤炭經(jīng)煉焦得煤氣、氨、煤焦油和焦炭,焦炭與石灰石
7、在高溫 爐中高溫加熱得到電石(CaG),電石與 H0反應(yīng)得到乙炔。乙炔合成法: C2H2 + HCl C2H3Cl7. 簡(jiǎn)述苯乙烯的生產(chǎn)方法。合成苯乙烯的化學(xué)反應(yīng)分為兩步, 首先苯與乙烯發(fā)生烷基化反應(yīng), 合成乙苯, 然 后乙苯脫氫合成苯乙烯 工業(yè)法:將乙苯氧化成乙苯過氧化氫,它與丙烯反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷和2- 苯基乙醇。 2-苯基乙醇脫水生成苯乙烯。8. 試述合成高分子材料所用單體的主要性能, 在貯存、運(yùn)輸過程中以及在使 用時(shí)應(yīng)注意哪些問題? 主要性能:能夠發(fā)生聚合反應(yīng)的單體分子應(yīng)當(dāng)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上能夠發(fā)生聚合 反應(yīng)的活性官能團(tuán)或原子, 僅含有兩個(gè)聚合活性官能度的單體可以生成高分子量 的線形結(jié)構(gòu)
8、高分子化合物, 分子中含有兩個(gè)以上聚合活性官能度的單體則要求生 產(chǎn)分子量低的具有反應(yīng)活性的聚合物1)防止與空氣接觸產(chǎn)生易爆炸的混合物或產(chǎn)生過氧化物2)提供可靠的措施保證在任何情況下貯罐不會(huì)產(chǎn)生過高的壓力,以免貯罐爆炸3)防止有毒易燃的單體泄露出貯罐管道泵等輸送設(shè)備4)防止單體貯存過程發(fā)張自聚現(xiàn)象,必要時(shí)添加阻聚劑5)貯罐應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離反應(yīng)裝置以免減少著火危險(xiǎn)6)為防止貯罐內(nèi)進(jìn)入空氣高沸點(diǎn)單體的貯罐應(yīng)當(dāng)采用氮?dú)獗Wo(hù)。為防止單體受 熱后產(chǎn)生自聚現(xiàn)象, 單體貯罐應(yīng)當(dāng)防止陽光照射并且采取隔熱措施; 或安裝冷卻 水管,必要時(shí)進(jìn)行冷卻。9. 論述乙烯產(chǎn)量與高分子合成工藝的關(guān)系第三章 游離基本體聚合生產(chǎn)工藝1.
9、自由基聚合過程中反應(yīng)速度和聚合物分子量與哪些因素有關(guān)?工藝過程 中如何調(diào)節(jié)? 影響因素:聚合反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度、單體濃度、鏈轉(zhuǎn)劑種類和用量 反應(yīng)溫度的升高, 所得聚合物的平均分子量降低; 嚴(yán)格控制引發(fā)劑用量, 一般僅 為千分之幾; 嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度在一定范圍內(nèi)和其他反應(yīng)條件; 選擇適當(dāng)?shù)姆肿?量調(diào)節(jié)劑并嚴(yán)格控制其用量。 由于聚合物品種的不同, 采用的控制手段可能各有 側(cè)重,如PVC生產(chǎn)中主要定向單體轉(zhuǎn)移,而速度與溫度無關(guān)2. 自由基聚合所用引發(fā)劑有哪些類型,它們各有什么特點(diǎn)?1)過氧化物類:分子中均含 0 鍵,受熱后4 0鍵斷裂而生成相應(yīng)的 自由基2)偶氮化合物:與N原子相連的a碳原子結(jié)合的
10、-CNS團(tuán)。分解產(chǎn)生氮?dú)?)氧化還原引發(fā)劑:多數(shù)水溶性,主要用于乳液聚合3. 引發(fā)劑的分解速率與哪些因素有關(guān)?引發(fā)劑的半衰期的含義是什么?生 產(chǎn)中有何作用?因素:濃度、溫度、反應(yīng)介質(zhì) 半衰期含義:引發(fā)劑分解掉 1/2 所用的時(shí)間 作用:工業(yè)上不希望在聚合物中殘存有未分解的引發(fā)劑, 所以在間歇發(fā)聚合過程 中反應(yīng)時(shí)間控制在引發(fā)劑半衰期的 2 倍以上,其倍數(shù)因單體種類的不同而不同4. 引發(fā)劑的選擇主要根據(jù)哪些因素考慮?為什么?1)根據(jù)聚合方法選擇適當(dāng)溶解性能的引發(fā)劑2)根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件選擇適當(dāng)分解速度的引發(fā)劑3)根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑4)根據(jù)分解活化能(Ed)選擇引發(fā)劑5)根據(jù)引發(fā)
11、劑的半衰期選擇引發(fā)劑6)根據(jù)反應(yīng)速度要求選擇復(fù)合引發(fā)劑5. 舉例說明在自由基聚合過程中,調(diào)節(jié)劑,阻聚劑,緩聚劑的作用。 調(diào)節(jié)劑:種類很多,用來控制反應(yīng)的時(shí)間,速率, pH 值等各種條件。 阻聚劑:阻聚劑可以防止聚合作用的進(jìn)行, 在聚合過程中產(chǎn)生誘導(dǎo)期 (即聚合速 度為零的一段時(shí)間),誘導(dǎo)期的長短與阻聚劑含量成正比,阻聚劑消耗完后,誘 導(dǎo)期結(jié)束,即按無阻聚劑存在時(shí)的正常速度進(jìn)行。緩聚劑:能迅速與游離基作用, 減慢或抑制不希望有的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì), 用于延長 某些單體和樹脂的貯存期。6. 為什么溶劑分子的Cs值比調(diào)節(jié)劑分子的Cs小的多,而對(duì)聚合物分子量的 影響往往比調(diào)節(jié)劑大的多?因?yàn)槿軇┑臐舛雀撸?聚
