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文檔簡介

1、.聚合物合成工藝( 120章)1、高分子合成工業(yè)的任務(wù):將基本有機合成工業(yè)生產(chǎn)的單體,經(jīng)聚合反應(yīng)合成高分子化合物,為高分子合成材料成型工業(yè)提供基本原料。2、合成高分子材料有:合成塑料,合成橡膠,合成纖維,涂料,粘合劑,離子交換樹脂。3、合成樹脂可以用: (溶液聚合 /乳液聚合 /懸浮聚合 /本體聚合)方法制得;合成橡膠可以用溶液聚合 /乳液聚合方法制得;4. 1、高分子化合物生產(chǎn)過程有:(1) 原料準備與精制過程; (2)催化劑 (引發(fā)劑 )配制過程;(3) 聚合反應(yīng)過程;(4) 分離過程;(5) 聚合物后處理過程; (6)回收過程。4.2 、原料準備與精制過程:包括原料(單體、溶劑、助劑等)

2、貯存、精制、干燥、配制、計量等過程和設(shè)備。4.3 、催化劑 ( 引發(fā)劑 ) 配制過程:包括催化、引發(fā)和助劑的貯存、配制、溶解、調(diào)整濃度、計量等過程與設(shè)備。4.4 、聚合反應(yīng)過程:包括以聚合裝置為反應(yīng)中心的有關(guān)傳熱傳質(zhì)的過程與設(shè)備。4.5 、分離過程:包括未反應(yīng)單體的分離、脫除溶劑、催化劑,脫除低聚物等過程與設(shè)備4.6 、常用分離方法:高真空脫除,蒸汽蒸餾,閃蒸,水洗,離心過濾分離;沉淀分離;噴霧干燥分離。4.7 、聚合物后處理過程:將分離得到的聚合物經(jīng)進一步處理,得到性能穩(wěn)定方便使用的產(chǎn)品,包括干燥,造粒,篩分,批混,包裝等工序與設(shè)備。4.8 、回收過程:主要是對回收的單體、溶劑進行精制,然后

3、循環(huán)使用。包括離心分離、過濾、分餾、精餾等工序與設(shè)備。4.9 、在聚合物生產(chǎn)過程中反應(yīng)器上的粘結(jié)物有何危害?如何防止?危害:降低反應(yīng)器傳熱效率;影響產(chǎn)品質(zhì)量。防止: a. 盡可能提高反應(yīng)器內(nèi)壁的光潔度; b. 使用過程中防止內(nèi)壁表面造成傷痕; c. 聚合釜滿釜操作減少液體界面; d. 反應(yīng)物料中加防粘釜劑等。5、合成樹脂與合成橡膠生產(chǎn)上的差別主要表現(xiàn)在分離過程和后處理過程差異很大。6、如何對聚合物生產(chǎn)流程評價?(1) 產(chǎn)品性能的考查; (2) 原料路線的考查; (3) 能量消耗與利用的考查(4) 生產(chǎn)技術(shù)水平的考查; (5) 經(jīng)濟性的考查。7、高分子聚合反應(yīng)產(chǎn)物的特點是:1、分子量大小不等,結(jié)

4、構(gòu)亦非完全相同的同系物的混合物;2、其形態(tài)為堅硬的固體物、高粘度熔體或高粘度溶液;3、不能用一般的產(chǎn)品精制方法如蒸餾、結(jié)晶、萃取等方法進行精制提純。8、聚合物回收利用的主要途徑: a. 作為材料再生循環(huán)利用; b. 作為化學(xué)品循環(huán)利用; c. 作為能源回收利用。9、聚合物單體的合成(來源)路線有哪幾種?a、石油化工路線,b、煤炭路線, c、其它原料路線。10、石油化工路線可以得到哪些聚合物主要原料單體?(三烯三苯)1、乙烯, 2、丙烯, 3、丁二烯, 4、苯, 5、甲苯, 6、二甲苯.11、煤炭路線可以得到哪些主要單體和原料?1、苯, 2、甲苯, 3、苯酚, 4、乙炔12、從乙烯單體可以合成得

5、到哪些單體和聚合物?1、聚乙烯, 2、乙丙橡膠, 3、氯乙烯(聚氯乙烯) , 4、乙酸乙烯酯(聚乙酸乙烯酯,聚乙烯醇), 5、苯乙烯(聚苯乙烯, ABS ,丁苯橡膠) 6、環(huán)氧乙烷,乙二醇(聚氧化乙烯,滌綸樹脂)13、丙烯單體可以得到哪些單體和聚合物?1、聚丙烯, 2、乙丙橡膠, 3、丙烯腈(聚丙烯腈,丁腈橡膠)4、丙烯酸、丙烯酸酯(聚丙烯酸,聚丙烯酸酯) 5、ABS ,6、丙酮、甲基丙烯酸酯(聚甲基丙烯酸酯,環(huán)氧樹脂)7、環(huán)氧丙烷,環(huán)氧氯丙烷(聚氧化丙烯)14、苯可以得到哪些單體和聚合物?1、苯乙烯(聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS 、離子交換樹脂)2、環(huán)己酮、己內(nèi)酰胺、己二酸(尼龍 6、尼龍 6

