聚合物合成工艺学试题库

聚合物合成工艺学试题库内容摘要：

） 、引发剂、水和分散剂四个基本部分组成。 （ ） 煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚等。 （ √ ） 2. 利用齐格勒 纳塔催化剂可合成 LDPE。 （ ） 3. 悬浮聚合突出特点是聚合速度快，同时产物分子量大。 （ ） 4. PVC 的空隙率主要影响 材料的强度。 （ ） 5. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。 （√ ） 6. 线型缩聚影响分子量主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。 （ ） 7. 聚氨酯具有很高的强度，其中一个原因是分子链上的 C=O 可与另一分子上的 C 形成氢键。 （ ） 8. 乙烯高压聚合，当压力升高，反应过程在均相中进行时，容易产生凝胶物。 （ ） 9. 悬浮聚合生产工艺的主要工序为：原料准备、聚合、脱单体、过滤分离、水洗、干燥等。 （√ ） 10. 阴离子聚合反应不存在链终止过程。 （ √ ） 11. 离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合和溶液聚合两种。 （√ ） 12. 离子聚合反应中微量水的存在不会破坏催化剂，对聚合反应无影响。 （ ） 13. 萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。 （ √ ） 14. 溶液聚合中溶剂极性将影响离子链的增长速度。 （ √ ） 15. 线型缩聚影响分子量主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。 （ ） 16. LDPE 生产中用丙烷、丙烯、乙烷或 H2 作链转移剂，控制分子量。 （√ ） 17. 二元胺 二元酸聚酰胺熔点随主链上的 C 原子数目的升高逐渐降低。 （ ） 18. 反应型粘合剂的固话条件主要是固化温度，分为低温固化和高温固化两种。 （ ） 19. 所谓自动加速现象是当自由基聚合到达中期后，随转化率增加，聚合速率自动加快的现象。 （ √ ） ：气化、液化和焦化。 （ √ ） 21. 一般精馏法能从裂解气中抽取丁二烯。 （ ） 22. 溶液聚合中溶剂极性将影响离 子链的增长速度。 （ √ ） 23. 线型缩聚影响分子量的主要因素为官能团转化率、小分子含量及保持熔融状态。 （ ） 24. 高顺式聚丁二烯橡胶所用催化剂是镍系齐格勒 纳塔催化剂。 （ √ ） 25. 引发剂的半衰期：指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。 （ √ ） 26. LDPE 生产中用丙烷、丙烯、乙烷或 H2 作链转移剂，控制分子量。 （ √ ） 27. 乙烯高压聚合，当压力升高反应过程在均相中进行时，容易产生凝胶物。 （ ） 28. 在制备溶液丁苯胶过程中，常加入一定量的四 氢呋喃，目的是为了增大苯乙烯在分子链中的嵌段含量。 （ ） 29. 二元胺 二元酸聚酰胺熔点随主链上的 C 原子数目的升高逐渐降低。 （ ） 30. 为了防止单体贮存过程中发生自聚现象，必要时应当添加阻聚剂。 （√ ） 31. 自由基聚合反应中水分子对反应无不良影响，因此可以用水作为反应介质。 （ ） 32. 离子聚合及配位聚合实施方法只有本体聚合和溶液聚合两种。 （ ） 33. 环氧粘合剂固化剂主要有热固化和冷固化两种，热固化的温度为大于 50℃。 （ ） 34. 用于涂料中的溶剂沸点高低可以反映挥发速度的快慢。 （ √ ） 35. 缩聚反应中原料单体分子官能团的摩尔比对反应没有影响。 （ ） 36. 引发剂的半衰期：指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。 （ √ ） 37. 熔融指数越大，表示粘度越小。 （ √ ） 38. 塑料的原料是合成树脂和添加剂（助剂）。 （ √ ） 39. 乳液聚合和水溶液聚合采用水溶性引发剂，本体、悬浮和有机溶液聚合采用油溶性引发剂。 （ √ ） 40. 聚氯乙烯生产中主要是向单体的链转移，故生产中依靠控制反应温 度控制产品平均分子量。 （ √ 简要说明聚合物合成的生产步骤 答 ： 1） 原料准备与精制过程特点 :单体溶剂等可能含有杂质 ,会影响到聚合物的原子量 ,进而影响聚合物的性能 ,须除去杂质 意义 :为制备良好的聚合物做准备 2）催化剂配制过程特点 :催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用 ,需仔细调制 . 意义 :控制反应速率 ,引发反应 3） 聚合反应过程 特点 :单体反应生成聚合物 ,调节聚合物的分子量等 ,制取所需产品 意义 :控制反应进程 ,调节聚合物分子量 4）分离过程 特点 :聚合物众位反应的单体需回收 ,溶剂 ,催化剂须除去 意义 :提纯产品 ,提高原料利用率 5）聚合物后处理 过程 特点 :聚合物中含有水等。 需干燥 . 意义 :产品易于贮存与运输 6）回收过程 特点 :回收未反应单体与 溶剂 意义 :提高原料利用率 ,降低成本 ,防止污染环境 人类对天然聚合物进行改性获得了哪些有实用价值的聚合物产品，举例说明之。 简要说明聚合物生产过程中的“三废 ” 来源途径。 如何 减少或避免聚合物生产过程中的“三废 ”。 石油的炼制可以获得哪些基本的原材料。 说明 它们的沸点范围与物理状态的关系。 什么是石油的裂解。 轻柴油的裂解能获得哪些重要的化工原料。 答 ： 在石油化工生产过程里，常用 石油分馏 产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度（ 700～ 800℃ ，有时甚至高达 1000℃ 以上），使具有 长链 分子的烃断裂成各种 短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。 工业上把这种方法叫做石油的 裂解。 所以说裂解就是深度裂化，以获得短链 不饱和烃 为主要成分的石油加工过程，是 化学变化。 通过 高温裂解的主要产物是气态裂解气和液态裂解轻油，其中裂解气包括氢、 甲烷 、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、 c4 馏分 等，裂解轻油包括裂解 汽油、燃料油和柴油等。 石脑油的裂解 催化重整可以获得哪些重要的芳烃原材料。 其中的加氢工艺是为了除去哪些有害物质。 答 ：石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取 苯，甲苯，二甲苯的重要原料。 作为裂解原料，要求石脑油组成 中烷烃和环烷烃的含量不低于 70%（体积） ；作为催化重整原料用 于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为 80180℃ ，用于生产芳烃时， 进料为窄馏分，沸点范围为 60165℃ ； 用作蒸汽裂解制乙烯原料或合成氨造气原料时，可取初馏点至 220℃ 馏分。 国外常用 的轻质直馏石脑油沸程为 0100℃ ， 重质直馏 石脑油沸程为 100200℃ ；催化裂化石脑油有 105℃ ， 105160℃ 及 160200℃ 的轻、中、重质三种。 在 裂解 催化重整工艺过程中之所以要进行 加氢 处理，是因为烯烃 易 氧化、易聚合 ， 且干扰后续 芳烃的抽提，同时含硫、氮、氯等元素的毒害性化合物通过加氢而 脱除。 什么是 C4 馏分。 如何 通过 C4 馏分制备 1,3 丁二烯。 自由基聚合的实施方法或聚合过程有哪些。 自由基聚合的引发手段或方式有哪些。 实际应用时，如何正确地选择自由基引发剂。 答： 基本的原则包括 ： 聚合方法，分解速率常数，聚合操作方式和反应温度，分解活化能，引发剂的半衰期。 说明自由基本体聚合工艺的特点， 针对 其固有的缺点， 在 实际操作时， 应 如何加以避免。 哪些因素会影响自由基聚合产物的分子量。 并进行定量分析。 生产平板有机玻璃为什么要设置预聚合工艺。 聚合温度与压力对低密度聚乙烯的结构有怎样的影响。 答 ：聚合温度升高， 链增长 速度比链转移速度慢很多，链转移增加，已生成的大分子裂解，平均分子量降低。 长链 支化增加，加工性能和光学性能下降。 压力 增加相当于缩短分子间距离，增加了游离基 与 乙烯分子的碰撞机会，密度增大，短支链下降。 苯乙烯本体聚合采用多釜串联的操作工艺有什么好处。 答： 反应釜串联的原因很多，一方面是为了减少返混程度。 更多的是反应条件的改变，由于化学反应机理的原因，需要对反应温度进行控制，以满足不同产品的生产需求。 而反应釜 CSTR 内物料的温度基本上是一致的，所以要对反应进行控制，只能采用多个反应釜耦合串联进行。 不同的反应釜反应温度可以不同。 