12、合物平均聚合度與溶劑的濃度成反比。 若要得高分子量產(chǎn) 品則應(yīng)選擇Cs值小的溶劑。如果要獲得較低分子量產(chǎn)品則應(yīng)選擇 Cs值高的溶劑。7. 以乙烯的本體聚合為例,說明本體聚合的特點(diǎn)。 乙烯氣相本體聚合具有以下特點(diǎn): (1)聚合熱大;( 2)聚合轉(zhuǎn)化率較低;(3)基 于乙烯高壓聚合的轉(zhuǎn)化率較低, 即鏈終止反應(yīng)非常容易發(fā)生, 因此聚合物的平均 分子量??;(4)乙烯高溫高壓聚合, 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)容易發(fā)生;(5)以氧為引發(fā)劑時(shí), 存在著一個(gè)壓力和氧濃度的臨界值關(guān)系。以苯乙烯的本體聚合為例,說明本體聚合的特點(diǎn) 。特點(diǎn):產(chǎn)品純凈,電性能好,可直接進(jìn)行澆鑄成型;生產(chǎn)設(shè)備利用率高,操作簡(jiǎn) 單,不需要復(fù)雜的分離、提純操
13、作。優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,流程短,使用生產(chǎn)設(shè) 備少,投資較少;反應(yīng)器有效反應(yīng)容積大,生產(chǎn)能力大,易于連續(xù)化,生產(chǎn)成本 低。缺點(diǎn):熱效應(yīng)相對(duì)較大,自動(dòng)加速效應(yīng)造成產(chǎn)品有氣泡,變色,嚴(yán)重時(shí)則溫 度失控,引起爆聚,使產(chǎn)品達(dá)標(biāo)難度加大由于體系粘度隨聚合不斷增加,混合 和傳熱困難; 在自由基聚合情況下, 有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)聚合速率自動(dòng)加速現(xiàn)象, 如果 控制不當(dāng),將引起爆聚;產(chǎn)物分子量分布寬,未反應(yīng)的單體難以除盡,制品機(jī)械 性能變差等。以苯乙烯為例,苯乙烯連續(xù)本體聚合的散熱問題是可由預(yù)聚和聚合兩段來克服的,預(yù)聚可在立式攪拌釜內(nèi)進(jìn)行,聚合溫度為 80-90 C以BPO或 AIBN為引發(fā)劑,轉(zhuǎn)化率在30%-35陸間。
14、這時(shí)還沒發(fā)生自動(dòng)加速現(xiàn)象,聚合熱不難排除。透明粘 稠的預(yù)聚物流入聚合塔頂緩慢流向塔底,溫度由100C漸增至200C,最后達(dá)到99%?;剩运壮隽?,后經(jīng)擠出,冷卻,切粒,即成成透明粒料產(chǎn)品。8. 根據(jù)合成高壓聚乙烯的工藝條件和工藝過程特點(diǎn),組織高壓聚乙烯的生產(chǎn) 工藝流程,并劃出流程示意圖。分子引岌劑冷卻二次壓壻一歸合反疝署聊壓閥一護(hù)高壓弁離誥沁如 臨嚮評(píng)律爲(wèi)劑應(yīng)玄呼E an:1原料:1)乙烯 單程轉(zhuǎn)化率15-30 %,其它回收循環(huán)使用;2)分子量調(diào)節(jié)劑: 烷烴、烯烴、氫、丙酮、丙醛等。3)添加劑:防老劑(抗氧劑)、防紫外線劑和 潤滑劑以及開口劑、抗靜電劑。2催化劑(引發(fā)劑)配制:氧或過氧化物
15、,前為氧,現(xiàn)為過氧化物,配制成白油溶液或直接用劑量泵注入聚合釜底乙烯進(jìn)料管或聚合釜中。3聚合反應(yīng)條件:溫度130-280 C;壓力:1100-2500kg/cm2,最高達(dá)3000kg/cm29. 高壓聚乙烯分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是怎樣形成的,對(duì)聚合物的加工及性能有何影 響。咼溫狀況下,PE分子間的距離縮短,且易與自由基碰撞反應(yīng),很容易發(fā)生本分 子鏈轉(zhuǎn)移,支鏈過多,這種 PE加工流動(dòng)性好,可以采取中空吹塑,注塑,擠出 成型等加工方法,具有良好的光學(xué)性能,強(qiáng)度,柔順性,封合性,無毒無味,良 好的電絕緣性10. 乙烯高壓聚合的影響因素有哪些?在相同的條件下,熔融粘度越大,被擠壓出來的樹脂重量越少,因此聚乙烯的
16、熔 融指數(shù)越小,其分子量越咼。11. 對(duì)比管式反應(yīng)器及釜式反應(yīng)器生產(chǎn)高壓聚乙烯的生產(chǎn)工藝 釜式法:該工藝大都采用有機(jī)氧化物為引發(fā)劑, 反應(yīng)壓力較管式法低、 聚合物停 留時(shí)間稍長, 部分反應(yīng)熱是借連續(xù)攪拌和夾套冷卻帶走, 大部分反應(yīng)熱是靠連續(xù) 通入冷乙烯和連續(xù)排出熱物料的方法加以調(diào)節(jié), 使反應(yīng)溫度較為恒定。 此法的單 程轉(zhuǎn)化率可達(dá) 24.5%,生產(chǎn)流程簡(jiǎn)短,工藝較容易控制。主要缺點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜,攪拌器的設(shè)計(jì)與安裝較為困難,而且容易發(fā)生機(jī)械損壞,聚合物易粘 釡。 管式法:該法所用的引發(fā)劑是氧或過氧化物,反應(yīng)器的壓力梯度和溫度分布大、 反應(yīng)時(shí)間短,所得聚乙烯的支鏈少,分子量分布較寬,適合制作
