《聚合物制备工程》章节试题及答案（大学期末复习资料）.docx

第一章绪论聚合物生产过程1 .聚合物生产过程的基本内容包括什么？2 .聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？3 .举例说明如何选择某种聚合物的聚合实施方法？4 .如何评价生产工艺合理及先进性。5 .思考题：开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？6 .思考题：是否存在从聚合物单体到聚合物材料制品的最简化路线？举例说明。聚合物工业与可持续发展1 .三烯、三苯是哪些化学品？简述三烯、三苯和乙炊的来源。2 .聚合物工业的原料来源有哪些及其分类（是否属于可再生资源）？3 .思考题：如何实现聚合物工业的可持续发展？4 .思考题：可降解聚合物材料有哪些种类？此类材料的发展和使用具有哪些意义？参考答案聚合物生产过程1 .聚合物生产过程的基本内容包括什么？答：任何聚合物的生产过程的都基本包括：生产准备，催化剂配制，聚合过程和后处理及回收四大过程。生产准备过程包括原料准备、公用工程的准备。催化剂的配制过程主要指催化剂的制备或配制与溶解：聚合过程是聚合物生产过程的核心，是决定产品质量的宙要工序或过程；后处理过程相当豆杂和繁多，尤其对于生产固体聚合物的生产过程，因采用的聚合实施方法不同，采用的后处理方式也不一样。但归纳起来不外乎有：分岗工序、脱挥工序、脱灰工序、干燥工序、添加助剂（防老剂、增塑剂、加工助剂等）、产品形状处理工序（造粒、压块、切片），对于直接使用乳液的场合还需加涧湿剂、消泡剂。除此之外聚合物后处理过程还包括，单体和溶剂的回收与精制工序。2 .聚合物制备工程的内容主要包括哪些方面？答：聚合物制备工程是以高分子材料科学与化学工程学为理论基础的工程学科：其生产加工的对象包括对天然高分子材料的改性和人工合成高分子材料的工业化生产。聚合物制备工程包括的内容是合理设计及选用最佳的聚合实施方法，合理设计及选用相应的反应器，合理选择原料、催化剂的制备或精制工序，合理地选择或设计后处理工序设备,过程的优化或系统化及其控制方法以及三废处理等工序设备的设计等。3 .举例说明如何选择某种聚合物的聚合实施方法？答:目标聚合物采用何种方法（何种聚合历程何种聚合实施方法）生产首先是由单体的性质决定：单体的结构性质决定其是进行逐步聚合还是进行连锁聚合，进一步决定是进行阴离子聚合、阳离子聚合、配位阴离了聚合还是自由基聚合。其次单体水溶性大小乂进步决定是进行水溶液聚合还是进行溶液聚合,是进行正相悬浮（乳液）聚合还是进行反相悬浮（乳液）即单体的性质苜先决定可采用的聚合历程,在可进行多种历程F，再看所用引发剂的性质如何，若在满足产品性能的前提下有多种聚合历程，应优先选择投资少、工艺简单的工艺，在催化剂体系决定后，再选择出合理的具体实施方法.如丁二烯虽可进行阴岗子聚合、配位阴离子聚合及自由其聚合，但若采用自由基聚合，产物凝胶含量非常大，根本不能作为橡胶使用，因此只能从前两个历程进行考虑。故现在有锂系顺丁橡胶和锲系顺丁橡胶，均因两种催化剂的性质（遇水失活甚至爆炸）和产品的性能（高分子限的橡胶），决定其只能用溶液聚介，而不能用本体聚合的实施方法。另如，苯乙烯可采用阴离子聚合、阳离子聚合及自由基聚合，前两种历程存在操作控制难度高、投资大等，因此均采用控制难度低的自由基聚合，因自由基可以采用四种聚合实施方法，但R前多采用本体聚合或悬浮聚合为主。总之，目标聚合物采用何种聚合实施方法，首先由单体的决定，其次由选择的催化剂的性限决定，然后再考虑产品的用途和性能来决定。4 .如何评价生产工艺合理及先进性。答：生产工艺的合理与先进与否主要从下述几个方面进行评价：第一考察由该工艺生产出的产品的性能是否属于国际先进水平，在此基础上还要考察所拟定的工艺产能大小、多种牌号生产的套用性：一般规律是生产规模越大，目标产品的性能月难易控制或达到。其次考察原料的来源的容易，原料的成本，尽量采用石油天然气路线或可再生资源路线,尽量不使用煤化工路线。第三，要评价所拟定的工艺路线中的原料单耗大小、能源的单耗大小，必须选择效费比最高，资源消耗低、碳排放量的工艺路线。