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
聚合物合成工艺学答案
