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文檔簡介
1、-第一章 緒論1. 高分子合成工業32. 塑料、合成橡膠、合成纖維的常用添加劑及其作用43. 塑料、合成橡膠、合成纖維的分類及特點54. 高分子化合物生產過程7作業原料準備與精制過程8、催化劑引發劑配制過程9、聚合過程10、別離過程13、聚合物后處理過程14、回收過程165. 雜質對聚合的影響86. 單體貯存設備的要求97. 聚合過程的特點108. 聚合反響工藝條件及設備的要求109. 生產不同牌號產品的方法1010. 間歇生產和連續生產的特點11作業11. 聚合反響操作方式、聚合反響器形狀、排熱方法、物料形態、攪拌器、鏈終止劑1112. 合成橡膠和合成樹脂生產中主要差異是哪兩個過程,試比較它
2、們在這兩個生產工程上的主要差異是什么13作業13. 高分子化合物生產流程的考察1714. 聚合方法的選擇因素1715. 簡述高分子合成工業的三廢來源、處理方法以及如何對廢舊材料進展回收利用20作業第二章 生產單體的原料路線1. 生產單體的原料路線24作業2. 石油化工路線可以得到哪些重要的單體和原料.簡述石油化工路線裂解生產乙烯單體的過程,并由乙烯單體可以得到那些聚合物產品.25作業3. 石油裂解生產烯烴254. 石油裂解生產芳烴285. C4餾分生產丁二烯306. 乙烯、丙烯、苯、丁二烯、甲苯、二甲苯制得的制品種類317. 乙烯的主要生產方法:液化天然氣、液化石油氣別離;石腦油、輕柴油、重油
3、、原油裂解氣別離;焦爐煤氣別離;乙醇催化脫水8. 丙烯腈生產方法:乙炔法、環氧乙烷法、乙醛法、丙烯氨氧化法9. 煤炭原料路線3410. 乙炔得到的制品種類3511. 糠醛、纖維素得到的制品種類35第三章 自由基聚合生產工藝1. 簡述四種自由基聚合生產工藝的定義以及它們的特點和優缺點作業2. 自由基聚合的特點:自由基聚合反響具有技術成熟、合成工藝簡單、聚合反響易于控制、產品性能重現性好及適應品種圍廣泛等特點。主要用于乙烯基單體和二烯烴類單體的聚合或共聚。所得線型高分子量聚合物分子構造的規整性較差,多為無定形聚合物。3. 自由基聚合實施方法所用原材料及產品形態聚合方法所用原材料產品形態單體引發劑反
4、響介質助劑本體聚合油溶性粒狀樹脂、粉狀樹脂、板、管、棒材等乳液聚合水溶性水乳化劑等聚合物乳液高分散性粒狀樹脂,合成橡膠膠粒懸浮聚合油溶性水分散劑等粉狀樹脂溶液聚合有機溶劑分子量調節劑聚合物溶液,粉狀樹脂4. 各種高聚物生產中使用的聚合方法375. 四種聚合方法的工藝特點386. 聚氯乙烯生產方法的選擇因素387. 合成橡膠乳液聚合/合成樹脂四種聚合方法388. 舉例說明自由基聚合引發劑的分類,在高聚物生產中如何選擇適宜的引發劑39,44分類:(1) 過氧化物類:通式為 R-O-O-H 或 R-O-O-R,可分為烷基(或芳基)過氧化氫R-O-O-H,過酸RCOOOH,過氧化二烷基(或芳基)R-O
5、-O-R,過氧化二酰基RCOOOOCR,過酸酯、過氧化碳酸二酯、過氧化磺酸酯等,常用過氧化二苯甲酰BPO(2) 偶氮化合物:通式,常用偶氮二異丁腈AIBN(3) 氧化復原引發體系選擇:449. 用作引發劑的條件3810. 引發劑的半衰期意義4511. 影響平均分子量的因素:聚合反響溫度、引發劑濃度、單體濃度、鏈轉移反響4612. 鏈轉移反響的影響:鏈自由基向單體轉移,聚合度降低本體聚合;鏈自由基向溶劑轉移,聚合度降低本體聚合;鏈自由基向引發劑轉移,不僅使引發劑效率降低,聚合度也將降低;鏈自由基向大分子轉移,將形成支鏈,聚合度升高13. 在聚合生產工藝中如何控制產品的分子量,舉例說明常用的分子量