第四，在上述基础上确定合理的控制手段，对于生产规模大的产品的生产，尽量采用国际先进的控制系统和仪表，确保在投资合理前提下，提r自动化程度，减小人为操作的误差，保证产品质量的稔定。,第五，在前述的五项内容的基础上，优先选择生产过程中三废排放少的工艺路线，三废少的路线的基咄上，选择投资少效率高的三废处理方法的工艺路线。确保整个项目具仃最低或零生态影响。5 .思考题：开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？答新产品的开发是一项综合化系统性极强的任务。要求开发者不仅掌握与高分子合成（高分子化学）和高分子应用（高分子物理）的知识，还需掌握与聚合物生产过程中的设备知识（包括国内外设备制造水平、国外能否出售该关键设备技术等）。在此基础上才可能开发出可供生产转化的新技术或新产品。对于新产品开发者来说，新产品的开发的流程不外乎包括以下几个方面：确定新产品的应用领域、使用方法和最终达到的性能。使用方法最为关键，不同的使用方法就要求聚合物具有不同的流变性能，而流变性能乂与聚合物分子量大小及其分布、分子主链的极性、侧基的极性及侧基的而大小有关：在确定了使用方法后，确定哪类聚合物具有这样的制造可能性；在确定了聚合物类型后，选择适当的聚合单体：包括来源可靠性，经济性：在确定r聚合单体就可选择适当的聚合机理及聚合实施方法，开始迸行小试。确定第合使用要求和性能要求的小试工艺条件：确定三废排放点，做到三废最小甚至是零排放。根据小试工艺条件进行工艺放大设计，放大后的产品与小试产品进行评价，确认达到小试水平后，直接进行应用试验评价；当直接应用试盼合格后，就可进行再放大生产。确定设备的加工难易程度，制造的可行性。最终确定最佳的生产工艺流程和设符“编制新产品操作规程。6 .思考题：是否存在从聚合物单体到聚合物材料制品的最简化路线？举例说明。答：很多产品可以从聚合物单体直接得到聚合物材料制品，这种路线也是聚合物制备工程中的最简化路线。如：塑胶跑道，就是浇注型聚氨酯，可以将二元醇或多元醇与二异很酸脑混合直接聚合得到。另一常见的例子就是有机玻瑞的制备，直接将甲有引发剂的单体MMA注入板式反应器中直接得到有机玻璃的制备过程。聚合物工业与可持续发展1.三烯、三笨是哪些化学品？简述三烯、三紫和乙快的来源。答三烯主要指乙烯、丙烯及丁二烯，三苯主要是苯、甲苯和二甲苯：乙烯的主要来源有三：是来自乙烯工程，即就是从石脑油（轻油）或原油直接高温高乐裂解得到。二是从发酵乙醇脱水制备乙烯：三是从大然气制得的甲醇出发也可制得乙烯。目前三种路战的成本相差不大：丙烯可以有两种来源，一是乙烯工程，同乙烯，另一种来源是在石油炼化过程中也产生丙烯。丁二烯有两种路线可以得到，一是乙烯工程，直接从轻油裂解得到，二是从乙烯出发经反应得到丁二烯。上述三种烯垃是化学工业最基础的原料，是制备其他聚合物的关键原料。三苯的主要来源有二，一是石油裂解后产生芳煌，经重盛后得到：而是焦炭行业，由聚己内的等：从石油化工资源制备的可降解聚合物：聚己内酯，聚丁二酸丁二解的，由己内酯核合成的聚犯酣，聚乙烯醇，聚碳酸而，聚磷脂(主链为磷酣基)等：细菌发醉制备的聚合物：聚羟基烷酸酯聚制基丙烯枝酯(PCA)(2)可光降解聚合物般聚合物主链必须含“黑基”结构，目前可由氧化碳与烯短聚合的到：还有一类光降解聚合物就是在将胸腺嘛呢引入聚合物主链上。(3)可焦降解聚合物可热降解聚合物很少，一般主链具有季碳结构的聚合物均可在加热的情况下降解为最初始的单体，H前有，PMMA.PIB.聚甲基米乙烯，聚富基丙烯酸酯(PCA),以及它们的共聚物开发可降解聚合物的意义在于：目前世界高分子材料生产和使用已跃居三大材料之首，每年产生近5000万吨废I日物，如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染；研究及合成特定可生物降解高分子，用于人工组织，药物缓择，造福人类；研究天然可生物降解窈分子，可以了解生命的演变历史，从而进行仿生，制备新型医药或材料。聚合物制备工程第二章聚合物制备工程基础作业及参考答案1 .什么是聚合反应器？其最基本的特征是什么？答：(1)聚合反应定义：物料在其中可发生聚合反应并可生成目标聚合物的设备称为聚合反应器.