6、6) 3、苯酚(酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚砜樹脂)15、丁二烯可以得到哪些聚合物?1、順丁橡膠,2、丁苯橡膠,3、丁腈橡膠,4、氯丁橡膠, 5、 ABS 樹脂16、二甲苯可以得到哪些單體和聚合物?1、鄰苯二甲酸酐(醇酸樹脂、不飽和聚酯樹脂) 2、對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯(滌綸樹脂 PET,對苯二甲酸丁二醇酯 PBT ) 3、間苯二甲酸(聚芳酰胺)17 、乙炔可以得到哪些單體和聚合物?1、氯乙烯(聚氯乙烯) 2、乙酸乙烯酯(聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇) 3、氯丁二烯(氯丁橡膠) 4、丙烯腈(聚丙烯腈)18、塑料的玻璃化溫度高于室溫; 橡膠的玻璃化溫度低于室溫。19、自由基聚合實施方法所用原

7、料及產(chǎn)品形態(tài),表2-3 P920、聚合反應(yīng)器中物料形態(tài):表2-5 P10高粘度熔體 ( 均相 ) 熔融、本體聚合;高粘度溶液 ( 均相 ) 自由基溶液聚合、離子及配位溶液聚合、溶液縮聚;固體微粒液體分散體系 ( 非均相 ) 一自由基懸浮聚合、離子及配位溶液聚合、溶液縮聚;膠體分散液 ( 非均相 ) 自由基乳液聚合;粉狀固體 ( 非均相 ) 自由基本體聚合、離子及配位本體聚合;固體制品 ( 本體澆鑄聚合 ) 。21、根據(jù)引發(fā)劑的溶解性能可分為哪幾種?各用在什么聚合方法?水溶性引發(fā)劑:用于乳液聚合和水溶液聚合。油溶性引發(fā)劑:用于本體、懸浮與有機溶劑中的溶液聚合方法。22.1、常見的引發(fā)劑品種有哪些

8、?a.過氧化苯甲酰( BPO);b.偶氮二異丁腈 (AIBN) ;c.過硫酸鉀( KPS) 過硫酸胺( APS)。 22.2 、自由基聚合反應(yīng)中引發(fā)劑的選擇原則?1)根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度,選擇適當分解速度的引發(fā)劑。2)根據(jù)反應(yīng)溫度選擇合適的引發(fā)劑。3)根據(jù)分解速度常數(shù)選擇引發(fā)劑。4)根據(jù)分解活化能選擇引發(fā)劑;5)根據(jù)引發(fā)劑的半衰期選擇引發(fā)劑23.1、影響聚合物平均分子量的主要因素有:聚合反應(yīng)溫度:隨著聚合反應(yīng)溫度的升高,所得聚合物的平均分子量降低。引發(fā)劑濃度:與平均分子量成反比;單體濃度 :與平均分子量成正比。23.2 、自由基聚合生產(chǎn)中控制產(chǎn)品平均分子量的手段是:嚴格控制引發(fā)劑用量;控

9、制反應(yīng)溫度和其他反應(yīng)條件;選擇適當?shù)姆肿恿空{(diào)節(jié)劑并嚴格控制用量。.24、本體聚合工藝有何特點?1、聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng),放出的熱量大。 2、聚合反應(yīng)熱的散發(fā)困難。 3、物料溫度容易升高。 4、產(chǎn)品工藝簡單,純度高。25、用于本體聚合的反應(yīng)器有哪些?形狀一定的模型,釜式聚合釜,連續(xù)聚合反應(yīng)器26.1、懸浮聚合的配方如何組成?單體、水、引發(fā)劑、分散劑,必要時添加緩沖劑26.2 、懸浮聚合的液滴穩(wěn)定分散條件:在分散相與連續(xù)相界面存在保護層防止凝結(jié)。攪拌裝置的剪切速率足以使凝結(jié)液滴重新分散。攪拌剪切力足以防止兩相因密度不同而分層。27、懸浮聚合用分散劑有哪些?保護膠類分散劑(水溶性高分子材料),無機粉狀

10、分散劑兩大類。28、簡述懸浮聚合生產(chǎn)工藝過程原料準備、聚合、脫單體、過濾分離、水洗、干燥等29、溶液聚合配方組成是什么?單體,溶劑,引發(fā)劑30、溶液聚合使用的溶劑主要有?醇、酯、酮,芳烴:苯、甲苯等。31、有機溶劑中進行溶液聚合時,使用何種引發(fā)劑?采用可溶于有機溶劑的過氧化物引發(fā)劑或偶氮化合物引發(fā)劑。32、用水作為溶劑時,采用何種引發(fā)劑?水溶性引發(fā)劑如過硫酸鹽及其氧化還原體系。33、溶液聚合過程中改變產(chǎn)品平均分子量的方法:改變引發(fā)劑用量;改變單體溶劑的用量比;添加分子量調(diào)節(jié)劑等。34、乳液聚合法的主要優(yōu)點:在乳液聚合過程中水作為分散介質(zhì),對于聚合反應(yīng)熱的清除十分有利;生成的高聚物呈高度分散狀態(tài)

11、,反應(yīng)體系的粘度始終很低;分散體系的穩(wěn)定性優(yōu)良。產(chǎn)品乳液或稱為膠乳(液) 可以直接用作涂料、粘合劑、表面處理劑等。35、乳液聚合法的主要缺點聚合物分離析出時,需要加破乳劑,分離過程較復(fù)雜,并且產(chǎn)生大量的廢水;如果直接進行噴霧干燥以生產(chǎn)固體合成樹脂,則需要大量熱能,而且所得聚合物的雜質(zhì)含量較高。36、什么是表面活性劑的 CMC ?“臨界膠束濃度 (CMC). 在此時, 分散體系的許多表面活性劑分子形成膠束時的最低濃度稱為性能會發(fā)生變化。37、乳化劑的 HLB 與其親水性之間有何關(guān)系?HLB 是指親水 親油平衡值, HLB 越高,親水性越大。38、表面活性劑有哪些類別?(1)陰離子表面活性劑,(2