6、調節劑作業14. 自由根本體聚合生產用到的聚合反響器的類型和特點49(1) 形狀一定的模型(2) 釜式聚合釜(3) 本體連續聚合反響器15. 改善本體聚合放熱、粘度的方法:(1) 參加一定量的專用引發劑調節反響速率;(2) 采用較低的反響溫度,使放熱緩和;(3) 反響進展到一定轉化率,粘度不高時就別離聚合物;(4) 分段聚合,控制轉化率和“自動加速效應;(5) 改進和完善攪拌器和傳熱系統以利于聚合設備的傳熱;(6) 采用“冷凝態進料及“超冷凝態進料;(7) 參加少量潤滑劑改善流動性16. 后處理的目的:脫除剩余單體,提高樹脂質量5017. 典型的本體聚合生產工藝:非均相本體聚合聚氯乙烯本體聚合
7、生產;本體澆鑄聚合有機玻璃生產;氣相本體聚合高壓聚乙烯生產18. 氯乙烯本體聚合分為兩個階段:預聚合和后聚合;操作方式為間歇操作19. 有機玻璃本體聚合分為三個階段:預聚、澆模和聚合;主要設備:定型模具板框、熱水箱或烘房,預聚釜20. 高壓聚乙烯本體聚合:分為四個階段:壓縮、聚合、別離和摻合;主要設備:管式和釜式特點:1聚合熱大2聚合轉化率低3反響器壓力高4易發生鏈轉移5存在一個壓力和氧濃度地臨界關系21. 單體預聚灌模法的主要特點:優點:1在預聚釜進展單體的局部聚合,可以減輕模具的熱負荷;縮短單體在模具的聚合時間,提高生產效率,保證產品質量;2使一局部單體在模具外先行聚合,減少了其在模具聚合
8、時的收縮率;3增加粘度,從而減少在模具的泄漏現象;4抑制溶解于單體中氧分子的阻聚作用缺點:在制造不同厚度的板材時要求,預聚漿的聚合程度也有所不同;預聚漿粘度大,難以除去機械雜質和氣泡22. 懸浮聚合樹脂形態:按形態不同:分為粉狀和糊狀兩種,粉狀常用于生產壓延和擠出制品,糊狀樹脂常用于人造革、壁紙、兒童玩具及乳膠手套等按構造不同:分為嚴密型和疏松型兩種。疏松型呈棉花團狀,可以大量吸收增塑劑,常用于軟制品的生產;嚴密型呈乒乓球狀,吸收增塑劑能力低,主要用于硬制品的生產形態決定因素:所用分散劑種類、攪拌速度、攪拌器設計、反響器設計23. 懸浮聚合成粒機理5224. 懸浮聚合所得產物化學性質不同的原因
9、5325. 自由基懸浮聚合生產中的分散劑種類并舉例,以及它們的作用機理53作業26. 簡述自由基懸浮聚合生產工藝55(1) 原料和配方:單體:應當為液體,不含有阻聚劑,純度通常要求99.98%。單體相還包括引發劑(常用復合型,0.11%) 、分子量調節劑以及潤滑劑、防粘釜劑等。水相:去離子水或軟水水相與單體相質量比為3:11:1,分散劑、助分散劑、pH調節劑等。(2) 聚合工藝:操作方式:采用間歇法操作反響器:聚合反響釜,聚氯乙烯生產的最大容積為200m3懸浮聚合過程:首先向反響釜中投加去離子水開動攪拌然后加分散劑、pH調節劑以及必要的其他助劑,如清釜劑、分子量調節劑等再投加單體加熱到反響溫度