17、薄膜產(chǎn)品,反應(yīng) 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳熱面積大。主要缺點(diǎn)是聚合物粘管而導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象。12. 聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改進(jìn)它的性能,開發(fā)新用 途。聚乙烯綜合性能優(yōu)異, 衛(wèi)生性好,因此廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門和日常生活用品。 主要用于食品包裝、工業(yè)品包裝、化學(xué)藥品包裝、農(nóng)用膜和建筑用膜等。 可通過控制壓力,加入添加劑,通稀有氣體,輻射等來改進(jìn)它的性能。13. 比較高壓聚乙烯及聚苯乙烯的生產(chǎn)工藝流程,改進(jìn)聚苯乙烯的性能,可 采用哪些方法?14. 試述聚苯乙烯和有機(jī)玻璃的優(yōu)缺點(diǎn)及改性方向。St :尺寸穩(wěn)定性好,收縮率好,吸濕性低,高折光率,易著色,導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度 變化而變化,具有良好的介電性能和
18、絕緣性, 力學(xué)性能優(yōu)異, 耐堿、鹽酸、磷酸、 硼酸等,但不耐硝酸,易燃燒,易發(fā)生靜電,不溶于非極性烷烴,但易溶于苯, 甲苯,二甲苯中,耐候性差,易發(fā)生脆化。改性方向:高抗沖擊性(加入彈性體), 可發(fā)性PS(加入發(fā)泡劑),與其他單體進(jìn)行共聚,有 AS AAS MBS ABS等PMMA高透明性,無毒無味,且耐候性良好,優(yōu)異的無傳導(dǎo)性,具有獨(dú)特的電性 能,耐電弧性及不漏電性能好。缺點(diǎn):力學(xué)性能中等,表面硬度低,易被劃傷, 具有一定的脆性。改性:采用MMAf丁二烯共聚,具有表面硬度高,抗沖擊性好,MMA與 a-甲基苯乙烯共聚,具有很好的加工成型性。15. 比較聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲
19、酯本體聚合工藝的 異同。第四章 游離基懸浮聚合生產(chǎn)工藝1. 說明懸浮聚合的工藝特點(diǎn),生產(chǎn)中的主要問題及解決方法。( 1)以水為分散介質(zhì),價(jià)廉,不需回收,安全,易分離; (2)懸浮聚合體粘度 低,溫度易控制;(3)顆粒形態(tài)較大,可以制成不同粒徑的粒子; (4)需要一定 的機(jī)械攪拌和分散劑; (5)產(chǎn)品不如本體聚合純凈2. 懸浮聚合中機(jī)械攪拌與分散劑有什么重要作用?它們對(duì)聚合物顆粒狀態(tài) 有什么影響?機(jī)械攪拌:防止兩項(xiàng)因密度不同而分層 分散劑:防止粘稠的液滴粘結(jié)成大粒子,進(jìn)而防止結(jié)塊 懸浮聚合反應(yīng)釜中的單體受到攪拌剪切力的作用, 被打碎成帶條狀, 再在表面引 力作用下形成球狀小液滴, 小液滴在攪拌作
20、用下碰撞而凝結(jié)成大液滴, 重新被打 碎成小液滴,而處于動(dòng)態(tài)平衡。3. 懸浮聚合與本體聚合相比有哪些特點(diǎn)?1) 以水為分散介質(zhì),價(jià)廉,不需回收安全,易分離。 2)懸浮聚合體粘度低,溫 度易控制。 3)顆粒形態(tài)較大,可以制成不同粒徑的粒子 4)需要一定的機(jī)械攪 拌和分散劑 5)產(chǎn)品不如本體聚合純凈。4. 緊密型與疏松型顆粒的PVC有何差別?這些差別是如何形成的?XJ-規(guī)整的圓球狀:XS-多孔性不規(guī)則顆粒。所選用的分散劑不同,疏松型的PVC 樹脂吸收增塑劑的速度明顯高于緊密型。 緊密型采用明膠為分散劑, 疏松型采用 適當(dāng)水解度的聚乙烯醇和水溶性纖維素醚。5. 常用懸浮劑有哪些類型,各有什么特點(diǎn)?(1
21、)水溶性高分子分散劑:高分子保護(hù)膠的作用在于兩液滴之間形成高分子保 護(hù)膜層,從而阻止了兩液滴凝結(jié); 保護(hù)明膠被液滴表面吸附而產(chǎn)生定向排列, 產(chǎn) 生空間位阻作用。(2)無機(jī)粉狀分散劑:在液滴表面形成物理保護(hù)層,且顆粒越 細(xì)越穩(wěn)定,可在高溫下使用,可用稀酸除去。6. 為什么生產(chǎn)維尼綸的中間產(chǎn)品PVA不能用作懸浮劑?7. 如何改善粉狀懸浮劑在水油兩相界面的分布狀況?8. 懸浮聚合中主要的物系組成及其作用? 物系組成:懸浮聚合是多相聚合體系, 其中聚合體系由單體分散相 (簡(jiǎn)單單體相) 和水連續(xù)相(水相)組成。作用:?jiǎn)误w相主要由單體引發(fā)劑組成, 必要時(shí)還有調(diào)節(jié)劑和其他一些特定的配合 劑。單體作為反應(yīng)原料
22、引發(fā)劑,誘導(dǎo)使反應(yīng)進(jìn)行。其他組分如調(diào)節(jié)劑,發(fā)泡劑等 來調(diào)節(jié)性能。 水溶液相主要由水、 分散劑及其他助劑所組成。 用來對(duì)水質(zhì)控制酸 堿度,硬度,氯離子含量及機(jī)械雜質(zhì)等。9. 試簡(jiǎn)述懸浮聚合過程中產(chǎn)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, 歸納為物理和化學(xué)因素。 1) 物理因素: 吸附作用和粘附作用 2) 化學(xué)因素:釜壁金屬表面和單體間產(chǎn)生電子的得失形成自由基,引起單體與 釜壁金屬表面的聚合, 形成粘壁;釜壁金屬表面的瞬時(shí)空穴或自由電子與液相中 的活潑的自由基結(jié)合, 形成粘釜聚合物。 造成化學(xué)粘釜的主要因素是活性聚合 物。解決粘釜的措施: 1) 使金屬表面鈍化; 2) 終止水相中