12、)陽離子表面活性劑,(3)非離子表面活性劑,在水溶液中不離解成離子,使用與pH 無關(guān)。( 4)兩性表面活性劑,同時含有堿性基團和酸性基團,在任何pH值下都有效。.39、乳狀液破乳的方法有:加入電解質(zhì),改變pH 值;冷凍破乳;機械破乳。40、乳液聚合的主要組分單體,乳化劑,反應(yīng)介質(zhì)水,引發(fā)劑,分子量調(diào)節(jié)劑,電解質(zhì),終止劑41、乳液聚合對單體和水有什么要求?單體不含有阻聚劑,純度在99%以上;水中應(yīng)盡可能的降低鈣,鎂 ,銅和鐵離子的含量。應(yīng)當使用去離子的軟水。42.1 、判斷用陰離子乳化劑制得的乳液(選擇)粒徑 ( 小/ 大) ,化學(xué)穩(wěn)定性 ( 好/ 差) ,機械穩(wěn)定性 ( 好/ 差)用非離子乳化

13、劑制得的乳液粒徑 (小 /大 ),化學(xué)穩(wěn)定性(好 /差 ),機械穩(wěn)定性(好 /差 )42.2 、陰離子乳化劑和非離子乳化劑的特性:陰離子乳化劑非離子乳化劑對電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性差好生成的乳膠粒粒徑小大膠乳機械穩(wěn)定性好好43、乳液聚合常使用什么類型乳化劑?用量范圍一般是:使用陰離子乳化劑或陰離子乳化劑和非離子乳化劑的混合物。用量范圍在 110% 。44、乳液聚合使用什么類型引發(fā)劑?用量范圍?一般使用水溶性引發(fā)劑,如過硫酸鉀、過硫酸胺等,也可使用氧化還原引發(fā)劑用量范圍 0.010.5% 之間 .45、乳液聚合根據(jù)配方中物料向聚合反應(yīng)器加料的方式,分為間歇操作,半連續(xù)操作,連續(xù)操作。46、間歇操作有何缺

14、點?冷卻系統(tǒng)的熱負荷很不均勻;生產(chǎn)共聚物時,其組成會發(fā)生變化 ,活性高的單體先聚合,活性低的單體后聚合 ,水溶性高的單體在水相中聚合生成低聚物;由不溶于水的單體生產(chǎn)的膠乳,其顆粒分布較窄。47、什么是半連續(xù)操作?其目的是什么?半連續(xù)操作是將配方中的一部分物料于聚合反應(yīng)開始前加于聚合釜中,聚合反應(yīng)開始后陸續(xù)將剩余的物料分批或連續(xù)加于聚合釜中,反應(yīng)結(jié)束后一次出料。目的在于控制反應(yīng)速度48、什么是種子乳液聚合方法在乳液聚合在已有生成的高聚物膠乳微粒上進行的乳液聚合這種情況下原來的微粒好似種子,因此稱做”種子乳液聚合方法”。49、什么是核殼乳液聚合?兩種單體進行共聚合時,如果一種單體首先進行乳液聚合,

15、然后加入第二種單體再次進行乳液聚合,則前 種單體聚合形成膠乳粒子的核心,好似種子,后一種單體則形成膠乳粒子的外殼。50、什么是離子型聚合反應(yīng)?單體在陽離子或陰離子作用下,活化為帶正電荷或帶負電荷的活性離子,再與單體聚合形成高聚物的化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為離子型聚合反應(yīng)。51、離子聚合反應(yīng)的特征?對單體的選擇性高;鏈引發(fā)活化能低,聚合速率快;存在增長離子與反離子的平衡;不同類型的離子型聚合引發(fā)劑不同;不存在偶合終止,只能單基終止。.52、什么是配位聚合反應(yīng)?有什么特點?配位聚合反應(yīng)是烯烴單體的碳 - 碳雙鍵與引發(fā)劑活性中心的過渡元素原子配位,然后發(fā)生位移使單體分子插入到金屬 - 碳之間進行鏈增長的一類聚

16、合反應(yīng)。其特點是:產(chǎn)物立構(gòu)規(guī)整性好、相對分子量高、支鏈少、結(jié)晶度高。實現(xiàn)了難于進行自由基聚合的丙烯的工業(yè)化生產(chǎn);實現(xiàn)了乙烯的低壓聚合等。53、離子聚合與自由基聚合有何異同?1. 反應(yīng)機理都具有鏈引發(fā),鏈增長,鏈轉(zhuǎn)移,鏈終止過程。2. 引發(fā)劑種類對自由基鏈增長反應(yīng)無影響;對離子聚合增長鏈末端的性質(zhì)有影響,因而對鏈增長有影響。3. 反應(yīng)介質(zhì)對自由基鏈增長反應(yīng)無影響或影響??;對離子聚合反應(yīng)動力學(xué)和所得分子結(jié)構(gòu)有明顯影響。54、為什么陽離子聚合反應(yīng)一般需要在很低溫度下進行?因為陽離子聚合的活性種一般為碳陽離子。碳陽離子很活潑,極易發(fā)生重排和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。為了減少鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)的發(fā)生,提高聚合物的分子量,所以

