高聚物知識點小結

第一章緒論一.合成高分子材料的特點:原材料豐富，易加工，成本低，效益低;材料性能多樣且優(yōu)異；品種多；產量大；形成的五大工業(yè)是：纖維工業(yè)，橡膠工業(yè)，塑料工業(yè)，涂料工業(yè)，膠粘劑工業(yè)；二塑料胺樹脂的化學成分分為：元素聚合物為基礎的塑料，無機聚合物為基礎的塑料，有機樹脂為基礎的塑料；三.常用的工程塑料:聚酰胺（尼龍）、PC、聚甲醛（POM）、PBT/PET、聚苯醚（MPPO）、ABS；聚酰胺是最早發(fā)現(xiàn)能夠承受載荷的熱塑性塑料。聚碳酸酯（PC）聚^酸酯的透明度為86%?92%，被譽為“透明金屬”，它具有優(yōu)異的沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性聚甲醛（POM）聚甲醛的結晶度可達75%，其強度與金屬相近；特氟隆（Teflon）其獨特優(yōu)異的耐熱（180-260°C）、耐低溫（-200°C）、自潤滑性及化學穩(wěn)定性能等，而被稱為“拒腐蝕、永不粘的特氟隆氣穩(wěn)定劑和潤滑劑是塑料中必須加入的添加劑:丁苯橡膠，為合成橡膠中最大的品種；順丁橡膠，為合成橡膠中第二大的品種；乙丙橡膠，分子無雙鍵存在，故耐熱、耐氧化、耐老化性好，使用溫度高:硅橡膠：是一種耐熱性和耐老化性很好的橡膠，它的特點是既耐高溫，又耐低溫；氟橡膠：它在酸、堿、強氧化劑中的耐蝕能力居各類橡膠之首，纖維分為天然纖維和化學纖維，化學纖維分為合成纖維和人造纖維：常見的合成纖維有：滌綸（的確良）、錦綸（尼龍）、腈綸（人造羊毛）、丙綸、維綸（維尼綸）等；9?＞對苯二甲酸乙二醇酯（滌綸、的確涼），是產量最大的合成纖維，膠粘劑，發(fā)揮粘接作用的條件:潤濕被粘物體表面：能轉變?yōu)楣虘B(tài)的高聚物。膠粘劑的基本組成:基料，固化劑，填料，韌性劑，稀釋劑，改性劑。影響粘結強度主要因素：粘結劑的品種（性質）、被粘物的性質（材料種類）和粘結工藝。六.高分子化學物的生產過程：石油開采----石油加工---■本有機物合成工業(yè)----高分子合成工業(yè)----高分子合成材料成型加工----制品；聚合反應產物的特點：①聚合物的相對分子質量具有多分散性。②聚合物的形態(tài)有堅韌的固體、粉狀、粒狀和高黏度的溶液。③聚合物不能用一般產品精制的方法如蒸餾、重結晶和萃取等方法進行精制和提純。對聚合反應工藝條件和設備的要求①原料純度要求高。②反應條件應當穩(wěn)定不變或控制在允許的最小范圍內波動。③反應設備不能污染產品，反應設備和管道在多數(shù)情況下應當采用不銹鋼、搪玻璃或不銹鋼/碳銅復合材料制成。聚合方法的選擇選擇原則：根據(jù)產品用途要求的產品形態(tài)和產品成本選擇適當?shù)木酆戏椒?。聚合反應器的類別，按形狀分：管式反應器、塔式反應器、釜式反應器、螺旋擠出機式反應器和板框式反應器等。聚合反應釜的排熱方式夾套冷卻、夾套附加內冷管冷卻、內冷管冷卻、夾套附加反應物料釜外循環(huán)冷卻、夾套附加回流冷疑器冷卻和反應物料部分閃蒸等離子聚合與配位聚合的於漿液：首先閃蒸脫除單體；低效催化劑，需要脫灰工序，高效催化劑，脫除單體后直接將聚合物和溶液分離；聚合物溶液：合成樹脂（加入與溶劑混溶的沉淀劑中攪拌過濾得樹脂粉體。）