10、后投加引發劑,以防止產品分子量分布過寬聚合反響完畢:工業上用監控壓力來控制氯乙烯反響的完畢,而苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯則根據反響時間予以控制,一般轉化率達80-90停頓反響完畢時:添加鏈終止劑以破壞剩余引發劑清釜:去除可能粘結于釜壁和攪拌器上聚合物(3) 單體回收及后處理:回收末反響單體:氣態單體減壓即可,常壓下為液體的單體則較長時間加熱,單體也可與水共沸脫出離心別離:經離心機脫水、洗滌后得到濕樹脂顆粒。用粉狀無機物作為分散劑時,用稀酸洗滌以去除枯燥:一般用氣流式枯燥塔。但聚氯乙烯樹脂外表粗糙有空隙,氣流枯燥僅可脫除外表吸附水分,須用沸騰床枯燥器或轉筒式枯燥器進一步枯燥27. 懸浮聚合過程中影響
11、顆粒大小及其分布的因素5328. 懸浮聚合加料順序5529. 典型懸浮聚合工藝:聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯懸浮聚合特點:氯乙烯的懸浮聚合是一種在單體相和聚合物相中同時發生的特殊的沉淀聚合。氯乙烯是很活潑的單體,其自由基由于共軛效應也相當活潑,因此自由基容易向氯乙烯單體發生鏈轉移。如果沒有單體的鏈轉移,根據鏈增長速度與鏈引發速度的關系預測聚氯乙烯的分子量應比實際大約要大七倍。這說明一個動力學鏈在它真正失去活性以前,往往已與單體分子轉移過24次。聚苯乙烯懸浮聚合特點:聚合反響速度隨反響溫度增高而加快,聚合物的分子量主要取決于引發劑的濃度。由于苯乙烯聚合中自加速效應不明顯,所以反響中期和后期反響速率
12、無明顯增加。在反響后期提高聚合溫度到100一140進展“熟化處理,目的是加速單體的反響并驅除剩余單體,使聚合物中剩余單體含量降至1以下。聚苯乙烯因溶于自身單體中,故聚合物粒子始終保持均相。聚合過程中反響體系pH值會逐漸降低。30. 溶液聚合中溶劑對聚合反響的影響57(1) 溶劑對引發劑分解速度的影響:水作溶劑時對引發劑的分解速度影響小;有機溶劑則有不同程度影響。*些有機極性溶劑和可極化的溶劑對有機過氧化物有誘導分解作用,加快聚合反響速度(2) 溶劑的鏈轉移作用對分子量的影響:溶液聚合過程中可能發生自由基向溶劑分子進展鏈轉移的反響,一般來說鏈轉移常數隨溫度的升高而增大。鏈轉移常數越大,分子量越低
13、(3) 溶劑對聚合物分子的支化與構型的影響:支鏈構造產生原因是自由基向大分子進展鏈轉移反響,因此反響體系中有溶劑時,則可降低向大分子進展鏈轉移反響31. 溶劑的選擇應注意的問題:考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性;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劑的誘導分解作用;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。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;溶劑的毒性、平安性和生產本錢32. 典型溶液聚合工藝:聚丙烯腈溶液聚合特點聚丙烯腈不溶于丙烯腈,但丙烯腈與丙烯酸甲酯等第二單體共聚合,溶解性能改善,可溶于硫氰
14、酸鈉、二甲基甲酰胺等溶劑中進展均相溶液聚合;丙烯腈溶液聚合中,存在多種鏈轉移反響。因此,一般選擇鏈轉移常數適當的溶劑,且用異丙醇或乙醇作調節劑;丙烯腈聚合中,采用不同溶劑、不同的聚合方法,對引發劑的選擇也有所不同;丙烯腈單體活性較大,可以同許多單體進展共聚改性,為改善腈綸纖維性能奠定了根底。丙烯腈水相沉淀聚合二步法特點:優點:水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化-復原引發體系,引發劑分解活化能較低,可在30-55甚至更低的溫度下進展聚合,所得產物色澤較白;水相沉淀聚合的反響熱易于排除,聚合溫度容易控制,從水相得到的產品分子量分布較均一;聚合速率快,聚合物粒子比較均勻,轉化率較高;聚合物漿液易于處理,