17、陽離子反應(yīng)一般需在低溫下進行。55、為什么離子和配位聚合反應(yīng)需預(yù)先將原料和聚合容器凈化?離子聚合和配位聚合的引發(fā)劑及活性鏈均很活潑,許多雜質(zhì)以及空氣中的水 ,O2 ,CO 2均可破壞引發(fā)劑使活性中心失活。因此,對所用溶劑,單體等以及聚合容器必須進行嚴格凈化和干燥,否則將導(dǎo)致聚合失敗。56、什么是縮聚反應(yīng)?含有反應(yīng)性官能團的單體經(jīng)縮合反應(yīng),析出小分子化合物生成聚合物的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng),簡稱為縮聚反應(yīng)。57、線形縮聚反應(yīng)有哪些類型?試舉例說明。均縮聚反應(yīng):同種單體進行的反應(yīng)混縮聚反應(yīng):二元酸與二元醇的反應(yīng)共縮聚反應(yīng):兩種二元酸與一種二元醇的反應(yīng)。58、縮聚反應(yīng)有何特點?a.縮聚反應(yīng)為逐步進行的

18、平衡反應(yīng);b.原料配比將明顯影響產(chǎn)品分子量;c.縮聚物端基的活性基團將影響成型時的溶融粘度;d.縮聚反應(yīng)生成的小分子化合物須及時用物理方法或化學(xué)方法除去,其殘存量對聚合度產(chǎn)生明顯影響。59、線型高分子量縮聚物的生產(chǎn)方法:P103熔融縮聚法:溶液縮聚法:界面縮聚法,固相縮聚法。60、熔融縮聚法生產(chǎn)高聚物的優(yōu)缺點?優(yōu)點:生產(chǎn)過程簡單、成本較低,可連續(xù)生產(chǎn)直接紡絲,聚合設(shè)備的生產(chǎn)能力高;缺點:反應(yīng)溫度高,單體和聚合物不分解,配比要求嚴格,黏度高,小分子不易脫除。61、溶液聚合中溶劑有何作用?降低反應(yīng)溫度,穩(wěn)定反應(yīng)條件。使難熔的單體原料溶解為溶液以促進化學(xué)反應(yīng)降低反應(yīng)物料體系的粘度,可與反應(yīng)生成的小分

19、子副產(chǎn)物形成共沸物帶出反應(yīng)體系。溶劑可兼起縮合劑的作用溶劑還可產(chǎn)生催化劑的作用.直接合成縮聚物溶液用作粘合劑或涂料。62、界面縮聚方法主要適合于什么情況?界面縮聚方法主要適用于分別存在于兩相中的兩種反應(yīng)活性高的單體之間的縮聚反應(yīng),例如二元酰氯與二元胺合成聚酰胺、光氣與二元酚鹽合成聚碳酸酯等。.63、界面縮聚反應(yīng)可發(fā)生在什么界面?以什么為主?界面縮聚反應(yīng)可發(fā)生在氣 液相、液 液相、液 固相界面之間,工業(yè)上以液 -液相界面反應(yīng)為主。64、界面縮聚反應(yīng)的主要特點是什么?反應(yīng)條件緩和,可在室溫或數(shù)十度溫度條件下進行;反應(yīng)是不可逆的,而且即使一種原料過量也可生產(chǎn)高分子量縮聚物。65、簡述聚酰胺進行界面縮

20、聚反應(yīng)的原理。溶于水相中的二元胺與溶于有機相中的二元酰氯的界面縮聚,反應(yīng)如下:P111特點:對單體配比要求不嚴;可得到較高分子量產(chǎn)品;NaOH 和生成的HCl 中和反應(yīng)。66、什么是固相縮聚反應(yīng)?在縮聚起始原料和生成的聚合物熔點以下溫度進行的縮聚反應(yīng)稱為固相縮聚。67、具有反應(yīng)活性縮聚物有哪些?酚醛樹脂、氨基樹脂;醇酸樹脂以及有機硅樹脂等。不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、端羧基聚醚或聚酯等68、什么是逐步加成聚合反應(yīng)?某些單體分子的官能團可按逐步反應(yīng)的機理相互加成而獲得聚合物,但又不析出小分子副產(chǎn)物,這種反應(yīng)稱為逐步加成聚合反應(yīng)。69、逐步加成聚合物品種有哪些?有聚氨酯、聚脲、環(huán)氧樹脂三大類。其中以

21、聚氨酯發(fā)展得最快,產(chǎn)量也最大.70、聚氨酯的合成原理是什么?異氰酸酯基團 (NCO) 與醇( R-OH )發(fā)生加成反應(yīng)。生成大分子主鏈中含有氨基甲酸酯(聚氨酯)。71、異氰酸酯與含活潑氫化合物間的反應(yīng)( 包括初級反應(yīng)和次級反應(yīng)) ,P12172、聚氨酯樹脂合成方法有:一步法:兩步法,又稱預(yù)聚體法:第一步:合成預(yù)聚體。 二元醇和過量的二元異氰酸酯反應(yīng);第二步,預(yù)聚體進行擴鏈反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)。73、在聚氨酯的擴鏈反應(yīng)中,R=NCO 摩爾數(shù)OH 摩爾數(shù)當:0R1分子擴鏈,端基為 OHR 1分子無限擴鏈,端基為一 NCO 及 OH ;l R 2分子擴鏈,端基為一NCO ;R 2分子不擴鏈,端基為一NCO

