《聚合物合成实用工艺学》习题集
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选择题1.聚合反应在生产中究竟选择哪一种方法,须由()来决定。
a.单体的性质b.聚合产物的用途c.单体的性质和聚合产物的用途2.聚氯乙烯聚合常用的引发剂是()。
a.有机过氧化物b.偶氮类引发剂c.复合型引发剂3.ABS树脂是()三元共聚物。
a.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯b.丙烯腈-异戊二烯-苯乙烯c.丙烯腈-丁二烯-乙烯5.生产丙纶的主要单体是()。
a.丙烯b.乙烯c.丙烯腈6. 丙烯酸应用下列那种方法精制()A 碱洗水洗蒸馏B 重结晶C 减压蒸馏D 萃取7.乳液聚合生产过程中,破乳方法不包括(B )。
A 强烈搅拌B 加热C 加入电解质D 调节pH8.对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择(A )搅拌器。
A 螺带式B 平浆式C 锚式D 旋浆式9.本体法生产有机玻璃的特点不包括()。
A 提高聚合速率,分子量降低B 反应体系粘度高,散热困难C 分子量分布窄D 产品后处理简单12.乙烯高压自由基本体聚合中,得到的是(D )。
A HPLDPEB HPHDPEC LLDPED LHDPE13.乳液聚合的主要场所是(B)。
A 胶束B 增容胶束C 单体液滴D 单体分子14.C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(C )的方法进行分离。
A 闪蒸B 水蒸气蒸馏C 萃取精馏D 减压蒸馏15.自由基聚合中,可以同时提高反应速率和分子量的聚合是(B)。
A 本体聚合B 乳液聚合C 悬浮聚合D 溶液聚合16.自由基聚合中,悬浮聚合在较高温度下进行时,可以选用()做分散剂。
A 聚乙烯醇B 羟丙基纤维素C 明胶D 碳酸镁17.用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后,用()洗涤以除去分散剂。
A 稀碱B 稀酸C 去离子水 D十二烷基苯磺酸钠18.BPO常常和()组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
A 亚硫酸钠B 硫代硫酸钠C 二甲苯胺D 硫酸亚铁20.可以制成AB型,多嵌段等不同形式的嵌段共聚物的主要聚合方法为()。
聚合物合成⼯艺学-复习题填空题1.塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三⼤合成材料。
2.五⼤通⽤塑料是聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯、聚氯⼄烯和ABS树脂3.五⼤⼯程塑料是聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。
4.塑料的原料是合成树脂和添加剂(助剂)。
5.制造橡胶制品时加⼊硫化剂的作⽤是使线形合成橡胶分⼦变成松散的交联结构6.离⼦聚合及配位聚合反应实施⽅法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。
7.⾼分⼦合成⼯业的任务是将简单的有机化合物,经聚合反应使之合成为⾼分⼦化合物。
8.废旧塑料回收利⽤的⽅式及其特点。
作为材料再⽣循环利⽤:再处理后降级使⽤;作为化学品循环利⽤:降解,⾼温裂解或催化裂解;作为能源回收利⽤:粉碎作燃料9.⽯油裂解⽓经分离可得到⼄烯、丙烯、丁烯、丁⼆烯;⽯油炼制产⽣的液体经加氢催化重整可转化为芳烃,萃取分离可得苯、甲苯、⼆甲苯等。
10.炼焦(⾼温⼲馏):煤在焦炉内隔绝空⽓加热到1000℃,可获得焦炭、化学产品和煤⽓。
11.⾼分⼦合成材料可分为塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离⼦交换树脂等。
12.三⼤合成纤维是聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维。
13.⾼分⼦合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。
14.塑料⽣产中稳定剂的作⽤是防⽌成型过程中⾼聚物受热分解或⽼化。
润滑剂的作⽤是在⾼聚物成型过程中附着于材料表⾯以防⽌粘着模具,并增加流动性。
15.⼤型⾼分⼦合成⽣产装置的过程可分为:原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。
核⼼是聚合反应过程。
16.⾃由基聚合的实施⽅法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。
17.⾼分⼦合成⼯业的任务是将基本有机合成⼯业⽣产的单体,经过聚合反应合成⾼分⼦化合物,从⽽为⾼分⼦合成材料成型⼯业提供基本原料.18.⾼分⼦化合物⽣产流程评价的内容包括:⽣产⽅式、产品性能、原料路线、能量消耗与利⽤、⽣产技术⽔平考查。
19.⽯油是⽣产重要基本有机化⼯原料⼄烯、丙烯、丁⼆烯、苯、甲苯、⼆甲苯(通称“三烯三苯”)的原料。
选择题1.聚合反应在生产中究竟选择哪一种方法,须由()来决定。
a.单体的性质b.聚合产物的用途c.单体的性质和聚合产物的用途2.聚氯乙烯聚合常用的引发剂是()。
a.有机过氧化物b.偶氮类引发剂c.复合型引发剂3.ABS树脂是()三元共聚物。
a.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯b.丙烯腈-异戊二烯-苯乙烯c.丙烯腈-丁二烯-乙烯5.生产丙纶的主要单体是()。
a.丙烯b.乙烯c.丙烯腈6. 丙烯酸应用下列那种方法精制()A 碱洗水洗蒸馏B 重结晶C 减压蒸馏D 萃取7.乳液聚合生产过程中,破乳方法不包括(B )。
A 强烈搅拌B 加热C 加入电解质D 调节pH8.对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择(A )搅拌器。
A 螺带式B 平浆式C 锚式D 旋浆式9.本体法生产有机玻璃的特点不包括()。
A 提高聚合速率,分子量降低B 反应体系粘度高,散热困难C 分子量分布窄D 产品后处理简单12.乙烯高压自由基本体聚合中,得到的是(D )。
A HPLDPEB HPHDPEC LLDPED LHDPE13.乳液聚合的主要场所是(B)。
A 胶束B 增容胶束C 单体液滴D 单体分子14.C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(C )的方法进行分离。
A 闪蒸B 水蒸气蒸馏C 萃取精馏D 减压蒸馏15.自由基聚合中,可以同时提高反应速率和分子量的聚合是(B)。
A 本体聚合B 乳液聚合C 悬浮聚合D 溶液聚合16.自由基聚合中,悬浮聚合在较高温度下进行时,可以选用()做分散剂。
A 聚乙烯醇B 羟丙基纤维素C 明胶D 碳酸镁17.用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后,用()洗涤以除去分散剂。
A 稀碱B 稀酸C 去离子水 D十二烷基苯磺酸钠18.BPO常常和()组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
A 亚硫酸钠B 硫代硫酸钠C 二甲苯胺D 硫酸亚铁20.可以制成AB型,多嵌段等不同形式的嵌段共聚物的主要聚合方法为()。
1.高分子合成材料的生产过程答: 1)原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备 2)催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应 3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量 4)分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率 5)聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6)回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境4.生产单体的原料路线有几条?比较它们的优缺点。