15、對于紡絲溶液硫氰酸納水溶液的純度要求不象均相法要求的純度那樣高,可省去溶劑回收過程;聚丙烯腈固體粒子枯燥后可作半成品出售,以供其它化纖廠紡絲;選用適當的氧化-復原引發體系,如以過硫酸鹽作為氧化劑,可使聚丙烯腈分子中含有磺酸基團,可染性增強,使第三單體用量減少,節約本錢。缺點:聚丙絲腈固體用溶劑重新溶解,以制成紡絲原液,比一步法增加一道生產工序;聚合物漿狀物別離、枯燥耗能較大。33. 聚丙烯腈基碳纖維制造方法:氣相法,有機纖維碳化法預氧化處理的原因:PAN的Tg低于100,分解前會軟化熔融,不能直接在惰性氣體中進展碳化。先在空氣中進展預氧化處理,使PAN的構造轉化為穩定的梯形六元環構造,就不易熔
16、融。另外,當加熱足夠長的時間,將產生纖維吸氧作用,形成PAN纖維分子間的化學鍵合。石墨化:在25003000的溫度下,密封裝置,施加壓力,保護氣體中進展。目的是使纖維中的結晶碳向石墨晶體取向,使之與纖維軸方向的夾角進一步減小以提高碳纖維的彈性模量。外表處理:目的是提高碳纖維增強復合材料中碳纖維與基體的結合強度;途徑為去除外表雜質;在纖維外表形成微孔或刻蝕溝槽,從類石墨層面改性成碳狀構造以增加外表能;引進具有極性或反響性官能團;形成能與樹脂起作用的中間層液相氧化法與氣相氧化法比較:液相氧化的效果比氣相氧化法好,條件適當時,復合材料的剪切強度可增加1倍以上,而纖維的強度僅略有下降。原因是液相時只氧
17、化纖維外表,而氣相氧化劑可能滲透較深,尤其在外表有微裂和缺陷處。但液相氧化多為間歇操作,處理時間長,操作繁雜,難以和碳纖維生產線直接相連接。34. 外表活性劑的作用原理6535. 簡述乳液聚合原理,討論乳液聚合生產過程及產品質量的影響因素,并舉例說明乳液聚合生產工藝的應用乳液聚合:單體和水在乳化劑作用下形成的乳狀液中進展聚合反響的一種聚合物生產方法乳液聚合生產過程:68分散階段:參加乳化劑,濃度低于CMC時形成真溶液,高于CMC時形成膠束;參加單體,按在水中的溶解度以分子狀態溶于水中,更多的溶解在膠束形成增溶膠束,還有的形成小液滴,即單體液滴。單體、乳化劑在單體液滴、水相及膠束間形成動態平衡。
18、乳膠粒生成階段(增速期):引發劑溶解在水中,分解形成初始自由基。引發劑在不同的場所引發單體生成乳膠粒: 進入增溶膠束,引發聚合,形成乳膠粒膠束成核; 引發水中的單體低聚物成核未成核膠束消失標志這一階段完畢乳膠粒長大階段恒速期:沒有膠束,乳膠粒數目恒定,聚合反響在乳膠粒中繼續進展。單體、乳化劑及自由基三者在單體液滴、乳膠粒和水相之間建立平衡。單體液滴消失標志這一階段完畢。聚合完成階段減速期:體系中只有水相和乳膠粒兩相。乳膠粒由單體和聚合物兩局部組成,水中的自由基可以繼續擴散入使引發增長或終止,但單體再無補充來源,聚合速率將隨乳膠粒單體濃度的降低而降低。該階段是單體聚合物乳膠粒轉變成聚合物乳膠粒的
19、過程。產品質量影響因素:應用:36. 可以不用乳化劑的乳液聚合66依靠過硫酸鹽引發劑分解生成的-SO42-基團位于端基而生成穩定的膠乳;水溶性單體在不存在外表活性劑膠束的條件下,也可形成穩定的膠乳37. 常用破乳方法67參加電解質;改變pH值的破乳;冷凍破乳;高速離心破乳;機械破乳;參加有機沉淀劑破乳38. 自由基乳液聚合中乳化劑的分類并舉例說明,并簡述不同乳化劑的穩定性作用原理乳化劑:使不溶于水的液滴與水形成穩定分散體系-乳化液的物質。可分為:(1) 高分散性粉狀固體物作用原理:它被吸附于分散相液滴的外表,好似形成了固體薄層因而阻止了液滴聚集(2) 可溶性天然高分子化合物:蛋白質、糖類作用原
