《聚合物合成原理及工藝學》教學大綱

1、聚合物合成原理及工藝學教學大綱（一）、課程基本信息課程名稱（中、英文）： 聚合物合成原理及工藝學Principle and Technology of Polymer Synthesis課程號（代碼）：300032030 課程類別：專業(yè)必修課學時：48 學分：3（二）、教學目的及要求“聚合物合成原理及工藝學” 是高分子材料與工程專業(yè)的本科學生繼有機化學、化工原理、高分子物理、高分子化學等專業(yè)基礎課以后所開設的一門專業(yè)主干課程。本課程以三大合成材料及精細和功能高分子材料的工業(yè)生產(chǎn)為模型，以聚合物的分子設計與合成 結構控制 性能控制貫穿整個課程的始終，集中介紹了工業(yè)生產(chǎn)的重要品種的生產(chǎn)工藝技術,合

2、成高分子材料的新方法；各種聚合方法進行工業(yè)化生產(chǎn)的特點、配方原理、流程組織原理和典型工業(yè)生產(chǎn)過程、聚合反應的基本化工單元及典型生產(chǎn)設備；不同實施方法中，關鍵設備的選用，傳熱傳質和分離提純的有效措施，最能體現(xiàn)工藝意圖的設備組合，獲得預定性能和結構的聚合物生產(chǎn)的工藝方法和工藝技術。本課程旨在培養(yǎng)學生的工程意識，使其熟悉工業(yè)合成高分子材料的一般過程，掌握工業(yè)生產(chǎn)高聚物的技能技巧，具備從事高分子材料工業(yè)化生產(chǎn)和開發(fā)新型高分子材料的能力，是高分子材料與工程專業(yè)學生必不可少的重要知識板塊。對畢業(yè)要求及其分指標點支撐情況：（1） 畢業(yè)要求 1，分指標點1.5；（2） 畢業(yè)要求2，分指標點2.5；（3） 畢業(yè)

3、要求3，分指標點3.4；（三）、教學內容（含主要內容、學時分配，教學重點*、難點）第一章：高分子合成原理及工藝學緒論（3學時）以高分子材料發(fā)展的歷史沿革和最新發(fā)展趨勢的介紹，激發(fā)學生的學習熱情，進行學習本課程的動員；再通過介紹高分子工業(yè)合成的一般過程，使學生獲得對本課程的主要教學內容和課程組織方式的整體概念。在此基礎上提出對各知識點不同層次的要求。難點在于一開始就講述合成高分子生產(chǎn)的主要過程，學生可能難于完全理解消化。一高分子合成工業(yè)的歷史沿革和發(fā)展趨勢二工業(yè)合成高分子的一般過程*三本課程對不同知識點的具體要求第二章 生產(chǎn)單體的原料路線（4學時）本章主要介紹從石油，煤炭和農(nóng)副產(chǎn)品制備高分子原料

4、的主要技術路線，目的是使學生系統(tǒng)了解從自然資源獲取工業(yè)高分子合成原料的生產(chǎn)過程，了解來自不同原料路線的單體或其它化學品的特性。由于石油化工路線是目前合成高分子工業(yè)的單體和溶劑等原料的主要來源，因此石油裂解制烯烴的原理方法與主要工藝流程設計，是本章教學重點。一 石油化工原料路線*二煤炭原料路線三農(nóng)副產(chǎn)品及天然氣路線第3章 自由基聚合工藝基礎和本體聚合工藝（6學時）以目前本體聚合工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程為例，從自由基引發(fā)劑的選擇開始，解析本體聚合工業(yè)化生產(chǎn)中采取不同措施實現(xiàn)本體聚合工業(yè)生產(chǎn)的配方原理，技術方法及設備組合。目的是為了讓學生了解工業(yè)生產(chǎn)中本體聚合的實施技術，掌握以自由基本體聚合實現(xiàn)高分子樹

5、脂合成的方法，技術和調控產(chǎn)品質量的主要因素。高壓聚乙烯的工業(yè)合成是本體聚合解決聚合物散熱難題的典型范例，結合其它方法如氯乙烯聚合中引發(fā)劑半衰期控制，甲基丙烯酸甲酯的分段熔融聚合，講述工業(yè)上本體聚合解決反應熱的控制，使本體聚合反應平穩(wěn)進行，是教學重點。一 工業(yè)生產(chǎn)中引發(fā)劑的選擇原則二 工業(yè)實施本體聚合的特點及難點三 氣相法本體聚合高壓聚乙烯的生產(chǎn)工藝*四 非均相本體聚合聚氯乙烯的本體聚合生產(chǎn)工藝五 熔融本體聚合和本體澆鑄聚合聚苯乙烯和有機玻璃的生產(chǎn)工藝第4章 自由基懸浮聚合生產(chǎn)工藝（6學時）以PVC和PSt等均相和非均相懸浮體系的聚合生產(chǎn)工藝為范例講述懸浮聚合的工業(yè)化生產(chǎn)過程，并結合工藝技術講述

