第一章 绪 论
1. 简述高分子材料的主要类型。
塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料.
2. 用方块图表示高分子合成材料的生产过程。
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的来源。 石油化工路线、煤炭路线和其它原料路线 2.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?
①煤炭路线:将焦炭和CaO加强热制取电石,电石水化即得乙炔,乙炔和HCl在氯化汞存在在可得氯乙烯。
②石油化工路线:分离石油裂解气可得乙烯,乙烯与氯气加成可得二氯乙烯,二氯乙烯消去制的氯乙烯。
第三章 游离基本体聚合生产工艺
3.自由基聚合所用引发剂有哪些类型,它们各有什么特点?举实例,写出分解方程式
①过氧化物类 通式为: R-O-O-H 或 R-O-O-R 受热后分子中的-O-O-键发生均裂得到相应的自由基。
②偶氮化合物 通式为:
主反应:
③氧化还原引发体系:氧化-还原体系产生自由基的过程是单电子转移过程,即一个电子由一个离子或由一个分子转移到另一个离子或分子上去,因而生成自由基。
4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑?为什么?
(a) 根据聚合方法选择适当溶解性能的水溶性或油溶性的引发剂。 (b) 根据聚合操作方式和反应温度选择适当分解速度的引发剂。 (c) 根据聚合时间与半衰期的数量级的关系选择乳化剂。
(d) 考虑引发剂是否对聚合物有影响,有无毒性,储存是否安全。 (e) 根据引发剂的半衰期选择引发剂。
在高分子合成工业中,正确、合理的选择和使用引发剂,对于提高聚合反应速度、缩短聚合时间提高生产率,具有重要意义。
5. 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。
由于乙烯分子的结构完全对称,无活化取代基,聚合活性很低,因此需要在较为强烈的条件(高温、高压)下才能使其聚合。而在较高温度下,链自由基容易发生分子间或分子内的链转移反应。所生成聚合物链上的自由基可引发乙烯聚合,形成支链。因此,所得聚乙烯的结晶度低,密度也低,所以常常称为低密度聚乙烯(LDPE)。
高压聚乙烯的结构决定了其为非极性高分子材料,电绝缘性能优越,化学稳定性较高,但了力学性能不如高密度聚乙烯(HDPE),但具有良好的柔韧性、延展性和透明性,而成为非常好的膜材料。
6.聚乙烯的品种和主要用途有哪些
7. 本体聚合中有哪些措施可以用于解决散热问题。
工业上在设计反应器的形状、大小时,考虑传热面积等,此外还采用分段聚合即进行预聚合达到适当的转化率,或于单体中添加聚合物以降低单体含量,从而降低单位质量物料放出的热量。
第四章 游离基悬浮聚合生产工艺
1. 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?
①机械搅拌:a,使单体分散成小液滴,大液滴继续变形分散成小液滴。b,促进小液滴的粘结。
②分散剂:a,能将油溶性单体分散在水中形成悬浮液。 b,不对单体产生阻聚和缓聚作用。 c,不污染反应体系,产物易于分离,溶剂易去除。 d,聚合温度内化学稳定性好。 e,具有一定的表面活性,能调节表面张力。 f,高分子分散剂能够增加水相的粘度。
③对聚合物颗粒的影响:悬浮聚合中搅拌速度、分散剂的种类和用量是决定单体大小及分布的重要因素,同时也决定了聚合物的球粒的大小和均匀度,搅拌速度越大,聚合物球粒分布越细,
2. 常用悬浮剂有哪些类型,举出实例。
保护胶类分散剂:都是水溶性高分子,具有两性特性。作用机理:在单体液滴的表面吸附一层分散剂。
无机粉状分散剂:为高分散性粉状或胶体。能够被互不混溶的单体和水两种液体所润湿,并且相互之间有一定的附着力。作用机理:吸附在单体液滴表面,起着机械隔离的作用。
3. 氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处?
由于反应后期单体浓度降低,为使反应后期仍具有适当反应,所以反应前期与后期应当使用不同半衰期的引发剂.
第五章 游离基乳液聚合生产工艺
1. 乳状液与悬浮液有什么不同?怎样破乳?
①:乳液的分散质和分散剂均是液体。悬浮液的分散剂是液体,分散质是固体。乳状液的粒径远小于悬浮液的粒径。
②:在胶乳中添加电解质、改变溶液PH、机械破乳、低温冷冻破乳、稀释破乳……
2. 乳化剂的类型有哪些?各有什么特点? 按亲水性基团的性质可分为:
①、 阴离子乳化剂:亲水基团一般为-COONa、-SO4Na、-SO3Na
等,在pH>7使用。
②、 阳离子乳化剂:为铵盐或季铵盐。pH<7使用。 ③、 分离子乳化剂:为聚乙烯醇、环氧乙烷聚合物等。 ④、 两性乳化剂:亲水基兼有阴阳离子基团。如氨基酸。
3. 试述低温丁苯引发体系各组分的作用。
氧化-还原体系,常用的氧化剂为异丙苯过氧化氢、对锰烷过氧化氢、过硫酸钾等;还原剂主要是亚铁盐。还需加入EDTA钠盐(螯合剂)及还原剂雕白块(甲醛合次硫酸钠盐)
4. 画出丁苯橡胶的乳液聚合生产工艺流程框图
反应物添加到反应釜→聚合(多釜串联,连续操作)→聚合终点(添加终止剂)→脱单(闪蒸,脱丁二烯;汽提塔,脱苯乙烯)→分离(食盐破乳;真空篩分过滤)→干燥(箱式干燥)→装袋包装→成品
第六章 游离基溶液聚合生产工艺
1. 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?
溶剂对分子量的影响:像溶剂链转移的结果使聚合物分子量降低。可以选择不同的溶剂来对分子量进行控制。
溶剂对分子结构的影响:表现在溶剂对聚合物的溶解和凝胶效应
2. 简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。 第一单体(丙烯腈):聚合物单体原料;
第二单体(丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等):破坏大分子链的规整性,降低大分子链的敛集密度。改善纤维的染色性,增加弹性。
第三单体(衣康酸、甲基丙烯磺酸钠等):引入亲染料的基团。 溶剂(氯化锌水溶液、二甲基亚砜、水等):降低体系粘度等。 引发剂(常用AIBN):在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应。
3. 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? 一步法:就是均相溶液聚合中的溶剂既能溶解单体又能溶解聚合物。
特点:1、聚合结束后,溶液可直接纺丝。2、生产连续化。3、要增加溶剂回收的工序。
二步法:就是非均相缩聚,介质只能溶解或部分溶解单体而不能溶解聚合物。聚合过程中,产物不断的呈絮状沉淀析出。
特点:1、温度低。2、产品色泽洁白。3、产物分子量分布窄。4、聚合速度快,转化率高,没有溶剂的回收过程。
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?
a、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,必须在聚合之前在低温下使之稳定,不能使用强极性溶液,多在低温弱极性溶液中反应,选择溶剂的原则应考虑极性大小,溶剂极性增加有利于链增长,是聚合速率加快,而阴离子对极性的要求是采用极性较低的或中等极性的溶剂,极性较高可分解成强亲电基团或强亲核基团;
b、自由基溶液聚合:1选择溶液转移常速CS较小的溶剂2选择良溶