答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线6.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响?答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。
高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多。
影响:这种PE加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性7.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点?答:1)以水为分散介质,价廉,不需回收,安全,易分离.2)悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3)颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4)需要一定的机械搅拌和分散剂5)产品不如本体聚合纯净 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续8.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何区别?这些区别是如何形成的?答:XJ-规整的圆球状,即乒乓球状,粒度大小不均;XS-多孔性不规则颗粒,即棉花团.所选用的分散剂不同,疏松型的PVC树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚.9.简述PVC悬浮聚合工艺过程答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体,2、聚合:升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2C3、分离:当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为加链终止剂,4、聚合物后处理:然后进入单体回收,干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.10.试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?(悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布)答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度,密度和表面张力等;分散剂.11.试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料.水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶体中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.12.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用:a溶剂对引发剂分解速度的影响 b溶剂的链转移作用对分子量的影响c溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响.溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 b溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值 e溶剂的毒性,安全性和生产成本.13.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合:1)可能与引发剂产生的作用 2)熔点或沸点的高低 3)容易精制提纯 4)与单体、引发剂和聚合物的相容性等因素 5)充分干燥 6)溶剂极性大小 7)对离子活性中心的溶剂化能力。
聚合物合成工艺学部分复习题的参考答案一、针对工业上悬浮法聚合生产聚氯乙烯的的生产工艺,回答下列问题:1、写出聚氯乙烯向单体转移终止的反应式。
2、简述悬浮法生产聚氯乙烯的工艺过程。
(1)准备:计量去离子水→聚合釜→开启搅拌→依次加悬浮剂溶液、水相阻聚剂硫化钠溶液、缓冲剂碳酸氢钠溶液。
(2)聚合:聚合釜内升至规定温度→加溶有引发剂的单体溶液→开始聚合(严格控温,温度波动≤±0.2℃,冷凝器用于单体蒸发冷凝回流排出聚合热)→釜压达规定值→结束反应→加链终止剂→贮液罐。
(3)分离单体:贮液罐→减压脱除大部分未反应单体→含 2-3% VC 的 PVC 浆料→热交换器预热→单体剥离(汽提)塔顶,PVC 浆料与塔低通人的热的水蒸气做逆向流动,VC 与水蒸气一同逸出→ PVC 浆料(10-5 - 10-6 VC 质量分数)→塔底→热交换器冷却。
(4)聚合物后处理:经冷却的 PVC 浆料→离心机,脱除盐水,得到含水 20-30%的滤饼→螺旋输送机→气流干燥器,热风干燥→旋风分离器,除去湿的空气→沸腾床干燥器,挥发物 < 0.3%-0.4% →滚筒筛,筛分除去大颗粒树脂→料斗→成品包装。
3、氯乙烯的沉淀悬浮聚合只到转化率 70%后才有明显的自动加速现象,为什么?转化率 70%之前,体系内存在含 VC 27%的PVC 树脂颗粒(凝胶体)和单体液滴,聚合热由单体液滴的蒸发冷凝排除,同时由于凝胶体内 PVC 分子链堆砌疏松,能进行正常的链增长和向单体转移的链终止反应,自动加速现象尚不明显。
转化率达 70%时,体系内单体液滴已近乎消失,同时由于转化率的提高,凝胶体内 PVC 分子链堆砌较紧密,链终止反应受阻,而凝胶体内尚能进行正常的链增长,因此自动加速现象明显,转化率 80%后聚合反应速率逐渐降低。
二、针对工业上丁基橡胶的生产工艺,回到下列问题:1、设计合成丁基橡胶的大致生产配方。
异丁烯/ 异戊二烯:质量比为97 : 3 ;异丁烯的质量分数为25%-40%;溶剂氯甲烷,质量分数为50%-70%;引发剂AlCl3 :0.2% - 0.3% (以单体量计算);共引发剂水:0.002%(以AlCl3 量计算);分子量调节剂:乙烯或丙烯。
《聚合物合成工艺学》各章重点第一章绪论1.高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致,催化剂配置,聚合反应过程,分离过程,聚合物后处理过程,回收过程2.聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却,夹套附加内冷管冷却,内冷管冷却,反应物料釜外循环冷却,回流冷凝器冷却,反应物料部分闪蒸,反应介质部分预冷。
3. 聚合反应设备1、选用原则:聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特性、聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响、经济效应。
2、搅拌的功能要求及作用功能要求:混合、搅动、悬浮、分散作用:1)推动流体流动,混匀物料;2)产生剪切力,分散物料,并使之悬浮;3)增加流体的湍动,以提高传热效率;4)加速物料的分散和合并,增大物质的传递效率;5)高粘体系,可以更新表面,使低分子蒸出。
第二章聚合物单体的原料路线1.生产单体的原料路线有哪些?(教材P24-25)石油化工路线,煤炭路线,其他原料路线(主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料)2.石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料?并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品?(教材P24-25、P26、P31)得到单体和原料:乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。