22、 ;R 2分子不擴鏈,端基為一NCO ,且存留有未反應(yīng)的異氰酸酯。74、異氰酸酯的分類;常用的異氰酸酯有哪些?按一 NCO 基團的數(shù)目可分為二元異氰酸酯、三元異氰酸酯及聚合型異氰酸酯三大類。若按異氰酸酯 RNCO 中基團 R的性質(zhì)可分為脂肪族及芳香族兩大類。主要有 TDI , MDI , HDI , TDI 三聚體等。75、合成聚氨酯樹脂的多元醇化合物主要有:聚醚多元醇;聚酯多元醇。.76. 1、簡述聚氨酯樹脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系NCO-R-NCO 中的 R若為脂肪族鏈, 則制得的聚氨酯材料光穩(wěn)定性好, 不變黃, 芳香族則會變黃。酯基的內(nèi)聚能大于醚基, 所以聚酯二元醇構(gòu)成的聚氨酯分子鏈間的作用力大

23、于聚醚二元醇的。相應(yīng)地前者的耐熱性、機械強度高于后者。而后者的耐低溫性好,又較柔軟;酰胺基與氨基甲酸酯基極性較大, 分子間能形成氫鍵, 故在聚氨酯大分子鏈中成為硬段。 76.2 、聚氨酯擴鏈反應(yīng)及擴鏈劑?聚合物通過鏈端活性基團的反應(yīng)使分子相互連結(jié)而增大分子量的過程, 稱為擴鏈, 相應(yīng)的反應(yīng)稱為擴鏈反應(yīng)。常用的擴鏈劑有:水,二元醇、二元胺等。76.2 、聚氨酯大分子結(jié)構(gòu)控制因素:(1) 調(diào)節(jié) R值:線型聚氨酯,預(yù)聚體。 (2) 擴鏈反應(yīng):擴鏈劑種類,比例。 (3)交聯(lián)反應(yīng):交聯(lián)劑種類,用量。77、聚氨酯樹脂的主要用途:塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑78、聚氨酯泡沫塑料的原料組分(1) 異氰酸

24、酯:常用的是 TDI 、 MDI 。(2) 聚醚或聚酯多元醇;制備軟泡時,采用分子量較大的多元醇,羥值為55mgKOH g左右;(3)催化劑;為叔胺類化合物和有機錫類化合物。(4)發(fā)泡劑;為水或低沸點鹵代烴(5)泡沫穩(wěn)定劑;主要使用有機硅泡沫穩(wěn)定劑。79、簡述聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)工藝1.一步法: 將各種原料一次混合催化發(fā)泡的方法。各種物料在反應(yīng)過程中同時發(fā)生鏈增長、擴鏈及發(fā)泡等反應(yīng)。2預(yù)聚體法 (又稱兩步法 ):將聚醚 (或聚酯 )多元醇與異氰酸酯先反應(yīng)生成兩端帶有一 NCO 基團的預(yù)聚體,然后再加入催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑及其他助劑等,進一步反應(yīng)和發(fā)泡成型。80、聚氨酯樹脂生產(chǎn)中最重要的兩

25、種催化劑是:叔胺類和有機錫類化合物81、高聚物改性方法有哪些?共聚改性;共混改性;互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物;高聚物化學(xué)改性。82、聚合物改性的目的是什么?獲得性能改進的新材料。83、兩種單體 A 、B 或兩種以上單體形成的共聚物有哪些類型?1、無序共聚物,2、交替共聚物,3、接枝共聚物,4、嵌段共聚物84、什么是聚合物合金?化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的均聚物或共聚物的物理混合物叫做共混聚合物,又叫做聚合物合金。85、共混聚合物的制備方法有:熔融混合;溶液澆鑄混合法;膠乳混合法;決定共混聚合物性能的主要因素是兩種聚合物之間的混溶活性。任何兩種聚合物都是可以混合的。如果混溶性好,則形成均相體系,混溶性不良則形成非均相體系

26、。兩種聚合物形成的均相體系僅具有單一的玻璃化溫度;兩相體系則具有兩個玻璃化溫度。86、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物 IPN 是兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物相互緊密結(jié)合,但兩者之間不存在化學(xué)鍵的聚合物體系。典型的 IPN:其中之一聚合物是在另一聚合物存在下合成的或交聯(lián)的。87、高聚物化學(xué)改性:是將已合成的高聚物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使之轉(zhuǎn)變?yōu)樾缕贩N或新性能材料的方法。.第二篇合成樹脂與塑料(9-18 章)1、合成樹脂按主鏈結(jié)構(gòu)進行分類:1. 碳 碳鏈合成樹脂 PP,PE,PS,PVC ;2. 碳 氧鏈合成樹脂 POM,PC,PET ;3. 碳 硫鏈合成樹脂 ,PSF,PPS ;4.碳 氮鏈合成樹脂PA,UF ,MF

27、2、塑料的主要性能1.機械性能:拉伸強度,彎曲強度,沖擊強度, 抗壓強度,硬度;2.熱性能:負荷熱變形溫度,導(dǎo)熱性;3.電性能:絕緣電阻,電氣強度,介電常數(shù);4.其他特殊要求性能:透氣性、燃燒性,耐化學(xué)腐蝕與老化等。3、高分子材料性能測試特點:專門性:高分子材料所特有的性能, 蠕變性、屏蔽性等。多樣性:一種性能有多種測試方法:如沖擊強度,硬度、耐熱性等。嚴格性:標準環(huán)境條件和制作試樣等。4、聚乙烯產(chǎn)品類型(1) 高壓、低密度聚乙烯 (LDPE) , (2) 線型低、中密度聚乙烯 (LLDPE) ; (3)高密度聚乙烯(HDPE) , (4)超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) ; (5)改性聚乙