20、理:在分散相液滴外表形成了堅韌的薄膜,因而阻止了液滴聚集(3) 外表活性劑:環氧乙烷聚合物、聚乙烯醇等作用原理:使分散相和分散介質的界面力降低,也就是降低了界面自由能,從而使液滴自然聚集的能力大為降低;外表活性劑分子在分散相液滴外表形成規則排列的外表層;液滴外表帶有一樣的電荷而排斥,所以阻止了液滴聚集39. 乳化劑的作用和選擇72作用:使單體在乳狀液中穩定;使單體在膠束中增溶;使聚合生成的聚合物膠乳粒子穩定;增加聚合物的溶解性;對引發聚合反響起催化作用;產生鏈轉移反響或起阻聚作用選擇:選擇的乳化劑HLB值應和進展的乳液聚合體系匹配;選擇與單體化學構造類似的乳化劑;所選用的離子型乳化劑的三相點應
21、低于反響溫度;所選用的非離子型乳化劑的濁點應高于反響溫度;應盡量選用臨界膠束濃度小的乳化劑;選擇乳化劑時應考慮其后的生產工藝;乳化劑用量應超過CMC,一般為單體量的2-10%。增加乳化劑量,反響速度加快,但回收單體時易產生大量泡沫40. 乳液聚合不同操作方式特點76間歇操作:聚合體系的放熱很不均勻,反響受冷卻系統的限制;生產共聚物時,較難控制其組成;多種因素對膠乳粒徑分布加寬有影響半連續操作:可用加料速度控制聚合速度和放熱速度;可控制共聚物組成和所得膠粒顆粒形態,使顆粒形態均一;后添加單體的方式容易通過反響過程中易凝聚的階段,可生產高固含量膠乳;后加單體的方式易產生支鏈連續操作:多釜串聯連續操
22、作,聚合全過程中各釜放熱量穩定易控制;單位體積反響釜生產能力高于間歇或半連續法,產品性能穩定;膠乳粒徑和分子量分布窄;除第一聚合釜,局部單體可在其他聚合釜進料,可提高生產能力,減少“結垢,提高固含量41. 乳液聚合反響條件的控制:反響溫度的控制、反響終點的控制7842. 乳液聚合別離未反響單體和后處理7943. 氯乙烯乳液聚合主要特征聚氯乙烯乳膠粒徑一般在0.2m以下,分散極細,在工業上開展了乳液種子聚合方法,可以到達使乳膠粒徑增大的目的;乳膠粒的數目隨乳化劑濃度的變化而急劇變化,但與聚合速率的變化相對而言則很小;粒子數目與引發劑濃度無關,但反響速度隨引發劑濃度的增加而增加;乳液聚合產物的分子
23、量與一樣反響條件下懸浮聚合法產物的分手量相似,主要與反響溫度有關;聚合轉化率到達7080左右時,一般會有自動加速效應產生(通常稱為翹尾巴),從而得到高分子量的高聚物第四章 離子聚合與配位聚合生產工藝1. 自由基聚合反響與離子聚合反響的異同82一樣:具有鏈引發、鏈增長、鏈終止、鏈轉移不同:自由基聚合過程中引發劑種類對鏈增長反響無影響,但離子聚合過程中由于對應離子的存在,所以其種類的不同會明顯影響增長鏈末端的性質;反響介質通常對自由基聚合反響過程中的鏈增長無影響或影響很小,而在離子聚合中反響介質不僅明顯影響聚合反響動力學而且還影響所得大分子的分子鏈構造。2. 簡述陰離子聚合、陽離子聚合的特點及工業