；合成橡膠（噴入沸騰的熱水中，同時強烈攪拌，過濾，洗滌得膠粒。）第二章，生產單體的原料路線工業(yè)生產的高聚物按其化學組成可按如下分類：加聚型高聚物和逐步聚合型高聚物最重要的原料來源路線有:石油化工路線，煤炭路線，其他路線;石油有熱裂化（目的:提高汽油的產量）和催化裂匕（目的:提高汽油的質量和產量，催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽））兩種。纖維素的典型反應第三章.自由基聚合生產工藝自由基乳液聚合機理表面活性劑1） 結構特征:分子中都含有親水基團和親油基團兩部分2） 表面活性劑通常采用其極性基團的結構來分類：分為非離子型和離子型（分為陽離子型PH<7,陰離子型PH<7,兩性型）乳化劑的選擇表征乳化劑性能的三個指標：臨界膠束濃度（CMC）、親水親油平衡值和三相平衡點（單個分子狀態(tài)、膠束狀態(tài)和凝膠狀態(tài)）（或濁點）。乳液聚合分類：典型的乳液聚合，種子乳液聚合，核/殼乳液聚聚合，反相乳液聚合；典型的乳液聚合：由油溶性單體、水溶性引發(fā)劑、水溶性乳化劑和介質水組成6?工業(yè)上常用于乳液聚合法的引發(fā)劑有:（1）熱分解引發(fā)劑；（2）氧化-還原引發(fā)劑體系，①有機過氧化物-還原劑體系；②無機過硫酸鹽一亞硫酸鹽體系聚合工藝的操作方式分為：間歇操作、半連續(xù)操作和連續(xù)操作聚合反應條件的影響（反應溫度和反應壓力）與控制（①反應溫度的控制，②反應終點的控制）后處理：（1）脫除未反應單體（①高轉化率條件下少量單體的脫除，②轉化率為60%左右的未反應單體的脫除）（2）后處理；氯乙烯乳液種子聚合粒子粒徑的控制方法：控制乳化劑的加料速度;添加適量油溶性表面活性劑第三章，自由基聚合工藝基礎自由基聚合反應的四種實施方法:本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合合成樹脂可用四種聚合方法進行生產。乳液聚合方法是目前唯一的用自由基反應生產合成橡膠的工業(yè)生產方法。引發(fā)劑應具備的條件： ①在聚合溫度范圍內有適當?shù)姆纸馑俣瘸?shù):②所產生的自由基具有適當?shù)姆€(wěn)定性引發(fā)劑的選擇依據(jù)：1）根據(jù)聚合方法選擇（2）根據(jù)反應溫度選擇合適的引

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)劑的半衰期和操作方式選擇引發(fā)劑影響聚合物平均分子量的主要因素:反應溫度、引發(fā)劑濃度和單體濃度、鏈轉移劑的種類和用量懸浮聚合的組分主要是單體、引發(fā)劑、懸浮劑和介質。分散劑種類：保護膠類分散劑和無機粉狀分散劑作為分散劑的無機鹽應具備的條件：①為高分散性粉狀物或膠體；②能夠被互不混溶的單體和水兩種液體所濕潤，并且相互之間存在有一定的附著力。懸浮聚合的生產工藝：主要包括原料準備、聚合、脫單體、過濾分離、水洗、干燥等工序。粘釜的原因：物理因素：①吸附作用②粘附作用；化學因素:單體與釜壁表面產生接枝聚合物；釜壁金屬表面的自由電子或空穴與液相中活性低聚物結合；減少粘釜的措施:盡可能減少釜內壁與活性聚合物接觸。