6、主要設備的組合原理及方式及聚合反應條件對產(chǎn)品質量的影響。本章的目的是使學生掌握采用自由基懸浮聚合的原理進行高分子合成工業(yè)的配方設計，流程設計，生產(chǎn)設備組合及影響產(chǎn)品質量的工藝因素，掌握聚合反應釜散熱方式，攪拌器形狀、安裝方式及攪拌速度，以及干燥原理和樹脂干燥設備的選型和組合應用的原理及原則。本章的重點是PVC的生產(chǎn)工藝技術。一 懸浮聚合的特點、成粒機理與樹脂粒子形態(tài)的控制二 懸浮聚合的物系組成，懸浮劑的類型、結構與性質三 懸浮聚合的工藝流程和工藝控制因素*四 水溶性高分子化合物作懸浮劑的氯乙烯非均相聚合工藝*五 無機化合物作懸浮劑的苯乙烯懸浮聚合工藝第5章 自由基乳液聚合生產(chǎn)工藝（6學時）本章

7、以自由基乳液聚合中的連續(xù)聚合和間歇聚合為例，講述乳液聚合的工業(yè)生產(chǎn)過程。要求學生掌握自由基乳液聚合的配方原理，流程組織原理及相應的生產(chǎn)設備組合；閃蒸和汽提等脫單體的技術的實施方法，工業(yè)上乳聚橡膠的后處理以及干燥的原理和方法。由于采用連續(xù)聚合低溫反應生產(chǎn)丁苯橡膠，工業(yè)生產(chǎn)過程非常經(jīng)典，怎樣讓學生掌握聚合-分離-后處理過程的流程組織原理和設備組合原理，閃蒸，汽提及破乳，分離-干燥在分離和后處理中的應用，是教學重點與難點。一 采用乳液聚合實施工業(yè)生產(chǎn)的特點、乳化劑的類型及工業(yè)生產(chǎn)中選擇乳化劑的原則二 乳狀液的穩(wěn)定與破乳原理在乳液聚合工業(yè)生產(chǎn)中的應用三 低溫乳液聚合生產(chǎn)工藝-丁苯橡膠的生產(chǎn)及工藝影響因

8、素*四 高溫乳液聚合-ABS的生產(chǎn)五 精細化工產(chǎn)品聚丙烯酸酯共聚乳液的生產(chǎn)工藝第6章 自由基溶液聚合生產(chǎn)工藝（4學時）聚丙烯腈纖維的分子設計及在兩種工業(yè)方法中的實施，是本章的主要內容。本章要求學生掌握工業(yè)合成高分子中選擇溶劑的基本原則；均相溶液和非均相溶液的聚合生產(chǎn)工藝技術，深入理解不同溶液聚合法之間的異同。對工藝意圖得到很好實現(xiàn)的反應設備的組合及分離過程中閃蒸裝置的特殊設計的清楚講述是本章的難點。一 溶劑對聚合反應的作用及工業(yè)上選擇溶劑的原則二 丙烯腈的均相溶液聚合生產(chǎn)工藝*三 丙烯腈的水相沉淀聚合生產(chǎn)工藝*四 醋酸乙烯溶液聚合及聚乙烯醇的生產(chǎn)第7章 配位聚合生產(chǎn)工藝（6學時）高效催化劑是工

9、業(yè)制造聚烯烴的新發(fā)展，也是Z-N催化劑甚至茂金屬催化劑實現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的關鍵技術。本章以高效催化劑為切入點，以氣相本體法，液相本體法和溶液聚合法，特別是蘭化公司液相本體-氣相本體聯(lián)用等生產(chǎn)聚烯烴的現(xiàn)行技術為范列，系統(tǒng)解析其配方和流程設計原理，設備組合原理以及生產(chǎn)工藝因素對聚烯烴的結構性能的影響規(guī)律。本章要求學生理解高效催化劑在高分子合成工業(yè)中的重要意義，了解掌握高效催化劑的組成、各組成的功用及制備方法；掌握液相本體，氣相本體，液氣聯(lián)等先進生產(chǎn)方法制備聚丙烯的合成工藝技術；理解不同方法之間的異同以及影響聚烯烴質量的工藝因素；了解淤漿法聚丙烯的合成工藝。本章內容豐富，技術先進，其中液氣聯(lián)用本體法