(2)反应器的最基本特征是：有可提供反应物料进行聚合反应所需的体积，从而保证设备具有一定生产能力；具有可供加热和/或除热的传热面枳,以保汪过程的针温或降温,硼保聚合反应温度可控制在适宜的范阁：必须有保证参加反应物料充分混合的装置。2 .按照操作方式分类，反应器可以分为哪些类型？各自有何特点？答：反应器按照操作方式可分为间歇式、连续式和半连续式反应器三种。其中：(I)间歇式反应器量指生产操作时，反应前将反应物一次加入反应器内，当反应达到规定转化率后取出反应产物，间软反应器是一种非秘态的操作过程。问歌反应器的特点是：反应物料间次加入与取出,反应物料的温度和浓度等操作参数版时间而变，不断空间住五而变，所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间：操作灵活，弹性大，投资小：需校多辅助时间，设备利用率低：产品质量不务均匀(2)半连续式反应器是指生产操作时，反应就将部分反应物料或某种反应物料一次加入反应器内,而其余物料或另一种物料则采用连续加入反应n中的反应过标.或在反应过程中连埃将某种物料从反应器中取出的生产过程。其特点是：可通过物料的加入速度控制共聚物的组成分布：可通江物料的加入速度来控制聚合逑军，从而控制聚合热的均匀释放,而从而利于控制聚合反应；半连块反应粉的生产过程也是一种典型的非稳忠操作过程。(3)连续反应器是指生产操作时各反应物料连续加入反应器内，并连续引出反应产物或最后一次得到产物的操作过程。其特点是：反应器内任一点的组成不随时间而改变，舄于稳态过程：生产柜力商，易实现自动控制，适于大规模生产；产品质量均一3 .平推流反应器,理想混合流反应器的定义与特点是什么？容：(1)平推派反应器定义：反应物料在长径比很大的设备流动时被备内每一微元体积中的流体均以相同的速度向前移动，在流动方向上不存在退混的流体称为平掂流，而能赋予平推流流态的反应器软为平推流反应器。平推流反应塞的特点是：在稳态操作时，在反应给各个板面上，物料浓度不随叶间变化；反应器内物料的浓度沿行流动方向而改变.故反应速率随空间优而变化，即反应速率的变化只限于反应W的轴向。(2)理想混合流反应器定义：反应器中在强烈的撞杆作用下，使刚进入反应器的物料战元与豁内原有的物料微元畸时达到充分花合，使各点速度相等J1.不随时间变化，出口流体组成与禺内相等的这种流动舫态称为理想混合法.。而具有理想混合流流态的反应器则款为理想混合反应器。理想混合反应器的特点是：器内物料还渔强烈：存在流体然元的停留时间分布。4 .在间歇反应器,平推流反应器,理想混合流反应器、多级串联理想混合反应器中，反应物料浓度与反应时间的关系如何？答:间歇反应给：物料浓度随时间不断变化，为非稳态过程，浓度随时间变小，无限通近某一定值：平推流反应器：稳态操作时，在反应篇的各个界面上物料浓度不随时间变化，反应器内物料的浓度沿井流动方向而改变：理想混合反应器：各点浓度相等，物料浓度不随时间变化：多级串联理想足合反应器：每一个反应给内物料浓度不随时间变化。（4）图1间歌反应器反应物科浓度时间变化曲线图3生皴理想混合反应SS反应沏料浓度时间变化曲级浓度时间变化曲线图4多圾理想混合反应器反应物料浓度-时间变化曲战5 .反应器设计的基本要求是什么？答:有可提供反应物料进行聚合反应所需的体枳,从而保证设备具有一定生产能力：必须具有一定的除热或,加热所需的传热面积，以保证反应过程的除热或加热，使反应温度可控制在适宜的苑困：必须有保证参加反应物料充分混合的设备或装置。6 .反应器设计的物料衡算方程是什么？间歇反应器与理想连续反应器的物料衡算方程是什么？答：物料衡算方程：某组分流入量=某组分流出量+某组分反应消耗量+某组分累枳量对于间歇反应器：2400/24F0=-=0.684kmo1.eh146则反应物平均每小叶处厘量V<1=Fa<Ca<>=0.6840.004=1711.Oi1-19.04÷1-20-04/1Vq-V0Ia-171X20.04-34251.-3.427m3Vq_3.4270.754.57m3(2)若采用平推流反应器操作，则有:19.03力V=F0=0.171X19.03=3.25m3(3)单圾理想混合反应器0191.97×0.004×(1-0.9)211421min(=上=C-OXA_XA-kCM(1.