还有，多个反应釜串联，可以近似的认为是一个平推流反应器 PFR，相同的工况下 PFR的转化率比 CSTR 的转化率高。 所以 CSTR 串联也是为了提 高转化率的一种手段，如果直接采用 PFR 的话，反应温度不好控制，所以在工业实践中是将 CSTR 进行串联来满足要求的。 说明氯乙烯本体聚合的工艺过程。 溶剂对自由基溶液聚合有哪些重要的影响。 答 : a. 溶剂对引发剂分解速度的影响：水作溶剂时对引发剂的分解速度影响小；有机溶剂则有不同程度影响。 某些有机极性溶剂对有机过氧化物有诱导分解作用，加快聚合反应速度。 b. 溶剂影响链转移作用，从而影响分子量。 反应体系中有溶剂时，则可降低向大分子进行链转移反应。 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 . 聚合温度、转化率对醋酸乙烯酯溶液聚合以及产物结构有怎样的影响。 答 ：在较高温度和转化率 的 条件下，链自由基容易出现向大分子转移。 大分子链 上 的醋酸乙烯酯单元有三处受到链自由基的进攻，温度低于 70℃ ，向大分子转移主要发生在聚合物链节上 c 的位置，聚合物进一步水解后仍为线形结构，高于 70℃ 易发生在聚合物链节上的 ab 位置，导致最后生 成 支化的聚乙烯醇。 丙烯腈非均相溶液聚合为什么要严格控制好体系的 pH 值 自由基溶液法合成聚乙烯醇的工艺中，选择甲醇有何作用。 为什么选择甲醇。 答 : 选用甲醇的原因 :1)甲醇对聚醋酸乙烯酯溶解性能极好 ,链自由基处于伸展状态 ,体系中自动加速现象 来得晚 ,使聚醋酸乙烯酯大分子为线型结构且相对分子量分布较窄。 2)甲醇是下一步聚醋酸乙烯酯醇解的 醇解剂 3)甲醇的 Cs 小 ,只要控制单体与溶剂的比例就能够保证对醋酸乙烯酯相对分子质量的要求 用量比单体少的原因 :因为从聚合速率和分子量两方面考虑 ,采用甲醇作溶剂时的链转移常数小 ,而且 PVAc 的甲醇溶液可进一步醇解为 PVA(沸点与要求的聚合温度相近 )且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有 影响 ,因此用量要比单体少 . 比较均相和非均相溶液共聚合法生产聚丙烯腈的聚合工艺特点。 答： 通过对聚丙烯腈共聚物合成的两种不同聚合方法和聚合条件的生产工艺对比，两 种工艺各具其优缺点。 水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化 还原引发体系，引发剂分解活 化能较低，聚合温度低，所得产物色泽较白；聚合的反应热易于排除，聚合温度容易控制，所得产品分子量分布均一、平均分子量较高；聚合速率快，聚合物粒子比较均匀，转化率较高，聚合物物料为浆状液容易处理，溶液后处理简单；最后得出的产品干燥后即可作为半成品出售，省去溶剂回收过程。 但不足的是聚合较多地采用含有碱金属离子的水溶性引发体系，聚合釜釜壁容易结疤，釜内聚合体容易沉淀堆积，不仅不利于提高聚丙烯腈原液的性能，而目降低了聚合釜的导热性和有效容积，影响聚合温度和聚合时间，同时沉淀物的脱落沉积易使管道堵塞，使聚合釜的搅拌功率 上升。 同时聚丙烯腈固体用溶剂重新溶解，以制成纺丝原液，比一步法增加一道 “ 溶解 ” 生产工序，聚合物浆 状物分离、干燥耗能较大。 均相溶液聚合，单体可溶于硫氰酸钠、二甲基甲酰胺等第二单体溶剂中进行反应，溶解性能改善；聚合热容易导出，避免了由于局部过热而引起的自动加速现象，聚合物的相对分子质量分布较窄，保证了产品质量；同时聚合反应容易控制，可以实现连续聚合、连续纺丝。 但不足的是要考虑溶剂对聚合反映的影响，在溶液聚合中，酸碱连续式水相沉淀聚合工艺控制不好容易造成分子链转移和反应的阻聚；原料的纯度必须严格控制，否则杂质 影响产品质量，减低聚合速率和分子量；聚合反应温度比水相沉淀聚合的反应温度高 出一半，热能消耗大，另外溶液后处理复杂，增加了溶剂回收工序。 对比均相溶液聚合和水相沉淀聚合聚丙烯腈共聚物，两种生产工艺都有其可取之处，虽然水相沉淀聚合多了一道 “ 溶解 ” 工艺，但因其所得腈纶纤维质量较好，所以水相沉淀聚合聚丙烯腈共聚物的生产工艺更可行，更适合在工业中操作，目前世界上腈纶生产多采用水相沉淀聚合。 答：自由基悬浮聚合工艺主要为：原料准备、聚合、托单体、过滤分离、水洗、干燥等工序。 原料准备包括液体单体除去阻聚剂，复合引发剂的配制、水相的处理、分散剂的处理及助分散剂的处理。 聚合工艺为间歇法操作，过程为先加去离子水，开动搅拌后加分散剂、调节剂及其他助剂，再投加单体，最后加热到反应温度后投加引发剂。