10、制備聚丙烯的合成工藝是教學重點。一 高效催化劑的組成、性質及制備二 催化劑和高效催化劑在聚烯烴生產(chǎn)中的作用三 液相本體-氣相本體聯(lián)用制備聚丙烯*四 淤漿法聚丙烯的生產(chǎn)工藝（*）五 氣相流化床法高密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝第8章 離子型聚合生產(chǎn)工藝 （2學時）本章的目的是使學生了解由陰離子聚合和陽離子聚合生產(chǎn)工藝通過溶液聚合法制備熱塑性彈性體和橡膠的生產(chǎn)工藝技術，解析列管式反應器，三步加料聚合，干法/濕法脫氣塔等的工作原理。重點講述超低溫聚合在列管式反應器中制備丁基橡膠，利用陰離子聚合動力學鏈無終止的特點制備SBS。從而保證聚合物合成原理及工藝學覆蓋所有連鎖聚合大品種的經(jīng)典工業(yè)制造技術。一 陽離子聚合

11、與丁基橡膠的生產(chǎn)工藝二 陰離子聚合與SBS熱塑性彈性體的生產(chǎn)工藝 第九章 線性縮聚高聚物的生產(chǎn)工藝（5學時）簡要介紹線性縮聚的發(fā)展，定義及分類，線性縮聚的品種及特點，在此基礎上，以滌綸樹脂生產(chǎn)實例為模型，解析熔融縮聚反應特點、影響因素及實施工藝。使學生對熔融縮聚的影響因素和工藝措施有較系統(tǒng)、深刻的理解。要點：1. 縮聚反應的特點及分類 2. 縮聚反應工業(yè)上的主要實施方法 3. 熔融縮聚的反應特點、影響因素及生產(chǎn)工藝 4滌綸樹脂的生產(chǎn)工藝 * 第十章 體型縮聚高聚物的生產(chǎn)工藝（4學時）本章以熱塑性和熱固性酚醛樹脂，不飽和聚酯以及環(huán)氧樹脂等典型體型縮聚的生產(chǎn)及其應用為模型，講述體型縮聚樹脂劑的生產(chǎn)

12、工藝。由于學時數(shù)限制，以制備兩種酚醛樹脂的方法為重點，再以比較與其它品種體型縮聚方法的異同，以點帶面，使學生掌握熱固性樹脂制備方法與結構與性能關系的基本規(guī)律，為樹脂基復合材料的設計和應用奠定基礎。要點：1. 體型縮聚的概念、分類、生產(chǎn)步驟和凝膠點預測 2、熱塑性和熱固性酚醛樹脂的生產(chǎn)原理、工藝流程及影響因素 * 3、酚醛層壓塑料和壓塑粉的生產(chǎn)工藝 4、不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝 第十一章逐步加成聚合生產(chǎn)工藝（5學時）從原料出發(fā)，講述聚氨酯材料的制備原理和主要方法，使學生全面了解聚氨酯材料的制備技術。聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)工藝是本章的重點。要點： 1、逐步加成聚合概念、類型及工業(yè)上的應用 2、

13、異氰酸酯的化學反應 3、合成聚氨酯的主要原理 4、聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)工藝 *（四）、教材及主要參考資料1聚合物合物合成原理及工藝學 李克友，張菊華，向福如主編，科學出版社，2高聚物合成工藝學趙德仁，張慰盛主編 化學工業(yè)出版社，第二版3化工咨詢報告，化學工業(yè)出版社，20024高分子化學，周其鳳，胡漢杰，化學工業(yè)出版社，20015海外高分子的新進展，何天白，胡漢杰，化學工業(yè)出版社19976高分子合成化學，馮新德，科學出版社，1981.17功能高分子與新技術，何天白，胡漢杰，化學工業(yè)出版社20018乙烯衍生物工學張旭之、王松漢、戚以政主編，化學工業(yè)出版社9聚氯乙烯 化學工業(yè)部錦西化工研究院化學工業(yè)部錦西化工研究院出版社10聚合物乳液合成原理、性能及應用 曹同玉、劉慶普、胡金生編著 化學工業(yè)出版社11腈綸生產(chǎn)工藝及應用 （美）James C.Masson編 中國紡織出版社12配位聚合 林尚安 上?？萍汲霭嫔?3丙烯衍生物工學 張旭