-xA)2=190.3hV=T-F0=190.3X0.171=32.5m3(4)四缎串联理想混合反应熬因：=Jt0=1.97x6OxC：=118.2C：,从CA=O.004komo1.1.到CA=O.00025kom1.1.作图。CA(IonoIZ1.)0.0040.00350.0030.00250.20.00150.1.0.0005O.OOO25Y(kmo1.1.h)1.89.1.>1.0620.7370.4720.2560.1180.0300.740.00000000500010000150.00200.00250.00300.00350004000045Chno1.1.)从CA（三）004mo1.1.的横坐标为起点,以斜率为0.31.1划线，爻于cCa曲线于A点，从A点画与横坐标的垂线交横坐标于A'点，N点即为第一级反应器出口的浓度CU依次类推,可求出第二级反应器出口的浓度CA身为(HX)145mo1.1.,第三圾反应器的出口浓度为Caa约为,0.001.mo1.,弟四级反应给的出。浓度为Caj约为O.OOO75m<1.,最终特化率约为8081%。(2)代数法：从每个反应釜的体积和每天处理量可以计算出每个极的停留时间,即：上=0.550.171=3.22从多级反应器设计方程:(1.+r1X1.+r,)-(I+rv)和。可计算出Cai:Ca.r=00M=o<)Q061k"id1.(1+kr,(1+1.97×3.22),m%鬻*84.8510 .聚合反应器按照结构形式分类有哪些主要种类，其中釜式反应器由哪些基本结构组成？答：反应鬻按结构册式可分为：釜式反应若'管式反应客、塔式反应器、液化床反皮器、固定床反应器及挤出反应器.釜式反应器基本结构一般包括：釜体(茴体)、换热装置(夹套、内盘管或外盘管)、搅拌袋找、密封装置、传动装五等。11 .为有效排除聚合反应热可以对聚合釜采取哪些换热方法？答：为有效排除聚合反应热，可对聚合釜采取的换热方法有：夹套冷却(主要)、夹套附加内冷管：内冷管：反应物料釜外很环：回流冷凝器：反应物料部分闪蒸及反应介质预冷等。12 .搅拌§§有哪些种类？各有何特点？如何选用搅拌器？答：搅拌器是实现物料混合、分散、传原、传热、传动量的操作的设备总称。搅抨器通常可分为浆式撞摔器、推进式撞抨器、涡枪式、螺杆及螺带式及它们的组合式几种.(1)桨式搅拌器依据装叶构彩又可分为平桨、折叶装(针浆)、锚式、锚框式架及框式浆等。浆式搅抨豁的优点是站构简单，浆径和浆叶面可设计性强,制造相对容易。由于桨而朝向不同，不同的桨式搅捽器也具有各自的挣点。平桨径向流为主，轴向流小，混合要求高的场合需加挡板，适于低拓度液体的高速搅拌。折叶浆折叶浆的轴向流股平浆有很大改善,在不加楼板状可达到很好的上下循环。适合低拈度流体的高速搅捽锚式桨属于低速大桨径搅拌器，且以径向流为主，轴向流非常小，桨径一般是釜径的0.90,搅拌功率大，适合高粘度流体下低速扰拌转下使用，同时也不适合容积大的反应釜的投抨。锚框式搅抨2S是嫡式搅抨桨的改进彩式,，横框的增加，减少了中间死区的体枳,桨径一般也量釜径的0.90,搅拌功率大，适合高粘度流体下低速搅拌转下使用，同时也不适合容积大的反应釜的提井。框式搅拌浆和锚框式搅抨影美似。(2)推进式搅捽器：和平桨及折叶桨美似，桨径一般是蛋径的O.33O.6O,适合低粘度潦体的撞井，最适合液液分聚，径向流和轴向流均很好。特点：三就叶片，其螺距S与桨径相等，姑构简单，但制造难度高，一般都按阿基米他渐近段只好磨具进行饼造。属于循环型搅抨影。(3)涡轮式(透平式)：桨叶形式多样，可以分为开式和闭式两大类：例如：平直叶片，弯曲叶片，倾鞘叶片，圜盆平直叶片，圆盘呼叶等。特点：种类繁多，应用广泛；处理粘度范围广：剪切强。(4)螺杆及堞带式：适合高粘度液体的搅拌。特点：螺杆式搅捽器，剪切弱，推进力大，适合高拈度搅抨，通常需要搅拌带件的配合，以提高传热和传屎的效果,而蝶带式撞林器具有大桨径低转速，剪切若轴向流最好，适合高粘度流体的搅拌传质传热。搅捽器的选用原则：(1)基本要求：保证物料的海合、消耗最小的功率、所需费用最低、掾作方便.