24、應用83(1) 陽離子聚合:特點:快引發、快增長、易轉移、難終止。由于陽離子增長鏈末端具正電荷,所以具有親核性的單體或堿性單體易于發生陽離子聚合反響,但容易從單體分子中奪取質子而發生向單體鏈轉移的副反響或與親核雜質反響而終止。即使在很低的溫度下,也容易發生鏈轉移反響,因而不易得到高分子量產品。由于碳正離子非常活潑,陽離子聚合反響難以控制。工業應用:聚異丁烯:在陽離子引發劑AlCl3、BF3等作用下聚合,可改變反響條件得到不同分子量的產品。異丁烯與少量異戊二烯的共聚物稱作丁基橡膠聚甲醛:三聚甲醛與少量二氧五環經陽離子引發劑AlCl3、BF3 等引發聚合。用作熱熔粘合劑、橡膠配合劑聚乙烯亞胺:主要
25、是環乙胺、環丙胺等經陽離子聚合反響。用作絮凝劑、粘合劑、涂料以及外表活性劑(2) 陰離子聚合:特點:快引發、慢增長、無轉移、無終止。陰離子聚合通常在極性溶劑中進展,鏈增長反響是通過單體插入到離子對中間完成的,離子對的存在形式對聚合速率、聚合度和構造均有影響。活性鏈帶有一樣電荷,不能偶合,也不能歧化;即使活性中心向單體轉移或異構化產生終止也難于發生,因此無雜質的聚合體系中苯乙烯、丁二烯等單體極難發生終止反響,活性鏈壽命很長。工業應用:用于凝膠滲透色譜分級的分子量狹窄的標準試樣參加特殊試劑合成鏈端具有OH、COOH、SH等功能基團的聚合物利用先后參加不同種類單體進展陰離子聚合的方法合成AB型、多嵌
26、段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物3. 何為活性聚合物,為什么陰離子聚合可為活性聚合.舉例說明陰離子聚合的應用活性聚合物:適當條件下,不發生鏈轉移或鏈終止反響,而使增長的活性鏈直至單體耗盡仍保持活性的聚合物陰離子原因:活性鏈帶有一樣電荷,不能偶合,也不能歧化;即使活性中心向單體轉移或異構化產生終止也難于發生,因此無雜質的聚合體系中苯乙烯、丁二烯等單體極難發生終止反響,活性鏈壽命很長應用:用于凝膠滲透色譜分級的分子量狹窄的標準試樣參加特殊試劑合成鏈端具有OH、COOH、SH等功能基團的聚合物利用先后參加不同種類單體進展陰離子聚合的方法合成AB型、多嵌段、星形、梳形等不同形式的嵌段共聚物4. 什
27、么是Ziegler-Natta催化劑,它的組成如何作業5. 配位聚合特點產物立構規整性好、相對分子量高、支鏈少、結晶度高。單體首先與親電性金屬配位形成絡合物;反響具有陰離子性質;經過四元環插入過程;定向性;對單體具有選擇性;對溶劑要求嚴格;原料純度要求很高6. 高活性Zieglar-Natta催化劑897. 乙烯配位聚合影響因素(1) 影響聚合反響速率因素:Al/Ti比;擴散的影響;催化劑長效因素(2) 影響分子量的因素:單體濃度;反響時間;鏈轉移劑(3) 影響支化度的因素:活性大分子鏈向單體轉移及自身-脫氫轉移形成端烯基大分子;乙烯二聚體生成少量1-丁烯,再與乙烯共聚而支化;乙烯與-烯烴配位
28、共聚8. 高密度聚乙烯生產方法(1) 氣相流化床法:生產過程是連續的,產品的費用指數最低,但單獨一個反響器中生產多牌號產品將使本錢大為增加(2) 中壓溶液法:不僅能生產HDPE也能生產LLDPE,與氣相本體法比較,中壓溶液法具牌號變更轉變本錢是所合工藝方法中最低的(3) 攪拌釜重稀釋法:生產本錢與其他各法相當,但費用指數是各法中最高的(4) 環管反響器法:環管反響器控制溫度極為方便9. 線性低密度聚乙烯生產方法(1) 低壓氣相法:工藝簡單、技術成熟、經濟效益突出,適宜大規模工業生產(2) 溶液法:生產歷史長技術也較成熟,但工藝過程復雜,不宜生產低熔體指數、分子量高的LLDPE,但產品性能好,有