得到聚合物:聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。
3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1.自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。
聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。
2.引发剂及选择方法,调节分子量方法种类:过氧化物类、偶氮化合物,氧化还原体系。
选择方法:(1)根据聚合操作方式和反应温度条件,选择适当分解速度的引发剂。
(2)根据引发剂分解速度随温度的不同而变化,故根据反应温度选择适引发剂。
(3)根据分解速率常数选择引发剂。
合成实⽤⼯艺学课后习题第⼀章绪论⼀、填空题1、对于均相反应体系,搅拌器的作⽤主要是__加速传热_;对于⾮均相反应体系,搅拌器则有___加速传热和____传质__的双重作⽤。
2、⼯业上合成树脂的⼲燥⽅法,主要是_⽓流⼲燥机沸腾⼲燥_。
当树脂含有机溶剂时,或粉状树脂对空⽓的热氧化作⽤敏感时,则⽤加热的____氮⽓__作为载热体进⾏⼲燥;3、⼯业上当合成树脂含⽔时,通常⽤加热的_____空⽓__作为载热体进⾏⼲燥;⼆、选择题1、对于低粘度聚合物的溶液聚合反应釜应选择(D)搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式2、C4馏分中所含的丁烷、丁⼆烯、丁烯各异构体的沸点⾮常相近,可通过(`C)的⽅法进⾏分离。
A、闪蒸B、⽔蒸⽓蒸馏C、萃取精馏D、减压蒸馏3、对于⾼粘度流动性差的合成橡胶的溶液聚合反应釜应选择( C )搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式三、判断题1、聚合物的形态可能是坚硬的固体物、⾼粘度熔体或⾼粘度溶液,所以不能⽤⼀般的产品精制⽅法如蒸馏、结晶、萃取等⽅法对聚合物进⾏精制。
(对)2、经分离操作的合成橡胶,含⽔量40%-50%,可以⽤⽓流⼲燥或沸腾⼲燥的⽅法进⾏⼲燥。
(错)3、⼀般潮湿的合成橡胶胶粒采⽤箱式⼲燥机或挤压膨胀⼲燥机进⾏⼲燥。
(对)第⼆章⽣产单体的原料路线⼀、填空题1、从油⽥开采出来未经加⼯的⽯油称为原油。
2、⽯油裂解⽣产烯烃时,液态烃在⾼温裂解区的停留时间仅为,⽬的是为了减少副反应、提⾼烯烃的收率。
⼆、选择题1、⽯油裂解⽓经精制分离得到的主要产品中,丙烯收率为( D )。
)A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%2、⽯油裂解⽓经精制分离得到的主要产品中,⼄烯收率为(A)。
A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%3、C4馏分中所含的丁烷、丁⼆烯、丁烯各异构体的沸点⾮常相近,可通过(` C)的⽅法进⾏分离。
聚合物合成工艺学题库一、选择题:1. HDPE与LDPE进行比较,前者支链量( B ),机械强度( ),可应用于管材。
A. 少;低B. 少;高C. 多;低D. 多;高2. 在丁苯橡胶乳液聚合中,分别采用( C )低温聚合,和()高温聚合;低温丁苯在()方面优于高温丁苯。
A. 50℃,100℃,极性、弹性、老化性B. 0℃,50℃,加工性能、色泽、老化性C. 5℃,50℃,弹性、强度、加工性能D. 0℃,50℃,极性、弹性、老化性3. 氨基树脂可由下列哪一类化合物进行合成?(C )A. 苯酚与甲醛B. 二元酸与二元胺C. 脲与甲醛D.光气与双酚A4. 本体聚合常采用分段聚合工艺,其目的是(B )A. 降低反应温度B. 导出反应热C. 提高转化率D. 简化工艺5. 离子聚合过程,一般选择(D)工艺。
A. 悬浮聚合B. 乳液聚合C. 本体和悬浮D. 本体和溶液6.悬浮聚合与本体聚合工艺相比,前者(B )。
A. 工艺简单,成本低B. 导热效果好,产物纯度低C. 转化率高,成本低D. 后处理工艺简单7. 乳液聚合生产过程中,破乳方法不包括( B)。
A. 强烈搅拌B. 加热C. 加入电解质D. 调节pH8. 对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择( A)搅拌器。
A. 螺带式B. 平浆式C. 锚式D. 旋浆式9. 下列哪种温度不是国际通用的描述塑料的耐热性能的( D )。
A. 马丁耐热温度B. 维卡耐热温度C. 热扭变温度D. 玻璃化温度10. C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过( C )的方法进行分离。
A. 闪蒸B. 水蒸气蒸馏C. 萃取精馏D. 减压蒸馏11. APP是指( C)。
A. 全同聚丙烯B. 间同聚丙烯C. 无规聚丙烯D. 高分子量聚丙烯12. 用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后,用( B )洗涤以除去分散剂。
A. 稀碱B. 稀酸C. 去离子水D. 十二烷基苯磺酸钠13. BPO常常和(C )组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
适用标准文案聚合物合成工艺学题库一、选择题:1. HDPE 与 LDPE进行比较,前者支链量( B ),机械强度(),可应用于管材。
A.少;低B.少;高C.多;低D.多;高2.在丁苯橡胶乳液聚合中,分别采纳(C)低温聚合,和()高温聚合;低温丁苯在()方面优于高温丁苯。
A. 50 ℃, 100℃,极性、弹性、老化性B. 0℃,50℃,加工性能、色彩、老化性C. 5 ℃, 50℃,弹性、强度、加工性能D. 0℃,50℃,极性、弹性、老化性3.氨基树脂可由以下哪一类化合物进行合成?(C)A.苯酚与甲醛B.二元酸与二元胺C.脲与甲醛D.光气与双酚A4.本体聚合常采纳分段聚合工艺,其目的是(B )A.降低反响温度B.导出反响热C.提升转变率D.简化工艺5.离子聚合过程,一般选择( D)工艺。
A.悬浮聚合B.乳液聚合C.本体和悬浮D.本体和溶液6.悬浮聚合与本体聚合工艺对比,前者(B )。
A.工艺简单,成本低B.导热成效好,产物纯度低C.转变率高,成本低D.后办理工艺简单7.乳液聚合生产过程中,破乳方法不包含(B )。
A.激烈搅拌B.加热C.加入电解质D.调理pH8.关于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合, 反响釜应选择( A )搅拌器。
A.螺带式B.平浆式C.锚式D.旋浆式9.以下哪一种温度不是国际通用的描绘塑料的耐热性能的( D )。
A.马丁耐热温度B.维卡耐热温度C.热扭变温度D.玻璃化温度10. C 4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点特别邻近,可经过( C )的方法进行分别。
A.闪蒸B.水蒸气蒸馏C.萃取精馏D.减压蒸馏11.APP 是指( C )。
A.全同聚丙烯B.间同聚丙烯C.无规聚丙烯D.高分子量聚丙烯12.用无机粉末做分别剂的自由基悬浮聚合结束后,用( B )清洗以除掉分别剂。
A.稀碱B.稀酸C.去离子水D.十二烷基苯磺酸钠13.BPO 常常和( C )构成氧化复原引起系统用于自由基聚合。
三次测试的答案
A、为什么熔融缩聚的关键问题是高粘度流体中小分子副产物的脱除?请问有何
措施可以促进小分子副产物脱除?
为了使缩聚反应向生成高聚物的方向顺利进行,在生产过程中必须将反应生成的小分子化合物及时脱离反应区。
措施:(1)采取强有力的抽真空系统
(2)采取激烈的搅拌以加大小分子副产物的扩散面积
(3)改善反应器结构
(4)用化学方法改善小分子副产物的扩散速度
(5)通入惰性气体带走小分子副产物的方法
B、缩聚反应中如何尽量保证功能团的等摩尔比
1、使用高纯度的单体
2、先生成二聚体,再用二聚体进行均聚
3、易挥发组分稍过量
4、聚酯类,先可用一元醇反应,然后用二元醇水解
C、高分子聚合工艺中有哪些典型的原料加料方式?目的何在?
一般分两种方法:一种叫一次法,将全部原料一次投入缩合釜中,升温、搅拌进行聚酯反应;
另一种叫二步法。
目的:一步法操作简便,二步法为了控制转化率和反应温度。
D、简述聚合反应终点控制的方法?