于制造和维修：(2)一般考虑方法：如果生产上对搅抨无特殊要求,则可参照生产时所使用的类似搅抨落及验选定；如果对搅神有严格妥求，义无参照工艺，则对应工艺、设备等全面分析，找到操作的主要控制因素，逸杼相应的挺林：过程开发或大型工程，通过试脸研究最佳的型式、尺寸，再相似放大进行设计13 .挡板,导流桶的起到什么作用？各自在实际安装时需要注意哪些问迤？答：(1)技板的作用与安装作用：消除潴涡现象,改善混合效果。安装：一般相距90。，垂克安装，并保留挡板的1/6的空用。(2)导流茴的作用与安装作用：提高釜内流体的搅抨程度，加强桨叶时流体的直接剪切作用：造成一定的循环流型，使物料均可通过导流为内的强烈混合区，提高混合效率。安装：对于推进式搅拌器，导流角套在浆叶的外面：对于涡轮式搅抨豁，导流筒则贪于桨叶的上方。14分离过程对聚合物制备的有何事要性？容：分禹过银常指将聚合物从聚合介质中分开取走聚合物的过程，不当的分离方法可能导致生成的聚合而分离不完全，收率低（溶液聚合和乳液聚合），产品杂质含量高（本体聚合）。15 .后处理过程对聚合物制备的有何重要性？树脂与橡胶的后处理有何不同？答：聚合物后处理工序包括分离、干燥、脱挥、脱灰、加入助剂及形状处理答几方而：但是树脂与橡胶后处理喀布区别，树脂后处理主要包括脱水、干燥、加入添加剂、宜接得到粉状树脂：或者及过脱水、干燥、加入添加剂、混炼、切粒、混合均化、包装得到撅粒状树脂：撑胶后处理根据用途也不同，花液用于冻料或其他直接使用扎液的场合，轧液可以直接使用或浓缩后包装、使用；需妥得到固体探胧时则需要凝聚、脱水、水洗、挤压干燥、压块、包装。在这些后处理工序中,最关健的是脱灰知干像工序，这些工序所使用的设备若不合理，仍会导致生成的聚合物发生交联，凝胶含量高，甚至出现不合格产品.而塑料树脂导致分子量降低或交联.因此后处理过程对聚合物的制备仍有影响,其支要性不亚于聚合过程的控制。16 .选择聚合反应器需要考虑哪些因素？聚合反应器选型的简要原则是什么？答：（I）选杼聚合反应器一般应予考虑的因索包括：生产目标聚合物所采用的聚合机理：生产目标聚合物的反应类型，简单反应、平行反应、连串反应：聚合反应器的操作特性：物料的停留时间及其分布、渔合抉况、生产能力、利用率、稳定性、传热放能、产品性能（转化率，残单量，分子量及其分布，煤粒彩态，粒径及其分布） 定点在于病保反应时间的场合可选用塔式反应器 重点在于除去聚合热的场合可以选用撞井釜反应器 以控制聚合速率和去除平桥过程中产生的低分子的场合可选用搅拌釜式、薄膜型或表面更新型反应器 以控制反应产物颗粒性状为主的场合可选用乳化、分散理搅拌釜 需要窄段剪切下进行反应的场合可以选用袋叶与壁而间隙鼓小的描抨反应器聚合反应及聚合过募的特性 悬浮、乳液聚合寻低粘体系，撞抨釜 本体、溶液聚合菩高粘体系，特殊型式的聚合反应器（卧式聚合釜等），搅拌釜，塔式 注意：釜式聚合反应器的搅抨器的选择 连彼聚合与逐步聚合、不同单体的区别： 尤其脱除小分子，需要考虑表面更新型聚合反应器最后在保证产品质量的前提下，优先选择投资少，经济收率高的操作方式。17.反应器形式与操作方式的选择原则是什么？答：反应器形式与操作方式的选杼主要根据物料的停留时间及其分布、混合状况、生产能力、利用率、稳定性、传热效能、产品性能（转化率,残单量，分子量及其分布，颗粒彩态，粒径及其分布）例如：连续釜：超定，传热好，返混高，混合均匀，停留时间，利用率低（多釜串联改善返混，生产加力提高）然稳定性较好的产品的生产。符合上述特征的聚合物则多采用本体聚合生产工艺的产品有：塑料树脂：聚甲基丙炜战甲期(PMMA)、通用聚茶乙炜(GPPS)、高抗冲聚流乙炸(HIPS),聚(笨乙烯-丙饰赊)、ABS工程篁料，无视聚聚乙跖(aPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(HDPE.1.DPE1.1.DPE):有些逐步聚合实际也是本体聚合只不过后期叫熔散缩聚或熔融加聚而已，如尼龙6,尼龙66,聚璃类工程塑料，聚式而工程壑料；作为涂料或拈合剂所有的聚合物因分子量低，其聚合物也称成为树脂，也可采用本体聚合得到，如无溶剂聚泉酯粘合剂,浇注型聚氢酯，发泡型聚氧函,环氧树脂等。