23、的自由基, 添加水相阻聚 劑;3) 涂布法; 4) 防止氣相粘釜,采用滿釜操作。10. 目前懸浮聚合工藝還存在什么問題?有何解決的辦法?11. 試簡(jiǎn)述懸浮聚合過程中影響因素有哪些? (1)反應(yīng)器幾何形狀因素:如反應(yīng)器長徑比、攪拌器形式與葉片數(shù)目、攪拌器 直徑與釜徑比、攪拌器與釜底距離等。(2)操作條件因素:如攪拌器轉(zhuǎn)速、攪拌時(shí)間與聚合時(shí)間的長短、兩相體積比、 加料高度、溫度等。(3)材料數(shù)據(jù)因素:如兩相液體的動(dòng)力粘度、密度以及表面張力等。(4)隨水相中分散劑濃度的增加和表面張力的下降,聚合物顆粒粒徑下降。分 散相粘度增加,則凝結(jié)的粒子難以打碎,因而平均粒徑增加。12. 試分析我國目前生產(chǎn) PV
24、C的典型配方及工藝條件與產(chǎn)品性能,顆粒 狀態(tài)有何關(guān)系?13. 簡(jiǎn)述PVC懸浮聚合工藝過程。、首先將去離子水, 分散劑及除引發(fā)劑以外的各種助劑, 經(jīng)計(jì)量后加于聚合反應(yīng)釜 中,然后加劑量的氯乙烯單體,升溫至規(guī)定的溫度。加入引發(fā)劑溶液或分散液, 聚合反應(yīng)隨時(shí)開始,夾套通低溫水進(jìn)行冷卻,在聚合反應(yīng)激烈階段應(yīng)通5C以下的低溫水,嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度波動(dòng)不超過土 0.2 C。當(dāng)反應(yīng)釜壓力下降至規(guī)定值 后結(jié)束反應(yīng),方法為鏈終止劑,然后進(jìn)入單體回收,干燥,篩選出去大顆粒后, 包裝得產(chǎn)品。14. 氯乙烯懸浮聚合過程的特點(diǎn)是什么?生產(chǎn)中怎樣利用這些特點(diǎn)? (1)非均相聚合存在相變,液相液固非均相固相; (2) 聚合過
25、程中伴 隨著體積的收縮;(3) 均相聚合過程轉(zhuǎn)化率為 20-70時(shí),是危險(xiǎn)階段;(4) 粒 子表面存在懸浮劑薄膜15. 氯乙烯懸浮聚合中采用復(fù)合引發(fā)劑有什么好處? 由于反應(yīng)后期單體濃度降低, 為使反應(yīng)后期仍具有適當(dāng)反應(yīng), 所以反應(yīng)前期與后 期應(yīng)當(dāng)使用不同半衰期的引發(fā)劑。16. 苯乙烯懸浮聚合有兩種工藝:即高溫聚合和低溫聚合,分析對(duì)比兩 種方法的配方及工藝過程。高溫:配方:苯乙烯( 100)、去離子水( 140-160)、 NaCO3(10%)MgSO4(16%) 0.12、苯 乙烯-馬來酸酐共聚物鈉鹽 0.12 、 2,6- 叔丁基對(duì)苯酚 0.025 工藝過程: ST 高溫懸浮聚合在釜式壓力反
26、應(yīng)器中間歇操作,初始反應(yīng)溫度為80 C,逐漸升溫到140C,反應(yīng)t為5-24H,然后酸洗,再經(jīng)離心分離,脫水干 燥,添加必要的助劑后制成成品料粒。低溫:配方:苯乙烯 100 ,過氧化異丙苯 0.8 ,石油醚 6-10,紫外線吸收劑( UV-9)0.2,分散劑(PVA)4-6,抗氧化劑2640.3 ;軟水200-300工藝過程:a發(fā)泡劑處理b操作條件,壓力(表壓)MPa0.4-0,溫度C 90-100,時(shí)間 4h c 預(yù)發(fā)泡 d 熟化 e 成型。17. 苯乙烯及氯乙烯懸浮聚合法的生產(chǎn)工藝及粒子的形成過程有何差別?苯乙烯:生產(chǎn)工藝:原材料 -ST 單體,引發(fā)劑阻聚劑,去離子水;工藝過程 -高溫聚合
27、和低溫聚合,P溶于M,使液滴逐漸變成透明粘稠,最后變成透明的圓球 狀顆粒。PVC聚合物不溶于單體,隨著聚合物鏈的增長,逐漸沉淀出來,形成初級(jí)粒子, 經(jīng)過凝聚后,形成次級(jí)粒子,最后形成不規(guī)則不透明的顆粒18. 簡(jiǎn)述氣流干燥法和沸騰床干燥法的工作原理,比較它們的優(yōu)劣。第五章 游離基乳液聚合生產(chǎn)工藝1. 試述乳液聚合的物系組成及其作用。單體:聚合物單體材料原材料 水:比熱大,易于清楚反應(yīng)熱,降低體系粘度,構(gòu)成連續(xù)相,使液滴分散,溶解 引發(fā)劑,PH調(diào)節(jié)劑等乳化劑:使單體在乳狀液中穩(wěn)定;使單體在膠束中增溶,使聚合物粒子穩(wěn)定,增 加集合物穩(wěn)定性,對(duì)乳液聚合起脆化作用,形成產(chǎn)生鏈轉(zhuǎn)移或阻聚作 引發(fā)體系:在一
28、定條件下分解產(chǎn)生自由基,從而引發(fā)反應(yīng)。2. 乳液聚合生產(chǎn)方法有哪些特點(diǎn)?a 集合速度快,分子量高,可同時(shí)提高分子量和反應(yīng)速率;b 以水為介質(zhì),成本低,反應(yīng)體系粘度小,穩(wěn)定性優(yōu)良,反應(yīng)熱易排出,可連續(xù)操作;c 乳液制品可直接作為涂料和黏合劑,粉料顆粒小,適用與某種特殊適用場(chǎng)合;d 由于使用乳化劑,聚合物不純,后處理復(fù)雜成本高。3. 乳狀液與懸浮液有什么不同?怎樣破乳?乳液的分散質(zhì)和分散劑均是液體。 懸浮液的分散劑是液體, 分散質(zhì)是固體。 乳狀 液的粒徑遠(yuǎn)小于懸浮液的粒徑。在膠乳中添加電解質(zhì)、改變?nèi)芤?PH機(jī)械破乳、低溫冷凍破乳、稀釋破乳4. 乳化劑的類型有哪些?各有什么特點(diǎn)?陰離子乳化劑:親水基