(1)当K为已知时.可求出合成预定聚合度的聚合物所需时间。
(2)但若K较小,逆反应平衡常数K不容忽视,速度方程较为复杂,通常要通过实验确定。
(3)在生产中一般根据经验(电压一定,搅拌马达电流增大),就可估计反应程度,以控制终点
E、简述分离过程优劣的检验标准
①产品是否最大限度地回收了 , 并保证了质量 ;
②原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度地得到了回收、利用 ;
③后处理步骤 , 无论工艺还是设备是否足够简化 ;
④三废量是否达到最小。
聚合物合成工艺学—习题指导1. 简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向答:天然高分子和合成高分子. 天然-棉麻等;合成-塑料橡胶纤维等. 向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展2. 高分子合成材料的生产过程答: 1)原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备2)催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量4)分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率5)聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6)回收过程特点: 回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境3. 简述高分子合成材料的基本原料(即三烯三苯乙炔)的来源答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线4. 简述石油裂解制烯烃的工艺过程答:石油裂解装置大多采用管式裂解炉.石油裂解过程是沸点在350 C 左右的液态烃,在稀释剂水蒸气的存在下,于750-820 高温裂解化为低级烯烃,二烯烃的过程5. 画出C4 馏分制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取.精馏及简单精馏的目的答:萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法.以上操作过程目的是为了得C4 馏分中的丁烷,丁烯与丁二烯分离.简单精馏则是为了出去甲基乙炔,2- 顺丁烯1,2- 丁二烯与高沸点物6. 试述合成高分子材料所用的单体的主要性能,在贮存,运输过程中以及在使用时应注意那些问题?答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物 1 )防止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物 2 )提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力,以免贮罐爆炸3)防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备 4 )防止单体贮存过程发张自聚现象,必要时添加阻聚剂 5 )贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险6)为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护.为防止单体受热后产生自聚现象,单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施;或安装冷却水管,必要时进行冷却.7. 自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?答:影响因素:聚合反应温度,引发剂浓度,单体浓度,链转剂种类和用量.反应温度的升高,所得聚合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量,一般仅为千分之几,严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件;选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量,由于聚合物品种的不同,采用的控制手段可能各有侧重,如PVC 生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关8. 一苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点答:预聚合:原料苯乙烯自苯乙烯车鉴定师送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为80--100C, 聚合物浓度高,预聚温度可提高到115--120C. 而后反应后聚合, 在聚合塔内再升温,循环反应,使发宁完全特点:方法较简单,相对放热量较大,有自动加速效应,形成的聚合物分子量分布较宽,本体聚合流程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材和其他型材9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响?答: 高温状况下,PE 分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多,这种PE 加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性10. 试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改型方向.答:st:尺寸稳定性好,收缩率好吸湿性低,高折光率,易着色,导热系数随温度变化而变化,具有良好的介电性你能和绝缘性,力学性能优异,耐碱、盐酸、磷酸、硼酸等,易燃烧,易发生静电,但不耐硝酸,不溶于非极性烷烃,但易溶于苯,甲苯,二甲苯中,耐候性差,易发生脆化.改性方向:高抗冲击性(加入弹性体),可发性PS (加入发泡剂), 与其他单体进行共聚,有AS AAS MBS ABS 等PMMA:高透明性,无毒无味,且耐候性良好, 优异的无传导性,具有独特的电性能,耐电弧性及不漏电性能好.缺点:力学性能中等,表面硬度低,易被划伤,具有一定的脆性改性:采用MMA与丁二烯共聚,具有表面硬度高,抗冲击性好,MMA与a- 甲基苯乙烯共聚,具有很好的加工成型性.11. 悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响答:机械搅拌-- 防止两项因密度不同而分层分散剂-防止粘稠的液滴粘结成大粒子进而防止结块悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用,被打碎成带条状,再在表面引力作用下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴,重新被打碎成小液滴,而处于动态配横.12. 悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点?答:1)以水为分散介质,价廉,不需回收安全,易分离.2)悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3)颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4)需要一定的机械搅拌和分散剂5)产品不如本体聚合纯净13.均相与非均相粒子状态有什么区别,他们是怎么形成的均相粒子:透明的圆球状,生成的聚合物可溶于单体液滴,形成粘稠液体粘度随转化率上升而上升,当单体转化率上升到一定程度,聚合物占优势后,逐渐转变为透明的圆球状颗粒.非均相粒子:不透明不规整,当生成的聚合物不溶于单体液滴,则链增长到一定程度时就会有沉淀析出,生成初级粒子,然后聚集成次级粒子,为非均相相成核13. 紧密型与疏松型颗粒的PVC 有何区别?这些区别是如何形成的?答:XJ-规整的圆球状;XS-多孔性不规则颗粒.所选用的分散剂不同,疏松型的PVC 树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚.14. 常用的悬浮剂有哪些类型, 各有什么特点?答: 1)水溶性高分子分散剂:高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成高分子保护膜层,从而阻止了两液滴凝结;保护明胶被液滴表面吸附而产生定向排列,产生空间位阻作用.2 )无机粉状分散剂:在液滴表面形成物理保护层,且颗粒越细越稳定,可在高温下使用,可用稀酸除去.15. 悬浮聚合中主要物系组成及其作用答:物系组成:悬浮聚合是多相聚合体系,其中聚合体系由单体分散相(简单单体相)和水连续相(水相)组成.单体想主要由单体引发剂组成,必要时还有调节剂和其他一些特定的配合剂.单体作为反应原料引发剂,诱导使反应进行.其他组分如调节剂,发泡剂等来调节性能.水溶液相主要由水,分散剂及其他助剂所组成.用来对水质控制酸碱度,硬度, 氯离子含量及机械杂质等.16. 简述PVC 悬浮聚合工艺过程答:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚合反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体,升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C 以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2C. 当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为链终止剂,然后进入单体回收,干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.17. 试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?(悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布)答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度, 密度和表面张力等;分散剂.18. 苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程答:高温:ST( 100 )去离子水(140-160 ) NaCO3 (10% ) MgSO4(16%)0.12 苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐0..12 2,6- 叔丁基对苯酚0.025. 工艺过程:ST 高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作,初始反应T为80C,逐渐升温到140,反应t为5-24H,然后酸洗,再经离心分离,脱水干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒低温:苯乙烯100;过氧化异丙苯0.8;石油,醚6-10;紫外线吸收剂(UV-9)0.2 ;分散剂()PVA)4-6;抗氧化剂264 0.3;软水200-300.工艺过程:a.发泡剂处理 b. 操作条件-压力(表压) MPa0.4-0.; 温度 C 90-100; 时间4h c 预发泡 d 熟化 e 成型.19. 苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别?答:苯乙烯:生产工艺:原材料-ST 单体,引发剂阻聚剂,去离子水;工艺过程-高温聚合和低温聚合,P 溶于M, 使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗粒,PVC聚合物不溶于单体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级粒子,最后形成不规则不透明的颗粒20. 试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH 调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶术中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.21. 乳液聚合生产方法特点答: a 集合速度快,分子量高,可同时提高分子量和反应速率;b 以水为介质,成本低,反应体系粘度小,稳定性优良,反应热易排出,可连续操作;c. 乳液制品可直接作为涂料哦和黏合剂,粉料颗粒小,适用与某种特殊适用场合;d. 由于使用乳化剂,聚合物不纯,后处理复杂, 成本高.22. 自由基溶液聚合的特点答a作为传热介质使体系系统传热较易,温度容易控制;体系粘度低,减少凝胶效应,可以避免局部过热;易于调节产品的分子量及其分布.23. 自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用:a溶剂对引发剂分解速度的影响b溶剂的链转移作用对分子量的影响 c 溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响•溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 b 溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性, 安全性和生产成本.24. 在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响答:Cs 增大促使产品由高分子量向低分子量转变;可以降低向大分子进行链转移反应,减少了支链结构.25. PAN 溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在?各有何优缺点?答:一步法:均相溶液聚合,所用的溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合物,聚合结束后,聚合可直接纺丝,使聚合纺丝连续化.二步法:非均相聚合,聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出,需经分离以后用合适的溶剂重新溶解,以制成纺丝原液.一步法只能湿法纺丝且只能生成短纤维,优点是不需要其他溶剂分解,可直接纺丝•二步法:优点:a水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化,还原引发体系,引发剂分解活化能较低,可在30-55C 甚至更低的温度下进行聚合,所的产物色泽较白;b 水乡沉淀聚合的反应热易于排除,聚合温度容易控制,从水相得到的产品分子量比较均匀. C 聚合速率快,聚合物粒子比较均匀,转化率较高; d 聚合物易于处理,可省去溶剂回收过程缺点:需使用溶剂重新溶解,以制成纺丝原液,比一步法增加一道生产工序;就聚合物浆状分离,干燥耗能大.26. 简述溶液聚合生产聚丙烯晴的主要组分及其作用答:单体:丙烯晴,丙烯酸甲酯,第三单体; 分散介质:水引发剂:水溶性的氧化-还原引发体系27. 试论述VAc 溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么用量比单体少的多?反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处?答:因为从聚合速率和分子量两方面考虑,采用甲醇作溶剂时的链转移常数小而且PVAc 的甲醇溶液可进一步醇解为PVA(沸点与要求的聚合温度相近)且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有影响,因此用量要比单体少.28. 简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系答:将生成的PVAc 置于甲醇溶剂中反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解,合成纤维用PVA 的醇解度为96% —100%, 分散剂及织物上浆剂要求醇解毒为80% 左右29. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合:需使中性分子生成离子对,此时要求较高的能量,所以生成的粒子不稳定.必须在聚合前用溶剂在低温下使之稳定,不能使用强极性溶剂.多在低温下弱极性溶剂中反应.选择溶剂的原则应考虑溶剂极性大小,对离子活性中心的溶剂化能力,可能与引发剂产生的作用以及熔点或沸点高低,是否容易精致提纯以及与单体,引发剂和聚合物的相容性等因素.自由基聚合:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性b溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性,安全性和生产成本30. 离子型催化聚合主要有哪几种类型? 答:阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合31. 阴离子配位催化剂的主要组成有哪些?答:主引发剂:IV—VIII 族过渡金属化合物、主要是卤化物共引发剂: I—IIIA 族金属烷基化合物第三组分:有机给电子化合物(N、P、0)载体:Mg的化合物.32. 目前那些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的?答:阳离子:丁苯橡胶阴离子:热塑性弹性体SBS、星形苯乙烯热塑性弹性体配位阴离子:PE、PP33. 溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些?答:丙烯(纯度)99.5% )25%汽油(含水量<25PPm) 75%Ticl3 0.024~0.032%Al(Et)2cl 0.64%H2 100~20PPm34. 比较缩聚与加聚反应特征?答:缩聚:一般遵守逐步聚合机理,反应过程中有小分子副产物产生,每一步反应的速率和活化能大致相同,反应早期转化率就很高,随后低聚物继续反应,体系由分子量递增的一系列中间产物构成,中间产物的两分子都能发生反应加聚:一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链增长、链终止等基元反应进行,各基元反应的Rp 和Ea 相差很大,整个过程中分子量变化不大,转化率逐渐增加,始终由单体、高聚物和引发及组成35. 试述缩聚反应的分类及实施方法.答:按生成产物的结构分:线型缩聚、体型缩聚按参加反应的单体种类分:均缩聚、异缩聚、共缩聚实施方法:均缩聚:一种单体参加的缩聚反应异缩聚:两种单体参加的缩聚反应共缩聚: 均缩聚和异缩聚中加入其它单体进行的缩聚线型缩聚:官能度是 2 的单体进行的缩聚反应体型缩聚:有官能度大于 2 的一部分单体进行的缩聚平衡缩聚:36. 在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量?答:a、保证原料配比等摩尔b、保证原料纯度、无杂质c、选用合适的催化剂d、使反应温度控制在适当的范围e、反应前期通入惰性气体,既能防止缩聚物氧化变色,又能降低副产物分压,后期抽真空,使小分子挥发.。
聚合物合成原理及工艺学题库第一部分:聚合物合成原理1. 聚合物的基本概念聚合物是由大量重复单元组成的巨大分子,通过化学键相互连接形成线性或者支链结构。
常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
聚合物的性质取决于其结构以及聚合过程中的控制条件。
2. 聚合物的合成方法(1) 聚合反应聚合反应是指将单体分子通过共价键将其连接成高分子聚合物的过程。
常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和羧化聚合等。
(2) 聚合物合成的原理在聚合物合成中,通常需要考虑单体的选择、聚合反应的控制条件以及引发剂等因素。
合成聚合物的过程一般包括引发剂引发聚合、聚合反应的进行以及制备和纯化工艺。
第二部分:聚合物工艺学1. 聚合过程的设计(1) 聚合物合成的反应条件在设计聚合过程中,需要考虑反应温度、压力、溶剂选择等因素。
这些条件会直接影响到聚合反应的进行以及最终聚合物的性质。