有些助剂，如涂料分散剂、油叁分散剂，大分子乳化剂，也可采用本体聚合制得.如BYK公司的马来酸肝苯乙炜共聚物分散削、美国庄臣公司的水性固体丙端眼树脂(Joncry1.678).2 .本体聚合工业生产过程需要解决的主要工程问题是什么？目前采用的解决办法有哪些？答:(1)主要工程问起：聚合过程中体系粘度的增大与聚合体系中温度均匀分布的矛盾：聚合过程中体系枯度的逐步增大与聚合热的散揖的矛盾：脱挥工序中的高粘度与挥发份快速脱除的矛盾：(2)采用的解决办法：为了调节反应速率，适当降低反应温度而加入一定量的专用引发剂：为降低反应体系粘度改善流动性,加入少量内泗滑剂或溶剂：采用较低的反应温度、较低的引发剂浓度进行聚合，使放热缓和：在反应进行到一定转化率而此时反应体系拈度不算太高时,就分高出聚合物：分段聚合，将聚合过程分为几个阶段，控制转化率、"自动加速效应”，使反应热分几个阶段均匀放出：改进反应器内的流体输送方式，克与搅拌器和传热系统以利于聚合设备的传热，研究开发专用特型设备等：采用气相本体聚合方法.研制商效催化剂，降低操作压力：采用“冷凝态”进料及“空冷凝态”进料，强化传热，提高产位。采用表面更新型的脱挥装如立式或斜卧式的薄膜蒸发器等特种脱挥设备。3 .在工业上有哪些聚合物采用溶液聚合工艺生产？答：和本体聚合一样，溶液聚合其最大的块点也是体系的枯度随单体转化率的提高、聚合物的分子量的增大及交联程度的增大而急剧升南，导致聚合热的排除难度增大,因此溶液聚合也不适合高分子量的聚合物产品及交联聚合物产品的生产，而最适合分子量校低的产品的生产.溶液聚合的另一优点是在解决本体聚合粘度大的问题同时，适合时水敏感的催化剂催化下的聚合，如阴离子聚合、阳离子聚合、配住阴离子聚合，虽然使用了大量的聚合溶剂，降低了生产效率,但可确保分子量要求高的二端及类橡胶的生产。目前采用溶液聚合的产品有：耗量较大且具战喀地位的二炜是橡胶等的生产，如各类顺丁橡胶，合成异戊二帏樨胶，丁匠橡胶，溶聚丁茶模胶、集成橡胶等：EPDM,分子量要求较低的型料树脂如PAN、PVAc,聚d'度)丙烯酸酯：聚甲醛等；1.1.DPE,PP(部分)分子量要求不高的聚醍中间体，如PEG,PPG,PTMEG6 .悬浮聚合适合哪些产品的生产？各：悬浮聚合最大的特点是聚合场所是每个以弥散楞定的单体液滴，体系的拈度几乎不受单体转化率大小、聚合物的分子量高低、聚合物是否交联的影响：团此悬浮最适合下述聚合物的生产：分子也不南但Tg或Tm很的剪料树脂的生产，如EPS、PMMA.PSt,PVC.起时候越耐水的丙烯酸酯共聚物树脂（再溶解后作为涂料使用）：分子量很高但Tg可以很低的聚合物的生产，如高分子量织物弹性整理剂（再溶解后使用）；最终产品就是做绘聚合物的生产，如超商分子量颗粒聚丙烯酰朕（紫凝剂，反相悬浮）等：最终产品就建文联的颗粒聚合物的生产，如超吸水树脂（文联聚丙炜酸纳破球、反和悬浮法），禹子交模树脂（交联聚紫乙饰微球，正和悬浮法）。7 .悬浮聚合的定义'聚合体系组成？答：（1）悬浮聚合定义：悬浮聚合是将单体在强烈的机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水中，同时经引发剂引发聚合的一种生产聚合物的方法。（2）悬浮聚合体系组成：单体、水、分散剂、引发剂、其他改性物质。8 .常用悬浮聚合分散剂有哪些种类？其稳定机理是什么？各：（1）悬浮聚合用分散剂有：无机分散剂，如或氧化铁、叁息礴酸钙：水性高分子分散制：明胶，纤维素留类,聚乙炜解。（2）桧浮聚合分分散的税定机理：居子型表面活性剂的双电层作用：无机固体粉末的机械隔离作用；非裔子型高分子分散剂的空间便加作用。9 .悬浮聚合中机械搅拌与分散剂有什么重要作用？它们对聚合物颗粒状态有什么影响？以巷浮聚合制备聚合物主妥控制最终产品的颗粒脂态，颗粒身态控制包括颗粒特性，平均粒径及其分布，孔隙率、比表而积、密度分布与检体干流动性。而影响上述指标的重要因索首先是分侬剂种类和用量，其次胧是搅拌姑构和横抨速度。携井结构多选用多层多叶的折叶浆,浆径一般是釜径的0.33045,战抨速度陵看釜径的增大而降低，即控制恒定的剪切速率及循环次效（一般为6次），控制搅抖速度另一关他就是当授拌速度过低过高都不能正常成粒，导致悬浮聚合失效，在正常的稳定区内，搜井速度越大，粒径越细，反之亦然。