聚合物后处理:包括聚合物的输送,干燥,造粒,均匀化,贮存,包装等过程。 回收:主要是未反应的单体和溶剂的回收和精制。
聚合注意问题:单体,所有分散介质和助剂不能含有影响聚合反应或影响聚合物色泽的杂志 反应条件应非常稳定以使平均分子量和分子量分布在要求范围内,聚合反应必须有重复性。 聚合生产设备不能污染聚合物,多数情况下应采用不锈钢,搪玻璃或不锈钢碳钢复合材料等制成。
2.(6分)聚合反应的操作方式有几种?试比较其优缺点。 答:间歇式聚合和连续式聚合
间歇式聚合:聚合反应分批,反应条件易控制,适合小规模生产 连续式聚合:聚合反应连续进行,生产效率高,不易经常改生产牌号。
3.(6分)合成高聚物的原材料,都必须进行准备与精制,否则其中的杂质对催化剂和聚合过程分别有哪些潜在的影响?
答:杂质对催化剂的影响:降低催化作用,使催化剂失效,分解催化剂。 杂质对聚合反应的影响:阻聚,产生链转移,产生色泽异常。 4.(3分)悬浮聚合过程中影响粒径大小及分布的因素有几点?
答:反应器几何形状:如反应器长径比,搅拌器形式与叶片数目,搅拌器直径与釜径比,搅拌器与釜底距离等。
操作条件:如搅拌器转速,搅拌时间,聚合时间的长短,两相体积比,加料高度,温度等。 物料的物理性质:如两相液体的动力粘度,密度以及表面张力等。 5.(8分)体型结构的聚合物有哪些品种?它分为几个阶段进行生产? 答:品种:热固性塑料制品,固化后的涂层以及固化后的粘合剂。
分两个阶段:第一阶段是生产具有反应活性的低分子量合成树脂;第二阶段为应用与成型阶段。
6.(5分)PVA为什么不能直接聚合?工业生产中采用的方法是哪种?请写出其反应方程式。
答:聚乙烯醇(PVA)中的羟基与带有双键的碳原子相连,很不稳定,会自行重排生成乙醛,工业上主要用醋酸乙烯酯聚合制成聚乙酸乙烯酯,再经醇解或水解制得聚乙烯醇。 7.(5分)何谓高聚物的化学改性?它有何实用价值?
答:高聚物的化学改性是将已经合成的高聚物经化学反应使之转变为新品种或新性能材料的方法。
通过化学改性可以开发出综合性能或具有某些我们需要的特殊性能的材料。 8.(5分)悬浮聚合生产中所用的分散剂有几种?应该具备哪些条件? 答:主要有保护胶类分散剂和无机粉状分散剂两类。
具备条件:在有机分散相与水连续相的界面之间应当存在保护膜或粉状保护层以防止液滴凝结。
反应器的搅拌装置应具有足够的剪切速率以使凝结的液滴重新分散。 搅拌装置的剪切力应当能够防止两相由于密度的不同而分层。
9.(14分)乳液聚合过程中,乳化剂的作用有哪些?试分析乳液聚合生产不同种类的产品时,乳状液的稳定与破乳之间的辩证关系。破乳的方法有几种?
答:乳化剂的作用:乳化剂分子中有疏水基和亲水基,能使单体均匀稳定地分散在水中而不分层.
同时乳化剂能降低临界面张力,使单体易分散成小液滴;在微粒表面形成保护层,阻止微粒凝聚.
乳化剂浓度大一定程度后,乳化剂分子形成胶束,而大量胶束的存在还可使单体溶解增加. 辩证关系:稳定的乳状液是由互不相容的分散相和分散介质组成,如果对稳定的乳状液进行一些处理(比如在乳状液中加入电解质,对乳状液进行冷冻或搅拌等),可以破坏原来的乳状液稳定性;如果解除这些处理,乳状液又可以恢复稳定性。
破乳方法:加入电解质,改变PH值,机械破乳,低温冷冻破乳,稀释破乳。 10.(4分)线型缩聚物的生产工艺特点是什么?
答:线性缩聚物主要由两种原料经缩聚反应而得,且反应为逐步进行的平衡反应,随着转化率的提高,反应速率明显变慢。
11.(6分)何谓均缩聚物?混缩聚物?共缩聚物?
答:如果同一种单体的分子中含有两种可互相发生缩聚反应的官能团,其缩聚产物称为均聚物;具有两种官能团的单体经缩聚反应得到的产物称为混聚物;两种不同的单体共同进行均缩聚或由三种以上单体进行混聚得到的产物属于共缩聚物。 12.(3分)接枝共聚物的合成方法有几种?
答:第1种是向聚合物主链进行无规接枝;第2种是在主链上选择性的产生引发点,然后接枝;第3种是大单体与单体共聚合成“梳形”接枝共聚物。
13.(4分)水溶性聚合物具有溶于水独特性能,它应该具备哪些条件?
答:(1)主链上含有亲水性优良的醚键短链或仲胺键,聚合物为无定形化合物,如聚乙烯、聚乙烯胺等。(2)主链为C-C键但沿C-C主链分布众多的亲水基团,如-SO3H、-COOH、-CONH2、-OH、-OCH3、-NH2等
14.(9分)溶液缩聚适用于哪些单体?其中溶剂的作用有哪些?
答:适用的单体:丙烯酸酯,丙烯酰胺类,丙烯腈,苯乙烯,醋酸乙烯酯,聚氯乙烯。 15.(6分)共混聚合物常用的制备方法有哪些?具体的类型有几种? 答:制备方法:熔融混合,溶液浇铸或胶乳混合后共同凝聚,接枝共聚。
具体类型:共混橡胶,如顺丁橡胶—丁苯橡胶的共混物;共混塑料,如聚苯乙烯—聚乙烯甲基醚;增韧塑料,如聚苯乙烯—聚丁二烯的共混物。 16.(6分)成纤聚合物必须具备哪些条件?
答:聚合物长链必须是线性的,支链尽可能少,无交联; 聚合物应具有适当高的分子量,分子量分布要窄;
聚合物分子结构要规整,易于结晶,最好能形成部分结晶的结构;
聚合物中含有的极性基团可增加分子间的作用力,提高纤维的物理机械性能;
结晶聚合物的熔点和软化点应比允许的使用温度高很多,非结晶性的聚合物玻璃化温度应比使用温度高;
聚合物要有一定热稳定性,易于加工成纤维,并具有实用价值。
17.(6分)ABS树脂是由哪几种单体共聚而成?其结构中各单体对聚合物的贡献是什么? 答:ABS树脂由丙烯腈,丁二烯,苯乙烯三种单体聚合而成。
丙烯腈具有良好的耐化学药品性,热稳定性和老化稳定性;丁二烯具有柔韧性,高抗冲性和耐低温性;苯乙烯具有刚性,表面光洁性和易加工性。