由于聚氯乙烯氯乙烯的懸浮及本體聚合反應中的自加速效應產生原因:由于聚氯乙烯不溶單體中，隨聚合反應的進行，在單體均相液滴中逐漸沉析出愈來愈多的被單體溶脹的固態(tài)聚合物，處于溶脹狀態(tài)的粘稠相，它的粘度很大，大分子鏈自由基在其中運動受阻，長鏈自由基進行雙基終止的速率較低，小分子在其中運動并不困難，都能繼續(xù)進行鏈增長反應，因此出現(xiàn)自動加速效應。溶液聚合通常在釜式反應器中進行半連續(xù)操作，聚乙烯醇纖維的最大特點是它的性狀與棉花十分接近，其優(yōu)點如下：吸濕性好；強度較高：耐腐蝕和耐日光性也很好；柔軟性和保暖性好；主要缺點:耐熱水性差；水性差；彈性較差、回彈性不夠好；染色第四章離子聚合與配位聚合生產工藝1.聚合操作方式:采用單位體積表面積小的反應器，即以矮胖型較為合適。第五章縮合聚合生產工藝1.含有反應性官能團的單體經縮合反應析出小分子化合物生成聚合物的反應稱為縮合聚合反應，簡稱為縮聚反應線型高分子量縮聚物的生產工藝按參加反應的單體種類分類:均縮聚，混縮聚，共縮聚線型縮聚物生產工藝：熔融縮聚，溶液縮聚，界面縮聚，固相縮聚；非均相溶液縮聚：聚合物沉淀析出，端基包埋，分子量較低，分子量影響因素：a鏈增長過程與沉淀過程的競爭；b聚合物為晶態(tài)或無定形（可溶脹）體型結構聚合物：如果發(fā)生縮聚反應的單體其中（1）一部分含有的反應性官能團數(shù)目大于2,或（2）尚含有潛在的可發(fā)生加聚反應的雙鍵以及發(fā)生逐步聚合反應的官能團，則經進一步縮聚反應或加聚反應形成的最終產物為體型結構聚合物。具有反應活性低聚物的種類；關鍵：控制凝膠點，防止凝膠化，可溶可熔問答題;烯類單體的自由基聚合中，欲縮短聚合周期又要保證質量，你認為可采取哪些有效措施?其理論依據(jù)是什么？能否用蒸餾的方法提純高分子？為什么？在滌綸樹脂和尼龍-66的生產中分別采取什么措施控制相對分子質量的？要得到高純度的本體聚合產品，為何通常采用高真空脫除單體？合成樹脂和合成橡膠的聚合物溶液分離方法有何不同？并解釋原因。生產單體的原料路線有幾條，試比較它們的優(yōu)缺點？低溫乳液聚合SBR的生產中引發(fā)體系組分構成,各組分主要作用,寫出反應方程式。烯類單體的自由基聚合中，欲縮短聚合周期又要保證質量，你認為可采取哪些有效措施？其理論依據(jù)是什么？乳液聚合中，如果選用軟脂酸鈉(C15H31COONa)為乳化劑，其三相平衡點為62°C,則聚合反應應該選擇 條件下進行。a.低于62Cb.62Cc.高于62C甲基丙烯酸甲酯在85C進行本體自由基聚合，當轉化率達到20%時，出現(xiàn)了自動加速現(xiàn)象，這主要是由于----所致。a.鏈段擴散速度增大，因而增長速率常數(shù)kp值增大b?長鏈自由基運動受阻，使終止速率常數(shù)kt值明顯減小c.增長速率常數(shù)kp值的增加大于終止速率常數(shù)kt值的減小d?時間的延長。聚苯乙烯具有----的特點。a.不透明b.抗沖性能差c.加工困難d.不易著色在適當引發(fā)劑存在的條件下，引發(fā)下列單體的自由基聚合反應，屬于非均相聚合的是--a.水相中丙烯腈的溶液聚合b.苯乙烯的本體聚合c.二甲基甲酰胺中丙烯腈的溶液聚合d.苯中苯乙烯的溶液聚合。欲縮短聚合周期又要保證質量，即同時提高聚合速率和分子量，因此可采取乳液聚合生產工藝。