28、烯:交聯(lián) PE,接枝水解,氯化等。5、熔融指數(shù)的含義,與分子量及其分布的關(guān)系在一定溫度, 承受一定的負荷, 在 10min內(nèi)經(jīng)過規(guī)定的孔徑擠壓出來的樹脂重量克數(shù),稱為熔融指數(shù)。通常聚合物分子量越高,熔融粘度越大,被擠壓出來的樹脂重量越少。熔融指數(shù)越小。熔融指數(shù)僅表示了相應(yīng)的熔融粘度,相對的表示了平均分子量,但不能表示分子量分布。5.1 、高壓法聚乙烯反應(yīng)機理、采用催化劑的類型及如何配制和使用?自由基反應(yīng)機理,采用催化劑為有機過氧化物。使用方式:配制成 10%的白油( C16-31 )溶液,用計量泵注入乙烯進料管中或聚合釜中。6、掌握高壓法聚乙烯工藝流程圖,給出聚合反應(yīng)的主要工藝參數(shù),說明壓力的

29、作用。催化劑乙烯一次壓縮二次壓縮聚合反應(yīng)調(diào)節(jié)劑高壓回收分離器包裝成品乙烯低壓添加劑分離器干燥篩分二次干燥篩一次批混造粒分混合造粒聚合反應(yīng)參數(shù):反應(yīng)溫度130350,壓力122303MPa ,時間15s2min 。乙烯在高壓條件高壓法聚乙烯生產(chǎn)流程圖16下密度達 0.5g/cm3 ,已接近液態(tài)烴的密度。乙烯分子間距顯著縮短,增加了基團的碰撞幾率,故易于發(fā)生聚合反應(yīng)。7、制備聚丙烯主要催化劑體系是:Ziegler Natta催化劑體系。主要由金屬鹵化物、烷基鋁化物.和載體組成。( TiCl/MgCl2/ED *Al(CH)3)42 58、國內(nèi)聚丙烯的主要生產(chǎn)方法及工藝流程圖:a.淤漿法; b.間歇

30、式液相本體法;c.液、氣相組合本體法。了解掌握各方法的工藝流程,聚合反應(yīng)的主要工藝參數(shù)。a. 淤漿法聚丙烯生產(chǎn)流程圖,聚合反應(yīng)參數(shù):溫度5075;壓力 0.5 1.0MPa回收回收丙烯己烷丙烯己烷聚合閃蒸脫脫灰催化劑反應(yīng)器丙烯無規(guī)物H 2己烷添加劑成品擠出造粒b. 液相本體法淤生漿產(chǎn)法流聚程丙圖烯及生反產(chǎn)應(yīng)流參程數(shù)圖:回收丙烯丙烯聚合反應(yīng)閃蒸脫催化劑75,3丙烯H 26h,3.5MPa添加劑成品擠出等規(guī)指數(shù)95-98 造粒熔融指數(shù)0.2-16液相本體法聚丙烯生產(chǎn)過程 c. 液、氣相組合本體法生產(chǎn)流程圖及反應(yīng)參數(shù):回收丙烯預(yù)處理均聚反應(yīng)催化劑閃蒸脫70 , 1丙烯 ,H2丙烯2h,4MPa擠出成

31、品造粒添加劑干燥47粉狀 PP脫活49單體 2氣相流化床共聚閃蒸脫單體回收單體聚丙烯液氣相組合本體法生產(chǎn)工藝53.9.1、苯乙烯聚合機理: 可通過自由基聚合、陰 (陽 )離子聚合及配位聚合等反應(yīng)機理聚合而得,大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用自由基聚合。9.1-2、聚苯乙烯本體聚合法(溶液本體法)生產(chǎn)的品種?溶劑的作用?用于通用型與注塑型 HIPS 的生產(chǎn)。溶劑(少量)作用:去除聚合熱,控制反應(yīng)速度,降低熔融物的粘度,防止交聯(lián)。因此稱為溶液本體法。9.2、 ABS 塑料由那幾種單體組成?各單體貢獻什么特性? ABS 是由丙烯腈 (A) ,丁二烯 (B) ,與苯乙烯 (S)三種單體為基礎(chǔ)合成。丙烯腈的貢獻是耐化

32、學(xué)品性、熱穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性;丁二烯的貢獻是柔韌性,高抗沖性、耐低溫性。苯乙烯的貢獻是剛性、表面光潔性和易加工性。10、 ABS 塑料存在有兩相:基體樹脂連續(xù)相和彈性體分散相。為達到彈性體對樹脂基體的增韌效果,對彈性體分散相有何要求?彈性體分散相必須形成具有一定大小的顆粒,穩(wěn)定的分散在基體中。彈性體顆粒與樹脂基體之間必須進行足夠的偶合。10.0 、 ABS結(jié)構(gòu)式:10.1 、 ABS生產(chǎn)工藝過程(1) 分散相接枝橡膠的生產(chǎn)。 (2)連續(xù)相基體樹脂的生產(chǎn)。(3) 兩者的混合: a.共擠塑造?;旌?; b.基體樹脂聚合過程中加入分散相接技橡膠共混合;c.將分別合成的分散相接枝乳液與基體樹脂乳液共混合

33、10.2、 ABS生產(chǎn)方法乳液聚合法、本體聚合法及兩者相結(jié)合的方法。10.3、 ABS 乳液聚合法與本體法的特點:, 可生產(chǎn)乳液法特點:是分別合成的分散相膠乳與基體樹脂乳液可以用任何比例進行混合分散相含量為 580%的 ABS 。本體法特點: 須將橡膠溶解在單體混合液, 其粘度不能過高, 所以限于生產(chǎn)橡膠合量為 20以下的 ABS 。11.1 、 PVC 的主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品形態(tài)a. 自由基懸浮聚合法, 100 150m直徑的多孔性顆粒b. 自由基本體聚合法, 100 150m直徑的多孔性顆粒c. 自由基乳液聚合法, 2040m的PVC 次級粒子( PVC 糊樹脂)11.2 、懸浮法聚氯乙烯生