(2) 聚合物的结构控制通过不同的反应条件和控制手段,可以实现对聚合物结构的调控。
例如,改变引发剂种类和用量、反应温度和时间等,可以获得不同结构和性能的聚合物。
2. 聚合物的后处理工艺(1) 聚合物材料的纯化合成完聚合物后,通常需要进行纯化工艺以去除单体、引发剂和副产物等杂质。
纯化工艺包括溶剂萃取、结晶分离等方法。
(2) 聚合物制品的加工聚合物在制品化生产中,还需要进行各种后处理工艺,比如塑料制品的注塑成型、挤出成型等,以获得符合需求的最终产品。
第三部分:题库1.请简要介绍聚合物的基本概念。
2.聚合物的合成方法有哪些?请简要描述其中一种方法。
3.在聚合物工艺学中,为何需要考虑聚合反应的反应条件?4.聚合物的结构控制对其性能有何影响?举例说明。
5.请描述一种聚合物材料的纯化工艺。
6.聚合物制品的加工工艺有哪些?简要描述其中一种加工方法。
通过对聚合物的合成原理及工艺学的学习和掌握,可以更好地理解聚合物材料的合成与加工过程,为相关领域的研究和应用提供基础支持。
聚合物合成工艺习题集“聚合物合成原理及工艺学”习题集第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
2.简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及意义。
4.如何评价生产工艺合理及先进性。
5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料(即三烯、三苯、乙炔)的来源。
2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
3.如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取精馏及简单精馏的目的。
5.简述从三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线(可用方程式或图表表示,并注明基本工艺条件)。
6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?7.简述苯乙烯的生产方法。
8.乙烯氯氧化法生产氯乙烯所采用的一步法、二步法及三步法三种方法之主要差别是什么?9.试述合成高分子材料所用单体的主要性能,在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题?10.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章自游基本体聚合生产工艺1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程中如何调节?2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型,它们各有什么特点?3.引发剂的分解速率与哪些因素有关?引发剂的半衰期的含义是什么?生产中有何作用?4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑?为什么?5.举例说明在自由基聚合过程中,调节剂,阻聚剂,缓聚剂的作用。
6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多,而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多?7.以苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。
8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点,组织高压聚乙烯的生产工艺流程,并划出流程示意图。
9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的,对聚合物的加工及性能有何影响。
1.简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。
(教材P37-38、P48、P51、P56、P60)2.举例说明自由基聚合引发剂的分类,在高聚物生产中如何选择合适的引发剂。
(教材P38-41、P44-45)3.在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量,举例说明常用的分子量调节剂。
(教材P46-47)4.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例,以及它们的作用机理。
(教材P53-54)5.简述自由基悬浮聚合生产工艺。
(教材P55-56)6.自由基乳液聚合中乳化剂的分类并举例说明,并简述不同乳化剂的稳定性作用原理。
(教材P62-66)8.简述自由基悬浮聚合生产工艺。
(教材P72、74、75、78、79)9.简述阴离子聚合、阳离子聚合的工业应用。
(教材P84-85)(教材P87)10.什么是Ziegler-Natta催化剂,它的组成如何。
(教材P88)11.分别简述线型缩聚物和体型缩聚物的定义、应用和生产方法。
(教材P107)12.简述四种线型缩聚物生产工艺的定义并比较它们的优缺点和应用范围。
(教材P113)13.聚氨酯的定义和反应通式。
(教材P132)14. 从分子结构进行分析说明为什么异氰酸酯具有很高的反应活性。
(教材P132-133)15. 简述一步法和两步法合成聚氨酯树脂的原理。
(教材P135-137)16. 分别举例说明合成聚氨酯的原料异氰酸酯、多羟基化合物、扩链剂、催化剂的类型。
(教材P138-146)17. 从大分子结构方面阐述聚氨酯为什么会有广泛的应用和优异的性能。
(教材P147)18. 聚氨酯泡沫塑料的分类,其成泡原理是什么,发泡工艺有哪些。
(教材P150-151、教材153-154)19.何为活性聚合物?为什么阴离子聚合可为活性聚合?举例说明阴离子聚合的应用。
20.为什么缩聚物的分子量一般都不高?为提高缩聚物的分子量生产上通常采取那些措施。
21.叙述Natta双金属机理和Cossee-Arlman单金属机理是如何解释丙烯配位聚合的,它们的不同点及各自的不足是什么?22.简述乳液聚合原理,讨论乳液聚合生产过程及产品质量的影响因素,并举例说明乳液聚合生产工艺的应用。
名词解释线型高分子聚合物:发生缩聚反应的单体所含反应性官能团的数目全部为2时,经缩聚反应生成的最终产物为线型高分子聚合物。
体型高分子聚合物:如果一部分单体含有的反应性官能团的数目大于2,则经缩聚反应生成的最终产物为线型高分子聚合物。
自由基聚合反应:借助于光、热、辐射、引发剂的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体连锁聚合形成高聚物的聚合反应。
悬浮聚合:借助机械搅拌和分散剂的作用,使单体以小液滴(直径1〜10-3cm)悬浮在分散介质中进行的自由基聚合乳液聚合:单体在乳化剂作用下,在水中分散成乳液状态进行的聚合反应。
共混聚合物:又叫聚合物合金,是化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物.。
互穿网络聚合物:两种交联结构的聚合物互相紧密结合,但两者之间不存在化学键的聚合物体系。
热固性塑料:是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料。
热塑性塑料:指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。
通用塑料:工业生产中的产量较大而且应用最广的塑料。
工程塑料:是指被用作工程材料,也即结构材料的热塑性塑料。
橡胶的硫化:是指将具有高弹性的线型高聚物转变为交联成网络结构的高聚物。
聚合物结晶度:表征聚合物材料中的结晶与非结晶的质量百分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)的数值。
聚合反应的操作方式:间歇聚合:分批生产,适于小批量生产;连续聚合:自动化程度高,质量稳定,适合大批量生产。
聚合反应器:管式、塔式、釜式、特殊形式;反应热排除方式:夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷、回流冷凝器冷却等。
1、简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
答:天然高分子和合成高分子•天然-棉麻等;合成-塑料橡胶纤维等•向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展。
2、如何由石油原料制得芳烃?答:用全馏程石脑油(沸点<200 ° C的直馏汽油-由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油)于管式炉中,820° C下裂解产生。
聚合物合成工艺学课后习题全解本书教材配套题全部免费供大家学习1. 何谓三大合成材料?简要说明他们的特点。
答(1)用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料,统称为合成材料。
其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。
(2)特点:塑料是以合成树脂为基本成分,具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。
塑料大多是有机材料,因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧,在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响,其制品的性能逐渐变坏,甚至损坏到不能使用,即发生老化现象。
合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。
合成纤维,线型结构的高分子量合成树脂,经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较,具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。