（如图所示）。舱段引发MH>/化*大小形成时代6KJVCM一卷曲大自由基”50<1%10-20nm%-z%第一步疑绐原始微粒笫二步“绪re6-8低乙烯液滴内亚微观和激现层次成粒过程（初圾NF020.4m）12mI-IO12IOpvn11 .测定孔隙度最主要的方法是什么？为什么悬浮聚合特别注重堆积密度？答：测定孔隙度最主要的方法是压汞仪法：堆枳密度是指粉状或粒状材料，在自然堆积状态下，材料的堆枳体积包括材料内部孔隙和松散材料颗粒之间的外部空解在内的体积。是粉状聚合物表面粗糙度、颗粒粒径分布、内外部孔隙率的综合体现。表面越粗糙，粒径分布越宽，表现堆积密度越大，物料的干流速度越慢，熔融加工的里化温度越宽,熔体越不均匀，导致制品缺馅大。表现密度主要是由聚合过程所决定，因此表现密度差别太大，可反映聚合过程的控制不正常。表现密度的控制还有另一层现实意义，印：作为与其他物料共混加工时，表现密度相差太大，将影响两种粉料的混合均匀性；若产品宓度比正常指标小的多，将影响固定包装形式下的包装量：对于使用增夔剂的加工，将严空影响粉料的吸油量。故在以悬浮聚合矣施方法制备粉体聚合物是应严牯控制最终产品的堆积密度或包奏密度。12 .乳液聚合聚合适合哪些产品的生产？筝：乳液聚合乳液聚合的特点是：（1）乳液聚合在引发、用长与终止不同于其它聚合,轧胶粒里的活性终末端自由基因乳化剂的存在寿命相对自由基的其它聚合方法长，因此在同样的温度和引发制存在下的聚合物的分子量较其它方法高的多。（2）乳液聚合的场所在扎胶粒内，因此即使生产的聚合物分子量高或者交联，体系粘度也较小，易于传热,单体与分散介质的比例可以很大，可到70:30:（3）乳液聚合因以无毒无污条的水作为分炮介质，因此成本低且环保：故乳液聚合最适合如下聚合物的生产： 分子量较南的聚合物的生产。如橡胶（E-SBRCR,ACM）,丙烯酸所的弹性聚合物及其乳液 最适合具有交瑕结构的聚合物的生产.如PVC抗冲改性剂中的MBS,ACR1还有作Ea尼材料用的IPN（互传聚合物网络）。最适合以胶乳直接使用的环保型涂料、拈合剂等产品的生产小分子不易脱除。局部过热可能产生副反应,对聚合设备密封性要求南。该法广泛用于大品种缩聚物，如聚酯、聚酰胺的生产。3 .界而痂聚：将可以发生缩聚反应的两种有高度反应活性的单体分别溶于两种互不和溶的溶剂中使缩聚反应在两和界面进行的生产聚合物的方法。特点是反应条件缓和，反应是不可逆的，对两种单体的配比要求不严格。但是必须使用高活性单体,如酰氯，需要大量溶剂，产品不易希制。该法适用于气一液和、液一液和界面缩聚和芳春族碗氯生产芳酰胺等特种性能聚合物。4 .固相缩聚：反应温度在单体或预聚物熔融温度以下进行编聚反应制备聚合物的方法。其最大的挣点就是反应温度低于次眼缩聚温度，反应条件煤和。但是，原料需充分混合，要求达一定细度，反应速度低，小分子不易犷散脱除。该法适用于进一步提高在线生产的前驱体缩聚物的分子量，如聚能、聚酰胺等的分子量以及堆溶的芳杳族聚合物的生产。以上逐步聚合实施方法的材点又可以总结于下表中Jfr或以万丁以不受：界蔽段«16«*生产工之过dR1.生产或家雷蜘存在下OJ降低反双度反&条件设相反及&庾低于簿代可述Q於生产H依幼出.免*体IS产，分储.*度是不可逑的.时闻9*SY.反应条件A合设备的生产费力育ff1.耳与产生的小分子共健或与之反应而睨令.底挟用作产品A单体的史比:京不尸格MM反腐X度aIF求体和累府倒可低有号.号密舁离了成怒现使用育活性，KXf1克分H合.量也在反左度下不分一,本用加了分宣博体W*,嬉大量裳米出一定姐收.KA体配比，水产冉KSMMtt度育,小分子不暑收!>,局加过料可熊产生IJ反应时合谀备友财性要求友MM*Xff.生产商分于t产盗附黑将离KII出后青打体,»«.，品不*HIfi*ft.小分子不»r»n»广适用于大品M物,如法用于体或物用后号青用于Iu«选用于离已生产透B(i.*前的2产分的产品生产,主胃是芳香版相界»#芳的*夏*©,、KK9*».芳>耳IR合，等的生产俄收国生产万家鱼，气力性令物0的分声代以A0再付芳合的生产22 .