29、團(tuán)一般為-C00Na-SC4Na -SQNa等,在pH> 7使用陽離子乳化劑:為銨鹽或季銨鹽。pH< 7使用分離子乳化劑:為聚乙烯醇、環(huán)氧乙烷聚合物等兩性乳化劑:親水基兼有陰陽離子基團(tuán)。如氨基酸。5. 乳液的粒子大小及分布對(duì)乳液性能有哪些影響?6. 膠束是怎樣形成的?什么是膠束的增溶作用? 表面活性劑溶于水后, 分子中親油基團(tuán)受到水分子排斥, 達(dá)到一定濃度時(shí), 分布 在液面的表面活性劑分子, 親水基團(tuán)伸向水中, 親油基團(tuán)趨向于伸向氣相。 當(dāng)濃 度達(dá)到一定值時(shí), 增加濃度不再引起表面張力的繼續(xù)降低, 此時(shí)溶液的很多性質(zhì) 也發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)折, 表面活性劑分子形成疏水基向內(nèi), 親水基向外的
30、多分子聚集 體,即為膠束。它能自發(fā)形成的原因是表面活性劑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劑膠束的存在, 使得在溶液中難溶乃至不溶的物 質(zhì)溶解度顯著增加的作用。7. 為什么說表面活性劑的CMC是乳化效率的重要指標(biāo)?當(dāng)其濃度高于CM(值時(shí),表面活性劑的排列成球狀、棒狀、束狀、層狀 /板狀等 結(jié)構(gòu)。增溶體系為熱力學(xué)平衡體系;CMC越低、締合數(shù)越大,增溶量(MAC就 越高;溫度對(duì)增溶的影響:溫度影響膠束的形成,影響增溶質(zhì)的溶解,影響表面 活性劑的溶解度8. 表面活性劑的HLB與性質(zhì)有何關(guān)系?HLB值越高親水性越強(qiáng),反之越低則親油性越強(qiáng)9. 表面活性劑憎水基團(tuán)種類與其性質(zhì)有何關(guān)系
31、?10. 試闡述乳液聚合反應(yīng)機(jī)理及聚合過程三個(gè)階段的特征。 乳膠粒生成經(jīng)歷了乳膠顆粒成核和顆粒增長兩個(gè)階段。 水相中: 均相成核, 膠束 中:膠束成核,單體液滴中,聚合物膠乳粒子中;聚合動(dòng)力學(xué):平均聚合度與單 體濃度、乳膠粒數(shù)目成正比,與自由基生成速度成反比;隨轉(zhuǎn)化率增高,鏈終止 速度減慢,出現(xiàn)凝膠效應(yīng);反應(yīng)場(chǎng)所小而多,一旦引發(fā)聚合,另一自由基進(jìn)入終 止聚合需要較長時(shí)間,故分子量高于其他聚合方法。三個(gè)階段的特征:A增速階段,單體轉(zhuǎn)化率10%-20%曾加了引發(fā)劑分解的自由基 和被單體所溶脹的聚合物膠乳粒子。B恒速,單體轉(zhuǎn)化率20%- 60%表面水相張 力明顯增加,聚合速度穩(wěn)定。C降速,單體液滴全
32、部消失,轉(zhuǎn)化率 60%- 70%R合速度下降11. 乳液聚合機(jī)理及聚合速度與分子量公式在工業(yè)生產(chǎn)中有何意義?12. 比較高溫丁苯橡膠和低溫丁苯橡膠的配方及合成工藝特點(diǎn)。生產(chǎn)過 程中應(yīng)注意哪些問題?高溫:乙炔或石油為原料,50C下乳液聚合方法合成低溫:99%以上的丁二烯及苯乙烯為原料,氧化還原引發(fā)體系,5C13. 試述低溫丁苯引發(fā)體系各組分的作用。氧化 - 還原體系,常用的氧化劑為異丙苯過氧化氫、對(duì)錳烷過氧化氫、過硫酸鉀 等;還原劑主要是亞鐵鹽。還需加入 EDTA鈉鹽(螯合劑)及還原劑雕白塊(甲 醛合次硫酸鈉鹽)14. 乳液聚合生產(chǎn)中調(diào)節(jié)劑的主要作用是什么?為什么要分批加調(diào)節(jié)劑?15. 根據(jù)丁苯
33、生產(chǎn)的配方及工藝特點(diǎn)如何組織生產(chǎn)過程?試?yán)L出工藝流 程簡(jiǎn)圖,并說明每一步驟的作用。苯乙烯和丁二烯(水、乳化劑、引發(fā)劑、其他輔助劑)乳液聚合(連續(xù)法)(防老劑)脫單體凝聚(破乳劑)分離(廢水)干燥丁苯橡膠16. 比較低溫丁苯和高溫丁苯在工業(yè)生產(chǎn)上的異同。17. 氯乙烯、丙烯酸酯乳液聚合與丁苯橡膠的乳液聚合有何區(qū)別?加入引發(fā)劑、水、乳化劑的時(shí)間順序不同。丁苯橡膠采用冷法進(jìn)行乳液聚合,引 發(fā)劑為氧化還原體系,聚合溫度必須嚴(yán)格控制在5± 0.5 C范圍內(nèi)。氯乙烯采用種子聚合法。丙烯酸酯采用半連續(xù)聚合法18. 極性單體乳液聚合與非極性單體有何不同?19. 試述種子乳液聚合的特點(diǎn)及實(shí)用意義 。
34、在聚合物的乳膠粒子存在下, 使乙烯基單體進(jìn)行乳液聚合的方法, 此時(shí)當(dāng)條件控 制適當(dāng)時(shí), 聚合過程中不生成新的膠乳粒子, 而在原有粒子上增長, 原有粒子好 似種子。20. 有哪些高分子物是采用乳液聚合工藝來合成?說明它們的主要性能 和用途。丁苯橡膠、聚氯乙稀糊(樹脂) 、聚丙烯酸酯共聚物(涂料表面處理劑粘合劑)第六章 游離基溶液聚合生產(chǎn)工藝1. 自由基溶液聚合的特點(diǎn)有哪些? 作為傳熱介質(zhì)使體系系統(tǒng)傳熱較易, 溫度容易控制; 體系粘度低,減少凝膠效應(yīng), 可以避免局部過熱;易于調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量及其分布。2. 自由基溶液聚合溶劑起什么作用?怎樣選擇溶劑? 作用:a溶劑對(duì)引發(fā)劑分解速度的影響b 溶劑的鏈