缺点是不易着色,未经过处理时易产生静电荷,多数合成纤维吸湿性差。
2. 合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类?答:合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3. 单体储存时应注意什么问题,并说明原因?答:单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
(1)防止单体自聚,为了防止单体自聚,在单体中添加少量的阻聚剂。
(2)防止着火,为了防止着火事故发生,单体储罐要远离反应装置,储罐区严禁明火以减少着火的危险。
(3)防止爆炸,防止爆炸事故的发生,首先要防止单体泄露,因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物;储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐;高沸点的单体储罐应用氮气保护,防止空气进入。
4. 聚合物反应产物的特点是什么?答:①聚合物的相对分子量具有多分散性。
②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。
第一章绪论一、填空题1、对于均相反应体系,搅拌器的作用主要是__加速传热_;对于非均相反应体系,搅拌器则有___加速传热和____传质__的双重作用。
2、工业上合成树脂的干燥方法,主要是_气流干燥机沸腾干燥_。
当树脂含有机溶剂时,或粉状树脂对空气的热氧化作用敏感时,则用加热的____氮气__作为载热体进行干燥;3、工业上当合成树脂含水时,通常用加热的_____空气__作为载热体进行干燥;二、选择题1、对于低粘度聚合物的溶液聚合反应釜应选择(D)搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式2、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(`C)的方法进行分离。
A、闪蒸B、水蒸气蒸馏C、萃取精馏D、减压蒸馏3、对于高粘度流动性差的合成橡胶的溶液聚合反应釜应选择( C )搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式三、判断题1、聚合物的形态可能是坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液,所以不能用一般的产品精制方法如蒸馏、结晶、萃取等方法对聚合物进行精制。
(对)2、经分离操作的合成橡胶,含水量40%-50%,可以用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥。
(错)3、一般潮湿的合成橡胶胶粒采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥机进行干燥。
(对)第二章生产单体的原料路线一、填空题1、从油田开采出来未经加工的石油称为原油。
2、石油裂解生产烯烃时,液态烃在高温裂解区的停留时间仅为0.2-0.5s,目的是为了减少副反应、提高烯烃的收率。
二、选择题1、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,丙烯收率为( D )。
A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%2、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,乙烯收率为(A)。
A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%3、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(` C)的方法进行分离。
A、闪蒸B、水蒸气蒸馏C、萃取精馏D、减压蒸馏三、判断题1. 石油裂解生产烯烃时用3-15%浓度的NaOH水溶液洗涤裂解气,目的是脱除酸性气体。
名词解释Ziegler-Natta催化剂:中文译名“齐格勒-纳塔”催化剂,由三乙基铝与四氯化钛组成,是一种优良的定向聚合催化剂。
催化剂又称触媒,可以组合成Ziegler-Natta触媒的化合物种类相当多,Ziegler-Natta触媒可由下列的化合物组合而成:周期表中第IV到第VIII族的过渡金属化合物,和周期表中第I到第III族的金属所组成的有机金属化合物。
其中过渡金属化合物为触媒,而有机金属化合物为助触媒。
爆炸极限:可燃物质与空气或氧气必须在一定浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇火源才会发生爆炸,这个浓度范围成为爆炸极限,或爆炸浓度极限逐步加成反应:某些单体的官能团可按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物,但又不会析出小分子副产物,这种反应称为逐步加成聚合反应。
界面缩聚:两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中,在常温常压下,在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。
工程塑料:是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
表面活性剂:是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。
乳化剂:能降低互不相溶的液体间的界面张力,使之形成乳浊液的物质。
乳化剂是乳浊液的稳定剂,是一类表面活性剂HBL值:用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分和亲油部分对其性质所作贡献大小的物理量。
种子乳液聚合:单体原则上仅在已生成的微粒上聚合,而不形成新的微粒,即仅增加原来微粒的体积,而不增加反应体系中微粒的数目。
核-壳聚合:两种单体进行共聚合时,如果一种单体首先进行乳液聚合,然后加入第二种单体再次进行乳液聚合,则前一种单体聚合形成乳胶粒子的核心,好似种子,后一种单体则形成乳胶粒子的外壳。
金属茂催化剂:由过渡金属锆(Zr)与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子(或甲基)形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氯烷组成。
Phillips催化剂活化处理:400~800℃温度下,于干燥空气中进行活化,使铬原子处于Cr+6状态。
“聚合物合成原理及工艺学”习题集大学高分子科学与工程学院第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
2.简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及意义。
4.如何评价生产工艺合理及先进性。
5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料(即三烯、三苯、乙炔)的来源。
2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。
3.如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图,并说明采用萃取精馏的目的。
5.简述从三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线(可用方程式或图表表示,并注明基本工艺条件)。
6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?7.简述苯乙烯的生产方法。
8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能,在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题?9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。
第三章游离基本体聚合生产工艺1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程中如何调节?2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型,它们各有什么特点?3.引发剂的分解速率与哪些因素有关?引发剂的半衰期的含义是什么?生产中有何作用?4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑?为什么?5.举例说明在自由基聚合过程中,调节剂,阻聚剂,缓聚剂的作用。
6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多,而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多?7.以乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。
8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点,组织高压聚乙烯的生产工艺流程,并划出流程示意图。
9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的,对聚合物的加工及性能有何影响。
10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些?11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。
12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能,开发新用途。
13.比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程,改进聚苯乙烯的性能,可采用哪些方法?14.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。
