高分子合成原理与工艺学.pdfVIP

第一章绪论

5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？

答：首先要了解材料应用的技术要求，提出聚合物的性能要求，根据性能要求明确聚合物分

子组成及分子结构，然后拟定聚合配方及工艺措施，科学地解决合成性能及结构关系。

应注意高分子合成、结构及性能的关系；合成反应的理论和方法。

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（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

3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。

答：用全馏程石脑油（沸点200°C的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油）

于管式炉中，820°C下裂解产生。

5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高

分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。

答：乙烯～聚乙烯、乙丙橡胶；丙烯～聚丙烯、聚氯丙烯；

苯～聚苯乙烯、聚碳酸酯；丁二烯～顺丁橡胶、ABS树脂；

甲苯～硝化～二硝基甲苯～二氨基甲苯～甲苯二异氰酸酯+多元醇～聚氨基甲酸酯

6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？

（1）石油化工路线：原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进

行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二

烯等。

氧氯化法：4CH2CH2+2Cl2+O2——4C2H3Cl+2H2O

（2）煤炭路线：煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭，焦炭与石灰石在高温炉中高温加

热得到电石（CaC2），电石与H2O反应得到乙炔。

乙炔合成法：C2H2+HCl——C2H3Cl

8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意

哪些问题？

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生自聚现象,必要时添加阻聚剂

5）贮罐应当远离反应装置以减少着火危险

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。

第三章游离基本体聚合生产工艺

1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程中如何调

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以及其他反应条件;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。

5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。

调节剂：种类很多，用来控制反应的时间，速率，pH值等各种条件。

阻聚剂：阻聚剂可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期（即聚合速度为

零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，

即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。

缓聚剂：能迅速与游离基作用，减慢或抑制不希望有的化学反应物质，用于延长某些

单体和树脂的贮存期。

7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。

答：乙烯气相本体聚合具有以下特点：（1）聚合热大；（2）聚合转化率较低；（3）基于乙烯

高压聚合的转化率较低，即链终止反应非常容易发生，因此聚合物的平均分子量小；（4）乙

烯高温高压聚合，链转移反应容易发生；（5）以氧为引发剂时，存在着一个压力和氧浓度的

临界值关系。

12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用途。

答：聚乙烯综合性能优异，卫生性好，因此广泛应用于各个工业部门和日常生活用品。主要

用于食品包装、工业品包装、化学药品包装、农用膜和建筑用膜等。

可通过控制压力，加入添加剂，通