逐步聚合的主要聚合物产品有哪些？分别采用哪种聚合实施方法？答：以下列出逐步聚合的实施方法与相应的代表产品： 熔融缩聚：PET、PBTxNY1.ON 溶液缩聚：1.CP、芳蛉、酚桃、聚ASS等固相缩聚：PET、NY1.ON界面缩聚：PC、芳纶，酶改性与负栽，总因诱导等悬浮缩聚：线型酎潞树脂乳液缩聚：酚嵌树脂、芳给141423 .何谓界面缩聚，应用在哪方面？容：(1)界而缩聚的定义：将两种带有高反应活性基因的单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中使缩聚反应但发生在两相界面网时生成聚合物和小分子副产物的聚合实施方法林为界面缩聚。(2)液一液界面缩聚可应用于合成聚酰豚、聚磺t胺、聚氮脂、含嘻缩聚物、聚苯并咪睢等；一液界面缩聚可应用于聚碳酸酯、聚腺、聚酰朕、聚硅衣炕等聚合物的生产。目前界面缩聚的主要产品有：聚碳酸酯,芳纶(芳存聚酰朕)、芳香聚酯(热致液晶聚合物)。界面维策是一类不可逆反应，可规避高坨点或高软化点且高分子量聚合物在高聚合温度量提高。（4）第四代催化剂颗核反应器技术。第四代催化剂在第三代催化剂的基础上增加了MgCI2的表面积和反应面积.使MgCh分散均匀,每一个MgCk都成为一个反应器,反应效率大大提高，而且可采用不同催化剂或液相本体与气相本体结合制备具有双峰分布的内增韧聚丙烯产品。产格地说，近年来发展起来茂金属催化剂还不能称为第五代聚丙烯催化剂，原因是，工业化时助催化剂以来仍偏高,导致成本不能与与第三代催化剂制得的PP竞争。其深远的意义在于：可得窄分布聚合物,实现共聚物的序列可控聚合。7 .试用流程框图描述通用聚苯乙烯生产工艺，并用文字描述生产工艺；简述其生产过程主要采用什么手段进行控制？为什么？笨乙烯一f1.聚合一嗡辞T挤出H切粒1；数却流程描述：首先单体苯乙烯连续进入釜式反应器进行预聚（一般配置2个釜,以供切换使用）,控制预聚反应温度在8090C,转化率控制在3O35%,然后连续迸入2个串联的塔式反应器。当转化率达到规定的指标后经最后一级塔式反应器经高高粘度泵（凸轮泵）注入脱挥反应器，脱挥完毕直接压入挤出机进行瞪出造粒包装。主要控制条件：华体纯度，聚合反应速率（阶段升温），觎度和反应热（排除反应热，否则易暴爰），转化率，相对分子质量（对力学性能影响大），与反应温度（阶段升温）惰性气体俣护（已知PS热氧化变黄.提高透明度）。8 .用方块图及文字简述发泡聚苯乙烯聚合的生产工艺过程?答：一步法可发性聚苯乙烯（EPS）生产工艺流程框图如下：SUhfax1.mg“即。I,流程叙述：(1)原料准备:向分散剂配制槽去离子水(DW),开启搅拌,加入计星的分散剂(HEC),直至搅拌成透明的溶液,备用；向苯乙烯计量濯加计量的云乙烯,然后加入助剂(发泡剂、阻燃剂)；搅拌规定时间后停搅拌,备用；(2)聚合及混料与分离聚合向聚合釜加计量的去离子水,开启搅拌,从分散剂溶解曜符分散剂水溶液放入聚合釜中，继续搅拌1020分钟然后从单体高位计量罐将溶有发泡剂、脂燃剂的聚乙烯单体放入聚合釜中,同时将引发剂BPo从釜盖上的加料漏斗加入聚合釜中，升温至90±1C.并在此温度反应57小时,测定颗粒硬度,但硬度合格后,降温至40C;混料聚合完毕后在搅拌下从聚合釜经泵打入批次混合槽中,且批次混合槽愦拌一直处于开启状态；待批次混合槽有34批产品的分散液后，可以进行离心分离等后续工序；圈心分圈将混合好的多批次EPS分散液经泵打入开后的卧式封闭性圈心机进行分离.水相作为废水进入废水处理工序,含微量水的EPS颗粒,经轴流风机将EPS打入立式干燥塔中干燥；(3)干燥、麻分、播出造粒与包装招气流干燥塔出来的EPS颗粒经筛分后.先进入三个漏斗式中间储存艇,然后分别iS入三个挤出造粒机,冏时在进入造粒的同时向挤出造粒机加入涂覆剂(Coating),挤出造放后的粒子可以直接包装,或经轴流风机打入配制的2个大料仓(Si1.。)。9 .如何采用本体聚合(自由基聚合)生产高分子量聚苯乙烯，解释其原因。(数均分子量大于40万)答：本体聚合的特点是RS若单体转化率的升高,体系粘度成倍增大,苯乙烯的本体聚合的特点是在高温下苯乙烯单体之间就可发生Diek-AkIer反应而生成自由基，而且温