高聚物合成工艺学期末复习题.docVIP

聚合物合成工艺学复习题 1.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 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℃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。 2.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？ 影响因素:聚合反应温度、引发剂浓、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。 3.苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点。 预聚合:将原料苯乙烯送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为80-100℃,随聚合物浓度升高,预聚温度可提高到115-120℃。而后反应后聚合,在聚合塔内再升温,循环反应,使反应完全。 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。 4.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？ 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,而处于动态平衡。 5.悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？ （1 以水为分散介质,价廉,不需回收安全,易分离。（2）悬浮聚合体系粘度低,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。 6.简述PVC悬浮聚合工艺过程。 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,聚合反应随即开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5℃以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2℃。当反应釜压力下降至规定值后结束反应,加入链终止剂,然后进行单体回收、干燥,筛选出去大颗粒后,包装得到产品。 7.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布） 反应器几何形状的影响；操作条件的影响；材料因素（如两相液滴动力粘度、密度和表面张力等）；分散剂。8.苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程。 高温:苯乙烯（100）、去离子水（140-160）、NaCO3（10%）、MgSO4 16% 、0.12苯乙烯-马来酸酐共聚物、钠盐0.12、 2,6-叔丁基对苯酚 0.025。 工艺过程:苯乙烯高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作,初始反应温度为80℃,然后逐渐升温到140℃ ,反应时间为5-24小时,然后酸洗,再经离心分离,脱水干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒。 低温:苯乙烯 100、过氧化异丙苯 0.8、石油醚6-10、紫外线吸收剂（UV-9）0.2、分散剂 PVA）4-6、抗氧化剂2640.3、软水200-300。 工艺过程:a.发泡剂处理； b.操作条件：压力（表压）0.4MPa、温度90-100℃、时间4h；c.预发泡；d.熟化；e.成型。 9.苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别苯乙烯:生产工艺:原材料：苯乙烯单体、引发剂、阻聚剂、去离子水。 工艺过程：高温聚合和低温聚合,P溶于M,使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗粒,PVC聚合物不溶于单体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级粒子,最后形成不规则不透明的颗粒。 10.自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂作用:a.溶剂对引发剂分解速度的影响；b.溶剂的链转移作用对分子量的影响；c.溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响. 溶剂的选择:a.考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性；b.溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用；c.溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应；d.选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著，溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs值；e.溶剂的毒性,安全性和生产成本。 11.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？ Cs增大促使产品由高分子量向低分子量转变；可以降低向大分子进行链转移反应,减少了支链结构。 12. PAN溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在？各有何优缺点？ 一步