35、轉(zhuǎn)移作用對(duì)分子量的影響 c 溶劑對(duì)聚合物分子的支化與構(gòu)型的影響 溶劑的選擇:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的活性:應(yīng)當(dāng)無阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對(duì)引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用 c 溶劑對(duì)聚合物溶解性能和對(duì)凝膠效應(yīng)的影響:選用良溶劑時(shí)為均相聚合,有可 能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時(shí)為沉淀聚合,凝膠效應(yīng)顯著。溶液聚合選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性,安全性和生產(chǎn)成本。3. 在自由基溶液聚合中溶劑對(duì)分子量及分子結(jié)構(gòu)有什么影響?Cs 增大促使產(chǎn)品由高分子量向低分子量轉(zhuǎn)變;可以降低向大分子進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移反 應(yīng),減少了支鏈結(jié)構(gòu)。4. PAN容液聚合一步法及二步法的主要區(qū)別何在?各有何優(yōu)缺點(diǎn)? 一步
36、法:均相溶液聚合,所用的溶劑既能溶解單體,又能溶解聚合物,聚合結(jié)束 后,聚合可直接紡絲,使聚合紡絲連續(xù)化。一步法只能濕法紡絲且只能生成短纖維, 優(yōu)點(diǎn)是不需要其他溶劑分解, 可直接紡 絲。二步法:非均相聚合, 聚合過程中聚合物不斷地呈絮狀沉淀析出, 需經(jīng)分離以后 用合適的溶劑重新溶解,以制成紡絲原液。優(yōu)點(diǎn):a水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化,還原引發(fā)體系,引發(fā)劑分解活化能 較低,可在30-55C甚至更低的溫度下進(jìn)行聚合,所得產(chǎn)物色澤較白;b水鄉(xiāng)沉淀聚合的反應(yīng)熱易于排除,聚合溫度容易控制,從水相得到的產(chǎn)品分子量比較均 勻;c聚合速率快,聚合物粒子比較均勻,轉(zhuǎn)化率較高;d聚合物易于處理,可省去溶劑回收
37、過程缺點(diǎn):需使用溶劑重新溶解,以制成紡絲原液,比一步法增加一道生產(chǎn)工序;就 聚合物漿狀分離,干燥耗能大。5. 簡(jiǎn)述溶液聚合法生產(chǎn)聚丙烯腈的主要組分及其作用。單體:丙烯晴,丙烯酸甲酯,第三單體分散介質(zhì):水引發(fā)劑:水溶性的氧化-還原引發(fā)體系6. 為什么衣康酸要先配制成鈉鹽加入反應(yīng)體系?7. PAN二步法生產(chǎn)中為什么可以少加或不加第三單體?8試述腈綸纖維的合成工藝過程。畫出工藝流程圖。9. 簡(jiǎn)述聚丙烯腈的脫單體工藝。10. 試論述VAc溶液聚合中為什么選用甲醇作溶劑?為什么用量比單體少的多?反應(yīng)溫度為甲醇的沸騰溫度有何好處?因?yàn)閺木酆纤俾屎头肿恿績煞矫婵紤], 采用甲醇作溶劑時(shí)的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)小, 而且P
38、VAc的甲醇溶液可進(jìn)一步醇解為 PVA(沸點(diǎn)與要求的聚合溫度相近)且由于甲醇 的用量對(duì)聚合物的分子量有影響,因此用量要比單體少11. 試分析在VAc溶液聚合中,影響PVA分子量及分子結(jié)構(gòu)的主要因素有哪些?轉(zhuǎn)化率:防止支化、交聯(lián);分子量控制:溶劑類型和用量、溶劑/ 單體比;引發(fā)劑類型和用量;聚合反應(yīng)溫度;聚合時(shí)間;單體濃度;聚合體系雜質(zhì)12. 用方塊圖畫出維綸纖維的合成工藝過程。13. 簡(jiǎn)述聚醋酸乙烯的醇解工藝及醇解度與產(chǎn)品性能和用途的關(guān)系。將生成的 PVAc 置于甲醇溶劑中,反應(yīng)溫度為甲醇的沸騰溫度進(jìn)行醇解,合成纖維用 PVA 的醇解度為 96%100%,分散劑及織物上漿劑要求醇解度為 80%
39、左右14. 試從聚合工藝和產(chǎn)品性能對(duì)自由基型聚合的四種實(shí)施方法進(jìn)行比 較。第七、八章 配位聚合和離子聚合生產(chǎn)工藝1. 離子型聚合與自由基溶液聚合對(duì)溶劑的要求有何區(qū)別?離子聚合: 需使中性分子生成離子對(duì), 此時(shí)要求較高的能量, 所以生成的粒子不 穩(wěn)定。必須在聚合前用溶劑在低溫下使之穩(wěn)定, 不能使用強(qiáng)極性溶劑。 多在低溫 下弱極性溶劑中反應(yīng)。 選擇溶劑的原則應(yīng)考慮溶劑極性大小, 對(duì)離子活性中心的 溶劑化能力, 可能與引發(fā)劑產(chǎn)生的作用以及熔點(diǎn)或沸點(diǎn)高低, 是否容易精致提純 以及與單體,引發(fā)劑和聚合物的相容性等因素。自由基聚合: a 考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性b溶劑的活性:應(yīng)當(dāng)無阻聚或緩聚等不良