自由基聚合分為本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合以及乳液聚合四種生產工藝，其中前三種反應機理和動力學遵循自由基聚合機理和動力學，聚合速度和分子量關系式為：[I]1/2[M]從上式可看出，當提高聚合速率時，分子量下降，因此不能采取前三種聚合工藝。乳液聚合有獨特的反應機理和動力學，根據(jù)聚合動力學，可通過增加乳膠粒子的濃度同時提高聚合速率和分子量。103NkM]P2NAj懸浮聚合法生產聚4乙烯時，為什么采用高活性和中活性引發(fā)劑并用的引發(fā)體系？已知在苯乙烯單體中加入少量乙醇進行聚合時，所得聚苯乙烯的分子量比一般本體聚合要低。但當乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的分質量要比相應條件下本體聚合所得的要高，試解釋此實驗現(xiàn)象。自由基聚合引發(fā)劑有哪些種類？如何進行選擇？高壓PE合成反應條件比較苛刻，具體條件如何？為什么采用這樣的工藝條件?簡要討論本體聚合的工藝特點。

簡述懸浮聚合及其工藝特點乙烯進行自由基聚合時，為什么要在高溫(130°C—280°C)、高壓(110MPa-250MPa甚至300MPa)的苛刻條件下進行？這是因為乙烯CH2=CH2的結構對稱，沒有任何取代基，偶極矩為0,反應活性很低。提高反應溫度，可提高乙烯的反應活性，易發(fā)生聚合反應，但純乙烯在350C以下是穩(wěn)定的，更高的溫度則分懈為C、H2和CH4。為了安全生產，使生成的PE呈熔融狀態(tài)，不發(fā)生凝聚，聚合溫度一般控制在130C-280C。乙烯常溫、常壓下為氣體，即使在110MPa-250MPa甚至300MPa的壓力下仍為氣體，但其密度已達到0?58g/cm3,接近液態(tài)烴的密度，近似不能被壓縮的液體，稱為氣密相狀態(tài)。此時乙烯分子間的距離顯著縮小，從而增加了自由基與乙烯分子的碰撞概率，故易發(fā)生聚合反應。由于設備的氣密性和耐壓強度的限制，壓力不能無限制的提高甲基丙烯酸甲酯澆鑄本體聚合工藝中，為什么引發(fā)劑用量、聚合溫度和聚合時間隨板材厚度不同而不同？為什么最后還要提高聚合溫度?板材越厚，聚合熱越不易導出，局部過熱和爆聚的可能性越大。因此，應隨板材厚度的增加減少引發(fā)劑的用量，并降低聚合溫度，以降低正常聚合速率，減少聚合熱的產生。而為了達到規(guī)定的轉化率需延長聚合時間；在聚合后期，體系的黏度已經很大，聚合速率已經很小，為了使單體完全轉化，需提高聚合溫度，以使單體擴散能夠進行為什么在-15C條件下在正己烷溶劑中，以碘化氫為引發(fā)劑引發(fā)異丁基乙烯基醚聚合，得到了碘化氫與異丁基乙烯基醚的加成物,而選用碘化氫/碘為引發(fā)體系引發(fā)異丁基乙烯基醚聚合,則可得到高分子量的聚異丁基乙烯基醚?(8分)下述合成路線曾用于一端親水、一端親油的高分子表面活性劑的合成，寫出A、B、C的結構。mCH2=C-C-O-t-BuA ■h+/h2omCH2=C-C-O-t-BuA ■B C△以C4H9境為引發(fā)劑，分別選用THF和甲苯為溶劑引發(fā)苯乙烯聚合,實驗發(fā)現(xiàn)，在THF中苯乙烯聚合反