最新高聚物合成工藝學期末復習題

1、精品文檔聚合物合成工藝學復習題1. 簡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在 350C 左右的液態(tài)烴 ，在稀釋劑水蒸氣的存在下 ，于 750-820 C 高溫裂解化為低級烯烴、二烯烴的過程。2. 自由基集合過程中反應速度和聚合物分子量與哪些因素有關(guān)？工藝過程如何調(diào)節(jié)？影響因素:聚合反應溫度、引發(fā)劑濃、單體濃度、鏈轉(zhuǎn)劑種類和用量。反應溫度的升高,所得聚合物的平均分子量降低嚴格控制引發(fā)劑用量,一般僅為千分之幾,嚴格控制反應溫度在一定范圍內(nèi)和其他反應條件；選擇適當?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴格控制其用量,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

2、生產(chǎn)中主要定向單體轉(zhuǎn)移,而速度與溫度無關(guān)。3. 苯乙烯的本體聚合為例 ,說明本體聚合的特點。預聚合 :將原料苯乙烯送到苯乙烯貯槽 ， 在高位槽中進行預聚 ，反應溫度為 80-100 C ,隨聚合物濃度升高 ，預聚溫度可提高到 115-120 C。而后反應后聚合 ，在聚合塔內(nèi)再升溫 ，循環(huán)反應 ，使反應完全。特點 :方法較簡單 ,相對放熱量較大 ,有自動加速效應 ,形成的聚合物分子量分布較寬 ,本體聚合流 程短,設備少 ,易于連續(xù)化 ,生產(chǎn)能力大 ,產(chǎn)品純度高 ,透明性好 ,此法適合生產(chǎn)板材和其他型材。4. 懸浮聚合機械攪拌與分散劑各有什么重要作用,他們對聚合物顆粒狀態(tài)有什么影響？機械攪拌：防止

3、兩項因密度不同而分層；分散劑：防止粘稠的液滴粘結(jié)成大粒子進而防止結(jié)塊。懸浮聚合反應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,而處于動態(tài)平衡。5. 懸浮聚合與本體聚合相比有哪些特點？（ 1 ）以水為分散介質(zhì),價廉 ,不需回收安全,易分離。（ 2）懸浮聚合體系粘度低,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）需要一定的機械攪拌和分散劑。（ 5）產(chǎn)品不如本體聚合 純凈。6. 簡述 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)計量后加于聚合反應釜中,

4、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,聚合反應隨即開始 ,夾套同低溫水進行 冷卻 ，在聚合反應激烈階段應通5C以下的低溫水，嚴格控制反應溫度波動不超過正負0.2C。當反應 釜壓力下降至規(guī)定值后結(jié)束反應,加入鏈終止劑 ,然后進行單體回收、 干燥 ,篩選出去大顆粒后,包裝得 到產(chǎn)品。7. 試述懸浮聚合中主要影響因素有那些？（懸浮聚合中影響顆粒大小及其分布）反應器幾何形狀的影響；操作條件的影響；材料因素（如兩相液滴動力粘度、密度和表面張力等）；分散劑。8.苯乙烯懸浮聚合有兩種工藝:即高溫聚合和低溫聚合,分析對比兩種方法的配方及工藝過程。高溫 :苯乙烯（ 100）、去離

5、子水（140-160 ）、 NaCO 3（ 1 0% ）、 MgSO 4（ 1 6% ）、0.12 苯乙烯 -馬來酸酐共 聚物、鈉鹽 0.12 、 2,6-叔丁基對苯酚 0.025 。80C ,然后逐漸升溫工藝過程 :苯乙烯高溫懸浮聚合在釜式壓力反應器中間歇操作，初始反應溫度為精品文檔到 140 C，反應時間為 5-24 小時撚后酸洗 ，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。精品文檔低溫 :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