34、產(chǎn)流程及聚合反應(yīng)的主要工藝參數(shù)。a. 懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)流程圖,b. 聚合反應(yīng)參數(shù): 溫度 50 70±0.2 ;壓力 0.5 1.0MPa,時間: 6 7h, 轉(zhuǎn)化率 80 85?;厥諉误w氯乙烯助劑聚合減壓脫汽提脫催化劑±0.2單體單體H 2 O脫水成品篩分包裝干燥懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)流程圖46.12、 PMMA 主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品形態(tài)a. 自由基本體(澆鑄)聚合法,生產(chǎn)板狀、管狀和棒狀制品;b. 自由基懸浮聚合法,生產(chǎn)用于注塑成型和擠塑成型的粒料。13、 PMMA 本體聚合生產(chǎn)過程中采用預(yù)聚合工序的作用:a. 縮短聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)期,在澆模前移出較多的聚合熱。b. 減少聚合

35、時的體積收縮。c. 適當提高漿液粘度,減少澆模的滲漏損失。14、熱固性樹脂生產(chǎn)與成型過程中的特點:a. 樹脂是分子量較低的液態(tài)、粘稠流體或脆性固體;b. 分子中具有活性反應(yīng)基團,為線型或線型支鏈結(jié)構(gòu)。c. 在成型過程中同時發(fā)生固化反應(yīng) 由線型轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型高聚物。e. 經(jīng)過固化過程才能發(fā)揮其性能作用。15.1 、熱固性樹脂固化反應(yīng)類型:固化過程中有小分子化合物析出,反應(yīng)體系中活性基團發(fā)生縮合反應(yīng),如羥(甲)基、氨基等。固化過程中無小分子化合物析出;反應(yīng)體系中活性基團發(fā)生加聚反應(yīng),如雙鍵、環(huán)氧基加聚等。15.2 、脲醛樹脂合成反應(yīng): 反應(yīng)過程分兩步:第一步堿性條件下的羥甲基化反應(yīng)。第二步酸性條件下的

36、縮合反應(yīng)。 P24916、雙酚 A 環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)式P252,與胺類固化劑的固化反應(yīng)P255結(jié)構(gòu)式:結(jié)構(gòu)性能:環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有醚基(O),羥基( OH),苯基等基團,使其具有耐水解性,粘結(jié)性和耐腐蝕與耐熱性。用途:主要用作粘合劑、涂料、模塑料和結(jié)構(gòu)材料。17、環(huán)氧值的含義,胺類固化劑用量計算方法環(huán)氧值是 100g 環(huán)氧樹脂含有的環(huán)氧當量數(shù)。每 100份環(huán)氧樹脂使用的多元胺量環(huán)氧值×多元胺分子量 /活性氫數(shù)目18、練習(xí):現(xiàn)有環(huán)氧值為0.5 的雙酚 A環(huán)氧樹脂 600克,計算用乙二胺作固化劑的用量。19、不飽和聚酯樹脂如何交聯(lián)固化?不飽和聚酯樹脂分子中的不飽和雙鍵與交聯(lián)劑苯乙烯的雙鍵

37、,在自由基引發(fā)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng),而形成體型結(jié)構(gòu)聚合物。20、不飽和聚酯成型工藝特點及成型方法?成型工藝特點:物料粘度低,固化時無揮發(fā)物,可低壓成型,而且固化溫度寬,自室溫至160以上。成型方法:手糊成型,噴射成型,模壓成型,注射成型,擠拉成型。.21、了解掌握下列聚合物的結(jié)構(gòu)式;分析其結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用。 21.1. 聚酰胺 6;尼龍 6-10;尼龍 66;尼龍 -1010 ; P285 結(jié)構(gòu)式 :結(jié)構(gòu)性能 :分子中的酰胺基 ,可在大分子鏈間形成氫鍵,分子間的作用力較大,聚酰胺樹脂的熔點高,結(jié)晶度較大,性質(zhì)堅韌,具有良好的機械性能、耐油和耐溶劑性能。酰胺基團易于吸水,聚酰胺樹脂吸水性較

38、大。應(yīng)用 :用于制作機械、化工和電氣絕緣等方面的零部件。如齒輪、軸承、輥軸、泵葉輪等。21.2-1、聚甲醛;結(jié)構(gòu)式: CH 2On結(jié)構(gòu)性能 :無支化的線型高分子, C O主鏈,原子密集度大,內(nèi)聚能、結(jié)晶度大,較高的模量、硬度和沖擊強度;是塑料中機械性能最接近金屬材料的品種。應(yīng)用:它特別適用于耐摩擦、耐磨耗及承受高負荷的零件,聚甲醛吸濕性小,一般不必進行預(yù)干燥。21.2-2、聚甲醛的熱分解與熱穩(wěn)定化: 聚甲醛分子兩端是半縮醛端基 (-OCH 2OH) ,加熱到 100 以上就會在鏈端開始發(fā)生裂斷,發(fā)生解聚反應(yīng)。熱穩(wěn)定化方法:封端法,共聚法。21.3. 聚碳酸酯 ; P277結(jié)構(gòu)性能:分子鏈含有剛

