聚合物合成工藝學(xué)思考題及其答案

第一章第三章答：(1)本體聚合(又稱塊狀聚合)超過1mm(2)偶氮化合物(3)氧化還原體系1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；2根據(jù)引發(fā)劑的分解速度隨溫度的不同而變化，所以要根據(jù)反應(yīng)溫度選擇適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑；3根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑；4根據(jù)分解活化能選擇引發(fā)劑；5根據(jù)引發(fā)劑的半衰期選擇引發(fā)劑。3.在聚合生產(chǎn)工藝中如何控制產(chǎn)品的分子量，舉例說明常用的分子量調(diào)節(jié)劑。答：聚合生產(chǎn)工藝中控制產(chǎn)品分子量：是向單體進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移以外，多數(shù)情況下是在高純度單體條件下，加入適當(dāng)數(shù)量的易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的物質(zhì)。利用鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)來控制產(chǎn)品的平均分子量，甚至還可以用來控制產(chǎn)品的分子構(gòu)型，消除那些不希望產(chǎn)生的支鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而得到便于成型加工的聚合物。例如在高壓法生產(chǎn)低密度聚乙烯過程中用丙烷、丙烯或H2作為鏈轉(zhuǎn)移劑，以控制聚乙烯平均分子量。生產(chǎn)丁苯橡膠時(shí)加入硫醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑以控制丁苯橡膠的平均分子量。這時(shí)鏈轉(zhuǎn)移劑起了控制分子量的作用，或調(diào)節(jié)分子量大小的作用。因此習(xí)慣上稱為分子量調(diào)節(jié)劑、分子量控制劑或改性劑。4.自由基本體聚合生產(chǎn)用到的聚合反應(yīng)器的類型和特點(diǎn)。答：本體聚合反應(yīng)器(1)形狀一定的模型：適用于本體澆鑄聚合。這種反應(yīng)裝置無攪拌器，其聚合條件應(yīng)根據(jù)聚合時(shí)熱傳導(dǎo)條件而定。(2)聚合釜：流體粘度高，多采用旋槳式或大直徑的斜槳式攪拌器。采用數(shù)個(gè)聚合釜串聯(lián)，分段聚合的連續(xù)操作方式。(3)本體連續(xù)聚合反應(yīng)器.a.管式反應(yīng)器一般的管式反應(yīng)器為空管，但有的管內(nèi)加有固定混合器。通常物料在管式反應(yīng)器中呈層流狀態(tài)流動，所以管道軸心部位流速較快，而靠近管壁的物料流速則較慢，聚合物含量高。管式反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率通常僅為10%--20%。b.塔式反應(yīng)器它相當(dāng)于放大的管式反應(yīng)器。其特點(diǎn)是無攪拌裝置。物料在塔式反應(yīng)器中呈塞裝流動。這種反應(yīng)器的卻思安是聚合物中仍含有微量單體及低聚物。此外連續(xù)操作也可用多個(gè)釜式聚合釜串聯(lián)進(jìn)行。5.自由基懸浮聚合生產(chǎn)中的分散劑種類并舉例，以及它們的作用機(jī)理。答：分散劑主要有保護(hù)膠類分散劑和無機(jī)粉狀分散劑兩大類。保護(hù)膠類分散劑都是水溶性高分子化合物。主要(1)天然高分子化合物及其衍生物：明膠、淀粉、纖維素衍生物(如甲基維生素)(2)合成高分子化合物：部分水解度的聚乙烯醇、聚丙烯酸及其鹽、磺化聚苯乙烯等。作用機(jī)理：a.高分子保護(hù)膠的作用在于兩液滴之間形成了高分子薄膜層，從而阻止了兩液滴凝結(jié)。b.保護(hù)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。無機(jī)粉狀分散劑主要有：高分散性的堿土金屬的磷酸鹽、碳酸鹽以及硅酸鹽等。如碳酸鎂等。作用機(jī)理：分散穩(wěn)定作用是存在于水相中的粉狀物在單體液滴表面形成隔離層，從而防止了液滴的凝結(jié)。6.簡述自由基懸浮聚合的生產(chǎn)工藝?答：自由基懸浮聚合工藝主要為：原料準(zhǔn)液體單體除去阻聚劑，復(fù)合引發(fā)劑的配制、水相的處理、分散劑的處理及助分散劑的處理。聚合工藝為間歇法操作，過程為先加去離子水，開動攪拌后加分散劑、調(diào)節(jié)劑及其他助劑，再投加單體，最后加熱到反應(yīng)溫度后投加引發(fā)劑。聚合反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)回收未發(fā)應(yīng)的單體，液體單體一般可與水共沸拖出,氣態(tài)單體可在常壓下自動回收。然后進(jìn)行水洗干燥得到制品。7.自由基溶液聚合生產(chǎn)中溶劑聚合反應(yīng)的影響。答：a.溶劑對引發(fā)劑分解速度的影響：水作溶劑時(shí)對引發(fā)劑的分解速度影響小；有機(jī)溶劑則有不同程度影響。某些有機(jī)極性溶劑對有機(jī)過氧化物有誘導(dǎo)分解作用，加快聚合反應(yīng)速度。b.溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用對分子量的影晌：要求得到高分子量產(chǎn)品應(yīng)選擇Cs值甚小的溶劑，若要求得到較低分子量產(chǎn)品則應(yīng)該選擇Cs值高的溶劑。c.溶劑對聚合物分子的支化與構(gòu)型的影響。反應(yīng)體系中有溶劑時(shí)，則可降低向大分子進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。第四章第五章 第六章HH1聚氨酯的定義和反應(yīng)通式。2從分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析說明為什么異氰酸酯具有很高的反應(yīng)活性?(P132-133)易被鈉所取代的)的化合物反應(yīng)。(1)一步法第一步：二元醇與過量二元異氧酸酯制備端基為-NEO基團(tuán)的預(yù)聚物口