15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同。
第四章游离基悬浮聚合生产工艺1.说明悬浮聚合的工艺特点,生产中的主要问题及解决方法。
2.悬浮聚合中机械搅拌与分散剂有什么重要作用?它们对聚合物颗粒状态有什么影响?3.悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点?4.均相与非均相粒子状态有什么区别?它们是怎样形成的?5.紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别?这些差别是如何形成的?6.常用悬浮剂有哪些类型,各有什么特点?7.为什么生产维尼纶的中间产品PVA不能用作悬浮剂?8.如何改善粉状悬浮剂在水油两相界面的分布状况?9.悬浮聚合中主要的物系组成及其作用?10.试简述悬浮聚合过程中产生粘釜的原因,并提出可能防止粘釜的措施。
11.目前悬浮聚合工艺还存在什么问题?有何解决的办法?12.试简述悬浮聚合过程中影响因素有哪些?13.试分析我国目前生产PVC的典型配方及工艺条件与产品性能,颗粒状态有何关系?14.简述PVC悬浮聚合工艺过程。
15.氯乙烯悬浮聚合过程的特点是什么?生产中怎样利用这些特点?16.氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处?17.苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程。
18.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别?19.简述气流干燥法和沸腾床干燥法的工作原理,比较它们的优劣。
1.试述乳液聚合的物系组成及其作用。
2.乳液聚合生产方法有哪些特点?3.乳状液与悬浮液有什么不同?怎样破乳?4.乳化剂的类型有哪些?各有什么特点?5.乳液的粒子大小及分布对乳液性能有哪些影响?6.胶束是怎样形成的?什么是胶束的增溶作用?7.为什么说表面活性剂的CMC是乳化效率的重要指标?8.表面活性剂的HLB与性质有何关系?9.表面活性剂憎水基团种类与其性质有何关系?10.试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三个阶段的特征。
11.乳液聚合机理及聚合速度与分子量公式在工业生产中有何意义?12.比较高温丁苯橡胶和低温丁苯橡胶的配方及合成工艺特点。
生产过程中应注意哪些问题?13.试述低温丁苯引发体系各组分的作用。
14.乳液聚合生产中调节剂的主要作用是什么?为什么要分批加调节剂?15.根据丁苯生产的配方及工艺特点如何组织生产过程?试绘出工艺流程简图,并说明每一步骤的作用。
16.比较低温丁苯和高温丁苯在工业生产上的异同。
17.氯乙烯、丙烯酸酯乳液聚合与丁苯橡胶的乳液聚合有何区别?18.极性单体乳液聚合与非极性单体有何不同?19.试述种子乳液聚合的特点及实用意义。
20.有哪些高分子物是采用乳液聚合工艺来合成?说明它们的主要性能和用途。
1.自由基溶液聚合的特点有哪些?2.自由基溶液聚合溶剂起什么作用?怎样选择溶剂?3.在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响?4.PAN溶液聚合一步法及二步法的主要区别何在?各有何优缺点?5.简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。
6.为什么衣康酸要先配制成钠盐加入反应体系?7.PAN二步法生产中为什么可以少加或不加第三单体?8.试述腈纶纤维的合成工艺过程。
画出工艺流程图。
9.简述聚丙烯腈的脱单体工艺。
10.试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么用量比单体少的多?反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处?11.试分析在VAc溶液聚合中,影响PVA分子量及分子结构的主要因素有哪些?12.用方块图画出维纶纤维的合成工艺过程。
13.简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系。
14.试从聚合工艺和产品性能对自由基型聚合的四种实施方法进行比较。
第七、八章配位聚合和离子聚合生产工艺1.离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?2.离子型催化聚合主要有哪几种类型?在工业化生产中常用哪几种类型的催化剂?3.阴离子配位催化剂的主要组成有哪些?4.高效催化剂同一般络合催化剂主要区别何在?5.以丙烯定向聚合为例说明配位催化剂的组分对丙烯聚合过程和聚合性能的影响。
6.如何提高配位催化剂的效率?其理论依据何在?其意义何在?7.何谓定向聚合,说明丙烯、丁二烯定向聚合的机理和意义。
8.目前哪些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的?写出反应式并注明所用催化剂。
9.铝-钛催化剂的络合反应中,除生成三氯化钛外,还产生什么副产物?写出反应的基本方程式并说明之。
10.铝-钛催化剂为何能制得结构规整的聚烯烃,写出活性中心模型,并阐明反应机理。
11.铝-钛催化剂动力学公式中的活性中心数目对反应速度和分子量大小有何影响?12.溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些?13.丙烯规整聚合过程中主要工艺因素有哪些?14.溶液法生产聚丙烯五釜连续聚合的工艺流程存在什么问题?怎样解决?15.液相本体聚合法生产聚丙烯与溶剂法比较有哪些差别?16.比较顺丁橡胶与丁苯橡胶的合成工艺。
17.比较正、负离子聚合,配位阴离子聚合,自由基聚合的特征。
18.比较高压聚乙烯、本体法聚苯乙烯、悬浮聚氯乙烯以及聚丙烯的生产工艺过程。
19.简述液相-气相本体法制备聚丙烯的工艺流程。
20.简述液相-气相本体法制备聚丙烯中浆液洗涤器的作用是什么?21.为什么说高效催化剂是高分子合成工业的瓶颈技术。
第九章线型缩聚生产工艺1.比较缩聚与加聚反应特征。
2.试述缩聚反应的分类及实施方法。
3.在生产中,熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、单体克分子比要求不同,为什么?有何实际意义?4.在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物分子量?5.结合聚酯生产说明熔融缩聚的影响因素及其实施方法。
6.比较几种生产涤纶树脂的方法。
7.在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量?8.比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工业特点。
9.溶液法缩聚中主要的影响因素有哪些?(以吡啶法合成聚碳酸酯为例。
)10.写出下列缩聚物的合成反应式,并说明缩聚方法。
1)由对苯二甲酸和乙二醇经酯交换法合成涤纶。
2)由己酰胺开环聚合合成尼龙-6。
3)由癸二胺和癸二酸经成盐合成尼龙-1010。
4)由双酚A和光气合成聚碳酸酯。
5)由顺丁烯二酸酐和二元胺经双马来酰亚胺合成聚酰亚胺。
6)由均苯四甲酸二酐,4,4’-二氨基二苯醚为原料合成均苯型聚酰亚胺。
7)由对苯二甲酰氯和双酚A合成聚芳酯。
8)由双酚A和4,4’-二氯二苯基砜合成聚砜。
11.试述溶液聚合的分类,聚酰亚胺等耐热聚合物采用哪种方法合成?为什么?12.为什么说界面缩聚受扩散控制?结合聚碳酸酯的生产详述其工艺特点及影响因素。
13.比较生产聚碳酸酯所采用的三种实施方法(熔融、溶液及界面缩聚)的优缺点。
14.乳液缩聚的基本特点是什么?它与界面缩聚和溶液缩聚的区别各在什么地方?15.试述乳液聚合的影响因素?16.写出芳纶1313、芳纶1414和芳纶14的结构式,它们各由哪些重要原料合成?可用哪些实施方法?17.固相缩聚和熔融缩聚在影响因素上有哪些异同?18.试举例说明固相缩聚的实用性。
19.某聚酯化反应的平衡常数为3.3,欲制备平均聚合度为144的聚酯,允许反应体系残存的的分子量是多少?20.在聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产中,有哪些主要影响因素,你将采取哪些措施来保证制得平均聚合度在100以上的产物?21.写出聚对苯二甲酸丁二酯生产的基本化学反应式,它的合成工艺和用途是否与PET完全一样,为什么?第十章体型缩聚生产工艺1.什么是体型缩聚反应,它和线型缩聚有何不同?2.试述体型缩聚合成工艺特点。
3.试述体型缩聚反应类型及其主要品种,及该品种所需的主要原料。
4.为什么说凝胶点是体型缩聚工艺过程中的重要参数?5.为什么体型缩聚产品的生产过程要分两步进行?6.试述甲醛树脂的类型及其主要原料来源和缩聚物的主要用途。
7.阐述酚醛树脂的结构与合成工艺条件之间的关系。
8.异丙苯法生产苯酚的生产过程有哪些?9.写出酚醛缩聚过程中的基本反应式。
10.试说明为什么不同催化剂体系中,酚醛树脂的形成以及树脂的性能有差别?其中酚醛的克分子比应如何控制?11.苯酚与醛在酸性介质和碱性介质中的反应有何差异?为什么?12.酚醛树脂生产方法的特点是什么?13.为什么热塑性酚醛树脂固化时要加固化剂,而热固性酚醛树脂固化时却不加?14.脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂在何种介质中就能固化?怎样提高它们树脂溶液的贮存稳定性?15.为什么都要对酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂进行醚化改性?16.生产环氧树脂的影响因素有哪些?为什么生产低分子量环氧树脂时碱要分两次加入?17.对环氧树脂进行改性根据是什么?可使用哪些聚合物对其改性?18.醇酸树脂通过什么有机化学反应获得?属哪类聚合物?19.为什么工业上主要采用其改性树脂?如何进行改性?20.不饱和聚酯的缩聚反应及固化反应有什么特点?21.不饱和聚酯树脂有哪些原料合成?不用固化剂能否固化?固化时有无小分子放出?22.制备难燃不饱和聚酯将采用哪些措施?23.简述不饱和树脂玻璃钢的制备工艺及其用途。