29、較高的競爭力(3) 漿液法:雖然采用低沸點溶劑解決了聚合中樹脂的溶解和溶脹問題,但溶劑來源有限,不利于工業化生產(4) 高壓法:生產LLDPE采用配位催化劑代替傳統高壓法用過氧化物引發劑進展自由基聚合,發揮了乙烯高壓本體聚合不需要溶劑,引發劑用量聚合物不需后處理等優點10. 離子聚合生產工藝特點96(1) 對溶劑要求:從離子對的穩定和引發劑考慮,使用弱極性溶劑和低溫條件;H2O和雜質對引發劑和影響大,所以溶劑純度要求高(2) 溶劑的選擇:溶劑的極性大小、溶劑化能力;對聚合增長鏈活性中心不發生鏈終止或鏈轉移等反響;不影響引發劑活性,雜質少;考慮不同溶劑對聚合反響速度、聚合物構造發生的影響;具有適
30、當的熔點和沸點,在聚合溫度下保持流動狀態;對單體、引發劑(催化劑)和聚合物的溶解能力;本錢、毒性、污染等因素(3) 反響溫度:影響聚合速度、產率、聚合度、構造規整度以及副反響等。陽離子聚合制備高分子量產品時應在低溫下反響,陰離子聚合活性中心較穩定,可在室溫或更高溫度下進展(4) 產品分子量及分布:如有較多雜質,產物分子量低;高純度時,則產品分子量增長程度一樣,分子量分布窄11. 配位聚合生產工藝特點97(1) 催化劑種類及其組分影響:以Zieglar-Natta催化劑系類應用最為廣泛,Ti2+活性中心催化乙烯進展聚合但不能使丙烯進展聚合,而Ti3+活性中心則可催化乙烯和丙烯聚合。隨催化劑單位質
31、量的鈦量的增加,單位質量鈦的催化活性降低。參加的路易斯堿量增加,定向度越高,聚合活性越低。(2) 空間位阻效應:單體位阻效應越大,鏈增長速率越低(3) 反響溫度:聚乙烯80-150,聚丙烯65-80(4) 氫對鏈增長速度的影響:在一些催化劑體系,氫壓力增加則聚合速度加快,最后達一極限值。原因是在高濃度單體和分子氫條件下,可創造新的活性中心從而提高反響速度(5) 產品分子量分布:配位聚合所得聚合物分子量分布寬,分布指數通常大于10。共聚反響所得共聚物的非均一性也很大12. 離子聚合與配位聚合生產工藝99(1) 原料準備a. 單體:純度要求>99%(甚至99.95%),原料單體必須進展精制b
32、. 溶劑:溶劑必須進展精制以脫除水分和有害雜質。離子聚合用弱和非極性溶劑如仲胺、芳烴、鹵化烴等;配位聚合溶劑則主要是脂肪烴。(2) 催化劑制備a.催化劑在配制過程中應嚴格控制。種類、用量和配制條件包括加料次序、溫度以及放置溫度與時間等對活性都有影響b. 活化處理:*些載體固相催化體系CrO3-Al2O3-SiO2(Phillips催化劑),需經活化處理條件:400-800,枯燥空氣中進展c. 化處理:使二元以上催化劑的各組分相互反響,轉變為具有活性的催化劑(3) 聚合工藝過程a. 操作方式:分為間歇操作和連續操作b. 聚合方法與工藝流程:淤漿法:聚合物不溶于溶劑而在溶劑中形成漿狀,漿狀物是逐漸
33、生成淤集的,所以稱之為淤漿法。主要應用于高密度聚乙烯和聚丙烯丁基橡膠等的生產。淤漿法可提高聚合物濃度和生產能力,但聚合物以沉淀狀析出,易沉積在聚合釜底及管道中,致使產生阻塞溶液法:溶液法用于中壓聚乙烯、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、乙丙橡膠、丁苯橡膠等。催化劑效率低時,需要脫灰工序。聚合體系的粘度隨反響的進展不斷上升,因而必須限制聚合物濃度,這是溶液法生產能力低的主要原因。本體法:分為氣相本體聚合法和液相本體聚合法二種。此法僅使用單體和催化劑,產品純度高,節省溶劑回收工序,生產工藝簡化,生產能力提高。穩定性差,控制反響困難,可能發生暴聚。氣相本體聚合法適用于聚乙烯或聚丙烯以及它們的共聚物生產;