40、影響以及考慮對(duì)引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用c 溶劑對(duì)聚合物溶解性能和對(duì)凝膠效應(yīng)的影響:選用良溶劑時(shí)為均相聚合,有可 能消除凝膠效應(yīng)d選用沉淀劑時(shí)為沉淀聚合,凝膠效應(yīng)顯著。溶液聚合選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮溶劑的Cs值e溶劑的毒性,安全性和生產(chǎn)成本2. 離子型催化聚合主要有哪幾種類型?在工業(yè)化生產(chǎn)中常用哪幾種類型的 催化劑?陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合。催化劑是:高活性 Ziegler-Natta 催化劑、過渡金屬催化劑、 phillips 催化劑3. 陰離子配位催化劑的主要組成有哪些?主引發(fā)劑: IVVIII 族過渡金屬化合物,主要是鹵化物共引發(fā)劑: I IIIA 族金屬烷基化合物第三組分:有機(jī)給電子化合物
41、( N、 P、 O)載體:Mg的化合物。4. 高效催化劑同一般絡(luò)合催化劑主要區(qū)別何在?高效催化劑: 在原有聚合催化劑基礎(chǔ)上, 采用適當(dāng)?shù)姆椒ò砚伝衔?(如 TiCl 4) 分散在載體(如MgC2)上,加入有效的活化劑(如三乙基鋁),并采用適當(dāng)?shù)姆?法(如研磨法)和加入第三組分改進(jìn)活性。所得催化劑有很高的活性。一般絡(luò)合催化劑:指通過配位作用而使反應(yīng)物分子活化的催化劑。 主要區(qū)別在于高效催化劑能大規(guī)模的降低反應(yīng)所需要的溫度等條件, 使大量本不 是活化分子的分子成為活化分子,快速達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。5. 以丙烯定向聚合為例說明配位催化劑的組分對(duì)丙烯聚合過程和聚合性能 的影響。(1) 常規(guī)齊格勒 -
42、納塔催化劑 催化劑體系比表面積為 20-40m2/g 催化劑,催化效 率800g聚丙烯/g催化劑,通常含灰分大于lOOOppm含無規(guī)物大于10%為了 提高產(chǎn)品質(zhì)量,工藝上必須脫灰,去除無規(guī)物。(2) 第二代聚丙烯催化劑 催化劑的比表面積可達(dá) 100-200m2/g 催化劑,催化效 率比常規(guī)催化劑提高5-6倍,催化劑的效率可達(dá)2萬g聚丙烯/g催化劑。可省 去脫催化劑殘?jiān)ば?,成本降?20%,聚合物的等規(guī)度 95-96%,表觀密度為 0.45-0.55g/cm 3,熔體指數(shù)可調(diào)范圍 0.3-30g/10min ,產(chǎn)品流動(dòng)性好。(3) 第三代高效載體催化劑 催化效率達(dá)8000-10000g聚丙烯/
43、g催化劑,實(shí)現(xiàn)不 脫灰處理,產(chǎn)品含鈦僅1-2ppm,但聚合物的等規(guī)度只有93-95%仍需進(jìn)行脫無 規(guī)物處理。6. 如何提高配位催化劑的效率?其理論依據(jù)何在?其意義何在?研磨催化劑。依據(jù):(I)提高催化劑的比表面和利用率。(U)通過添加內(nèi)外絡(luò)合劑提高 PP的等規(guī)度。7. 何謂定向聚合,說明丙烯、丁二烯定向聚合的機(jī)理和意義。8. 目前哪些高分子物是采用離子型和配位陰離子型合成工藝來生產(chǎn)的?寫 出反應(yīng)式并注明所用催化劑。9. 鋁鈦催化劑的絡(luò)合反應(yīng)中,除生成三氯化鈦外,還產(chǎn)生什么副產(chǎn)物? 寫出反應(yīng)的基本方程式并說明之。10. 鋁鈦催化劑為何能制得結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚烯烴,寫出活性中心模型, 并闡明反應(yīng)機(jī)理。1
44、1. 鋁鈦催化劑動(dòng)力學(xué)公式中的活性中心數(shù)目對(duì)反應(yīng)速度和分子量大 小有何影響?12. 溶液法生產(chǎn)聚丙烯的配方及物系組成有哪些?丙烯(純度 99.5%) 25%;汽油(含水量 <25PPm) 75%;TiCl3 0.0240.032%; AI(Et) 2CI0.64%; H2 10020PPm13. 丙烯規(guī)整聚合過程中主要工藝因素有哪些?14. 溶液法生產(chǎn)聚丙烯五釜連續(xù)聚合的工藝流程存在什么問題?怎樣解 決?15. 液相本體聚合法生產(chǎn)聚丙烯與溶劑法比較有哪些差別?16. 比較順丁橡膠與丁苯橡膠的合成工藝。17. 比較正、負(fù)離子聚合,配位陰離子聚合,自由基聚合的特征。自由基:慢引發(fā)、快增長、速
45、終止、有轉(zhuǎn)移 陰離子:快引發(fā)、慢增長、無終止 陽離子:快引發(fā)、慢增長、易轉(zhuǎn)移、難終止配位聚合: 1. 采用 Z-N 催化劑 2. 聚合機(jī)理為配位聚合 3. 具有定向性 4. 配位聚 合用的單體有選擇性 5. 溶劑要求嚴(yán)格18. 比較高壓聚乙烯、本體法聚苯乙烯、懸浮聚氯乙烯以及聚丙烯的生 產(chǎn)工藝過程。第九章 線型縮聚生產(chǎn)工藝1 比較縮聚與加聚反應(yīng)特征。縮聚:一般遵守逐步聚合機(jī)理, 反應(yīng)過程中有小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生, 每一步反應(yīng)的 速率和活化能大致相同, 反應(yīng)早期轉(zhuǎn)化率就很高, 隨后低聚物繼續(xù)反應(yīng), 體系由 分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物構(gòu)成,中間產(chǎn)物的兩分子都能發(fā)生反應(yīng) 加聚:一般遵守連鎖聚合機(jī)理,活性