6、程 a 發(fā)泡劑處理； b.操作條件：壓力（表壓） 0.4MPa 、溫度 90-100 E、時間 4h; c.預發(fā)泡 ; d.熟化； e.成型。9. 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：苯乙烯單體、引發(fā)劑、阻聚劑、去離子水。工藝過程：高溫聚合和低溫聚合,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 ，形成初級粒子 ，經(jīng)過凝聚后 ，形成次級 粒子 ,最后形成不規(guī)則不透明的顆粒。10. 自由基溶液聚合中溶劑起什么作用 ?怎么樣選擇溶劑？作用 a 溶劑對引發(fā)劑分解速度

7、的影響； b.溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用對分子量的影響； c.溶劑對聚合物 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 ：應當無阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對引發(fā)劑的誘導分解作用；c.溶劑對聚合物溶解性能和對凝膠效應的影響：選用良溶劑時為均相聚合 ，有可能消除凝膠效應； d.選用沉淀劑時為沉淀聚合，凝膠效應顯著，溶液聚合選擇溶劑時應考慮溶劑的 Cs 值； e.溶劑的毒性 ,安全性和生產(chǎn)成本。11. 在自由基溶液聚合中溶劑對分子量及分子結(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行鏈轉(zhuǎn)移反應，減少了支鏈結(jié)構(gòu)12. PAN

8、溶液聚合一步法及二部法的主要區(qū)別何在？各有何優(yōu)缺點？一步法 ： 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。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。一步法只能濕法紡絲且只能生成短纖維 ,優(yōu)點是不需要其他溶劑分解 ,可直接紡絲。二步法 ： 優(yōu)點: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 30-55 C 甚至更低的溫度下進行聚合 ，所的產(chǎn)物色澤較白； b.水相沉淀聚合的反應熱易于排除 ，聚合溫度容易控制 ，從

9、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,可省去溶劑回收過程。缺點 ：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。13. 簡述溶液聚合生產(chǎn)聚丙烯腈的主要組分及其作用。單體 ：丙烯腈,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14. 離子型聚合與自由基溶液聚合對溶劑的要求有何區(qū)別？離子聚合：需使中性分子生成離子對,此時要求較高的能量,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,不能使用強極性溶劑。多在低溫下弱極性溶劑中反應。選擇溶劑的

10、原則應考慮溶劑極性大小,對離子活性中心的溶劑化能力,可能與引發(fā)劑產(chǎn)生的作用以及熔點或沸點高低,是否容易精制提純以及與單體,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 :應當無阻聚或緩聚等不良影響精品文檔以及考慮對引發(fā)劑的誘導分解作用； c.溶劑對聚合物溶解性能和對凝膠效應的影響 ：選用良溶劑 時為均相聚合 ，有可能消除凝膠效應； d.選用沉淀劑時為沉淀聚合 ，凝膠效應顯著，溶液聚合選擇溶精品文檔精品文檔劑時應考慮溶劑的Cs 值； e.溶劑的毒性 ,安全性和生產(chǎn)成本。15. 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%

11、）25%汽油（含水量 <25PPm ）75%TiCl 30.0240.032%Al(Et) 2Cl0.64%H210020PPm16.比較縮聚與加聚反應特征？縮聚 :一般遵守逐步聚合機理,反應過程中有小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生,每一步反應的速率和活化能大致相同 ,反應早期轉(zhuǎn)化率就很高,隨后低聚物繼續(xù)反應,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。加聚 :一般遵守連鎖聚合機理,活性中心為自由基、陽離子、陰離子等,整個過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應進行 ，各基元反應的 Rp 和 Ea 相差很大 ，整個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)劑組成。17. 試述縮聚反應的分類及實施方法。按生成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分 :線型縮聚、體型縮聚。按參加反應的單體種類分:均縮聚、異縮聚、共縮聚。實施方法:均縮聚 :一種單體參加的縮聚反應；異縮聚:兩種單體參加的縮聚反應；共縮聚 :均縮聚和異縮聚中加入其它單體進行的縮聚；線型縮聚 :官能度是2 的單體進行的縮聚反