34、液相本體聚合法適用于聚丙烯。(4) 聚合裝置:用于淤漿法和溶液法的環式反響器、釜式反響器;用于氣相本體法的沸騰床反響器,裝有攪拌裝置的流動床反響器,裝有攪拌裝置和隔板的臥式反響器等。(5) 后處理:a. 脫單體:配位聚合反響單體一般是氣體,在脫單體釜對漿液或溶液進展減壓或閃蒸,可別離末反響單體b. 脫灰:催化劑效率較低時須經脫灰處理。其方法是脫除未反響單體后的物料用醇(甲醇、乙醇、異丙醇等極性物質)破壞催化劑的活性并使之轉變為可溶于醇的化合物c. 別離枯燥:經脫灰處理的漿液首先用離心機進展液-固別離。別離出來的溶劑送往溶劑回收工段,進展精餾回收溶劑。離心別離得到的聚合物濾餅尚含有30%-50%
35、有機溶劑,必須進展枯燥。枯燥裝置采用沸騰床枯燥器、氣流枯燥器和回轉式圓筒枯燥器。由于揮發物是有機溶劑,所以熱載體采用氮氣d. 回收處理:聚乙烯和合成橡膠:精餾別離、回收溶劑聚丙烯:將無規物與溶劑別離e. 造粒:將粒狀樹脂與必要的添加劑混合后,經熔融擠出,切粒包裝后的商品聚乙烯或聚丙烯第五章 縮合聚合生產工藝1. 分別簡述線型縮聚物和體型縮聚物的定義、應用和生產方法107作業2. 線型所聚物生產工藝特點110(1) 縮聚反響為逐步進展的平衡反響(2) 原料配比和體系中的雜質將明顯影響產品分子量(3) 縮聚物端基的活性基團將影響成型時的熔融粘度和分子量(4) 反響析出的小分子必須及時脫除3. 簡述
36、四種線型縮聚物生產工藝的定義并比較它們的優缺點和應用圍113作業4. 熔融縮聚生產工藝1145. 溶液縮聚生產工藝1186. 界面縮聚生產工藝1207. 固相縮聚生產工藝1248. 熱固性高分子材料的生產126第一階段:生產具有反響活性的低分子量合成樹脂第二階段:應用與成型階段9. 酚醛樹脂與脲醛樹脂生產工藝比較129第六章 逐步加成聚合物的生產工藝1. 逐步加成反響的定義及特點1312. 聚氨酯的定義和反響通式1323. 從分子構造進展分析說明為什么異氰酸酯具有很高的反響活性1324. 異氰酸酯的化學反響1325. 聚氨酯樹脂合成方法1346. 聚氨酯的主要原料:異氰酸酯138、多元醇化合物
37、143、擴鏈劑145、催化劑及其他助劑1467. 聚酯多元醇和聚醚多元醇的比較1458. 聚氨酯的類型147(1) 線型聚氨酯:二元異氰酸酯與短鏈二元醇,生成的樹脂非常堅韌,應用少;二元異氰酸酯與長鏈二元醇,生成具有彈性的高聚物(2) 嵌段型聚氨酯:利用聚酯或聚醚型HOOH長鏈,先生成預聚體,再經擴鏈反響而得到聚酯或聚醚型嵌段的聚氨酯(3) 交聯型聚氨酯:一級交聯型通過化學鍵交聯,二級交聯型*些極性基團的氫鍵交聯9. 聚氨酯的構造與性能關系148(1) 光穩定性:ONC RNCO中的R為脂肪族鏈光穩定性好,芳香族鏈則會變黃(2) 聚能:酯基的聚能大于醚基,所以聚酯二元醇PU鏈間的作用力較大,耐熱性、機械強度較高(3) 存在交聯構造:影響耐熱性、密度等(4) 耐熱穩定性:酯、醚 >> 脲、氨基甲酸酯 >>脲基甲酸酯 、縮二脲10. 從大分子構造方面闡述聚氨酯為什么會有廣泛的應用和優異的性能14711. 聚氨酯泡沫塑料合成原理150(1) 成泡原理a. 泡沫的形成:在成泡劑的作用下,產生泡沫
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