46、中心為自由基、陽離子、陰離子等,整個(gè)過 程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應(yīng)進(jìn)行,各基元反應(yīng)的Rp和Ea相差很大, 整個(gè)過程中分子量變化不大, 轉(zhuǎn)化率逐漸增加, 始終由單體、 高聚物和引發(fā)及組 成2 試述縮聚反應(yīng)的分類及實(shí)施方法。 按生成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分:線型縮聚、體型縮聚 按參加反應(yīng)的單體種類分:均縮聚、異縮聚、共縮聚 實(shí)施方法: 均縮聚:一種單體參加的縮聚反應(yīng); 異縮聚:兩種單體參加的縮聚反應(yīng); 共縮聚:均縮聚和異縮聚中加入其它單體進(jìn)行的縮聚; 線型縮聚:官能度是 2 的單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng); 體型縮聚:有官能度大于 2 的一部分單體進(jìn)行的縮聚; 平衡縮聚3 在生產(chǎn)中,熔融、溶液、界面縮聚對(duì)單體
47、的純度、單體克分子比要求 不同,為什么?有何實(shí)際意義? 熔融聚合:對(duì)原料單體純度的數(shù)值要求精確、負(fù)責(zé),投入原料的比例有誤差,直 接影響產(chǎn)物的分子量; 單官能團(tuán)的雜質(zhì)易引起封端作用; 有些雜質(zhì)影響反應(yīng)速度、 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、分子量分布等等 溶液聚合:總希望單體濃度盡可能高的情況下進(jìn)行, 但濃度太高會(huì)使反應(yīng)物料變 得粘稠影響正常反應(yīng) 界面縮聚:靜態(tài)界面縮聚與單體濃度無關(guān);動(dòng)態(tài)界面縮聚對(duì)單體濃度要高。4 在熔融縮聚中,可采用什么措施,以加快反應(yīng)速度和提高縮聚物分子 量?a 保證原料配比等摩爾b 保證原料純度、無雜質(zhì)c 選用合適的催化劑d 使反應(yīng)溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷈 反應(yīng)前期通入惰性氣體, 既能防止縮聚物
48、氧化變色, 又能降低副產(chǎn)物分壓, 后 期抽真空,使小分子揮發(fā)5 結(jié)合聚酯生產(chǎn)說明熔融縮聚的影響因素及其實(shí)施方法6 比較幾種生產(chǎn)滌綸樹脂的方法7 在熔融縮聚和界面縮聚中如何控制縮聚物的分子量?8 比較熔融縮聚、溶液縮聚、界面縮聚的工業(yè)特點(diǎn)。9 溶液法縮聚中主要的影響因素有哪些?(以吡啶法合成聚碳酸酯為 例。)10 寫出下列縮聚物的合成反應(yīng)式,并說明縮聚方法。1) 由對(duì)苯二甲酸和乙二醇經(jīng)酯交換法合成滌綸。2) 由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合合成尼龍 6。3) 由癸二胺和癸二酸經(jīng)成鹽合成尼龍 1010。4) 由雙酚 A 和光氣合成聚碳酸酯。5) 由順丁烯二酸酐和二元胺經(jīng)雙馬來酰亞胺合成聚酰亞胺。6) 由均苯四甲
49、酸二酐, 4,4'二氨基二苯醚為原料合成均苯型聚酰 亞胺。7) 由對(duì)苯二甲酰氯和雙酚 A 合成聚芳酯。8)由雙酚 A 和 4,4'二氯二苯基砜合成聚砜。11 試述溶液聚合的分類, 聚酰亞胺等耐熱聚合物采用哪種方法合成?為 什么?12 為什么說界面縮聚受擴(kuò)散控制?結(jié)合聚碳酸酯的生產(chǎn)詳述其工藝特 點(diǎn)及影響因素。13 比較生產(chǎn)聚碳酸酯所采用的三種實(shí)施方法(熔融、溶液及界面縮聚) 的優(yōu)缺點(diǎn)。14 乳液縮聚的基本特點(diǎn)是什么?它與界面縮聚和溶液縮聚的區(qū)別各在 什么地方?15 試述乳液聚合的影響因素?16 寫出芳綸 1313、芳綸 1414 和芳綸 14 的結(jié)構(gòu)式,它們各由哪些重要原 料合成?可用哪些實(shí)施方法?17 固相縮聚和熔融縮聚在影響因素上有哪些異同?18 試舉例說明固相縮聚的實(shí)用性。19 某聚酯化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 3.3 ,欲制備平均聚合度為 144 的聚酯, 允許反應(yīng)體系殘存的的分子量是多少?20 在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的生產(chǎn)中,有哪些主要影響因素,你將采取 哪些措施來保證制得平均聚合度在 100 以上的產(chǎn)物?21 寫出聚對(duì)苯二甲酸丁二酯生產(chǎn)的基本化學(xué)反應(yīng)式, 它的合成工藝和用途是否與PET完全一樣,為什么?第十章 體型縮聚生產(chǎn)工藝1. 什么是體型縮聚反應(yīng),它和線型縮聚有何不同 ?在縮聚體系中, 參加
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