39、性苯環(huán)和柔性碳酸酯結(jié)構(gòu)分子纏結(jié)作用強,相互滑移難,不易變形,是硬而韌的固體。它具有優(yōu)良的綜合性能。透光、絕緣、尺寸穩(wěn)定性很好,耐蠕變性優(yōu)于尼龍及聚甲醛,成型收縮率恒定為 0.5 0.7,可用來制造尺寸精度和穩(wěn)定性較高的機械零件。21.4.PET : P273結(jié)構(gòu)特征:酯基、苯環(huán)、(剛性),亞甲基鏈(柔性) ,線性對稱,拉伸取向結(jié)晶。吸水率較小,電性能優(yōu)良,又耐化學(xué)溶劑和韌性都較好。但性能大都不如一些工程塑料,只有玻璃纖維增強后,它們的機械、耐熱性能可大大地提高。尤其是耐熱性方面(熱變形溫度皆超過 200 )。用作電子電器、機械設(shè)備的部件,還用于纖維,包裝行業(yè)。21.5. 聚苯醚; P270CH

40、3OnCH3主鏈中有大量苯環(huán),兩個甲基占據(jù)了酚基反應(yīng)點,內(nèi)聚能和熱穩(wěn)定性都較大。沒有易.于水解的基團,耐水性好、吸濕性低。機械性能優(yōu)良,它可在負荷下長時間工作。特別適合于潮濕、有負荷,又要求電絕緣、機械和尺寸穩(wěn)定等性能較高的場合。21.6. 聚四氟乙烯; P309結(jié)構(gòu)式: CF 2-CF2n 結(jié)構(gòu)性能: 聚四氟乙烯分子中C F 鍵極性很大, 鍵能較高,受熱時不易斷裂和分解,耐熱性很好。氟原子是均勻地圍繞在C C 主鏈的四周,起著屏蔽作用,化學(xué)穩(wěn)定性極好、阻燃性極好。11.2.2聚苯硫醚, 機械 , 電氣 , 醫(yī)藥 , 食品等行業(yè)聚苯硫醚是由對位的亞苯基與二價硫原用途:特種工程塑料,化工21.7

41、. 聚苯硫醚: P298子交迭連接而成的高聚物,簡稱PPS 。聚苯硫醚是結(jié)晶型、硬而脆的白色聚合物。它的熱穩(wěn)定性能優(yōu)良,:S其結(jié)構(gòu)式為n空氣中 700分解, 350下長期熱穩(wěn)定性好。具有優(yōu)異的電絕緣性能。在電氣工業(yè)中應(yīng)用較廣11.2.2.1聚苯硫醚的合成21.8. 聚酰亞胺(聚均苯四甲酰二苯醚亞胺)P306由芳香族鹵化物( 如對二氯苯) 與堿金屬硫化物 (Na2S) 在強極性溶劑中縮聚而成, 其反應(yīng)式如下:31是一種半梯形結(jié)構(gòu)的環(huán)鏈聚合物,含有苯環(huán)及五元雜環(huán),剛性很大,化學(xué)穩(wěn)定性好;具有極為優(yōu)異的耐熱性能在-269400范圍內(nèi)保持較高的機械強度。用途:耐熱絕緣材料。21.9. 聚乙烯醇 P41

42、5聚乙烯醇是由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯,再行醇解(或水解 )成聚乙烯醇。結(jié)構(gòu)性能:碳碳主鏈含羥基基團,結(jié)構(gòu)簡單;吸水性強,易結(jié)晶,機械性能較好。用途:水溶性樹脂,合成纖維。21.10. 聚砜 P30021.11. 聚醚醚酮 P292.19-20章)-SO3H, -COOH, -CONH2, -OH等)。.21.12.有機硅聚合物P316Si O鍵的鍵能較高。 鏈中氧原子周圍沒有其他基團阻礙, 易于旋轉(zhuǎn)。 因此大分子鏈熱穩(wěn)定性好,柔順好, Tg 值也低。無其他極性基團。具有極好的耐高溫和耐低溫性能,優(yōu)良的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,又有突出的表面活性、憎水防潮和生理惰性等。大分子鏈間的相互作用力弱

43、,機械性能較差。22、耐高溫聚合物具備的特性:高的玻璃化溫度(250 ),高的結(jié)晶熔點( 400 ),用差熱分析法(DTA) 測得的分解溫度400。24、合成纖維的主要種類及俗名:聚酯纖維 -滌綸;聚酰胺纖維-尼龍;聚丙烯腈纖維-腈綸;聚乙烯醇纖維-維尼綸。25、重要的水溶性聚合物: a、羧甲基纖維素,b、聚丙烯酰胺,c、聚氧乙烯,d、聚乙烯醇e、聚丙烯酸及其鹽,f、 吸水性樹脂。26、水溶性聚合物的特征:a、主鏈含有親水性優(yōu)良的短鏈醚鍵或仲胺鍵。如聚氧乙烯,聚丙烯酰胺。b、主鏈為 C C鍵,但沿主鏈分布眾多的親水基團(第三篇合成橡膠(掌握下列橡膠產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用:1、丁苯橡膠P452及 3 , 4- 加結(jié)成構(gòu)性有能:三不飽種和立非極體性碳異鏈橡構(gòu)膠;體良,好的即彈性,抗沖擊性和耐寒性,一定的機械強度。用途:汽車輪胎及各種工業(yè)橡膠制品。- 尾連接間同和無規(guī)立構(gòu)。頭- 頭、尾2、順丁橡膠結(jié)構(gòu)式 :P448 CH2-CH=CH-CHn 2鏈節(jié)無規(guī)分布嵌段分布。一C=C一 鍵,結(jié)構(gòu)性能:分子結(jié)構(gòu)規(guī)整,無取代基,分子間作用力小,有大量的易

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