《聚合物制备工程》第3章试题及答案.docx

《《聚合物制备工程》第3章试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《聚合物制备工程》第3章试题及答案.docx（10页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、第3章聚合实施方法1 .在工业上有哪些聚合物采用本体聚合工艺生产？答：本体聚合的最大块点洸是体系的粘度随单体转化率的提高、聚合物的分子量的增大及交铢秘度的增大而急剧升南，导致聚合热的排除难度增大，因此本体聚合不适合高分子量的产品及交款聚合物产品的生产，最适合分子量较低、培点范围较窄、或高温热通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：电科树脂：聚甲基丙痹酸甲酯(PMMA)、通用聚聚乙部(GPPS)、商尻冲聚聚乙烯(HIPS),聚(若乙慌-丙炖精)、ABS工程里科，无规聚不乙炜(aPS)、聚氯乙燎(PVC)、聚丙炸(PP)和聚乙炖(HDPE,1.DPE.1.1.

2、DPE)：有些逐步聚合实除也是本体聚合只不过后期叫熔热缩聚或熔融加聚而已，如尼龙6,尼尼66.聚酯美工福电料,聚氯函工程剪料；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,也可采用本体聚合捋到，如无溶剂聚氮骼粘合剂，浇注型录缸璃，发泡型聚氨酯，环氧树脂等。有些助剂，如注科分散剂、油墨分散剂，大分子孔化剂，也可采用本体聚合制得，如BYK公司的马来酸肝-苯乙埔共聚物分散剂、美国庄臣公司的水性固体丙坤酸树脂(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)主要工程问题：聚合过程中体系粘度的增大与聚合体系中法度均匀分

3、布的矛盾：聚合过程中体系拈度的逐步增大与聚合热的散热的矛盾：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，适当降低反应法度而加入一定量的专用引发剂：为降低反应体系拈度改善流动性，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，就分鬲出聚合物；分段聚合，将聚合过标分为几个阶段,控制转化率、自动加速效应二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，完善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，研制高效催化剂，降低操作压力：采

4、用“冷凝态”进料及“趣冷凝态”进料,强化传热，提高产能。采用表面更新型的脱挥装比，如立式或斜卧式的薄膜蒸发器等特种说挥设备。3 .在工业上有哪些聚合物果用溶液聚合工艺生产？客：和本体聚合一样，溶液聚合其最大的缺点也是体系的粘度随单体转化率的提高、聚合物的分子量的增大及交屐程度的增大而急剧升高，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，而最适合分子量较低的产品的生产。溶液聚合的另一优点是在耨决本体聚合拈度大的问题同时，适合对水敏感的催化剂催化下的聚合，如阴离子聚合、陀离子聚合、配位阴离子聚合，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

5、要求高的二烯炫矣株胶的生产。目前采用溶液聚合的产品有：耗量校大且具战喀地位的二炜烧橡胶等的生产，如各类顺丁橡胶，合成异戊二端模胶，丁基橡胶，溶聚丁紫愫胶、集成橡胶等：EPDM,分子量要求较低的型料树脂如PAN、PVAc,聚（甲原）丙端酸酯；聚甲喀等；1.1.DPE.PP（部分）分子量要求不高的聚域中间体，如PEG,PPGrPTMEG高豆键密度的聚氮酯及聚芳酰族以聚合物溶液直接使用的涂料树脂和拈合剂：很多低分子量的分散剂，如聚丙炸酸钠，聚甲基丙端酸纳.以及分子量要求较高的聚丙炖酰胺类策凝剂均采用水溶液聚合：4 .溶液聚合工业生产过程需要解决的主要工程问题是什么？答：聚合过程中体系粘度的增大与聚合

6、体系中温度均匀分布的矛盾：聚合过程中体系柩度的逐步增大与聚合热的散热的矛盾：对于连续反应器，则看支解决停留时间及其分布对聚合物分子量及其分布的影响嘏度问题：5 .溶液聚合如何选取溶剂？答：溶液聚合所使用的溶剂对聚合过程的成败、聚合物的分子量及分布、聚合物的组成分布及聚合体系的拈度均有更大的幽响，因此在采用溶液聚合实施方法生产聚合物及其溶液时，溶剂的选择应依据目标聚合物的分子量及其分布要求、聚合活性中心的电性及大小、聚合体系的粘度大小进行选择。（1）对于向由基溶液聚合其优先考虑的因*有： 溶剂对单体及其聚合物的漆解能力，若目标聚合物的分子量要求高,且体系最终粘度高，优先送坏溶解度参数小、链转移常

7、数低的溶剂，以降低聚合体系的枯度，从而提高聚合物排除的速度，减少自动加速效应带来的分子量分布过宽：而对于分子量要求低的则尽量采用集转移常数大的溶剂，如甲聚，二甲苯，或它们的混合溶剂。其次考虑溶剂的沸点与聚合温度的匹纪性,对于均聚反应，可采用沸点低于聚合温度的溶剂，这样可利用溶剂回流冷凝进行除聚合拈：而对于共聚反应则优先考虑沸点高于聚合温度的溶剂；第三再考虑溶剂的率性、价格及回收的难易根度；（2）对于离子型聚合（阴离子聚合和阳离子聚合）应当考虑.的因索： 对于生产高分子量的目标聚合物或立构规终聚合物要求技高的目标聚合物，考虑那些对活性中心的离子对的价键长度不影响或影响较小，即活性中心发生#移、终

8、止的弱极性溶剂即可，如坏已炕，甲苯等：若目标聚合物的分子量要求不高，且规登性要求也不高，则可选择极性较大的溶剂，加环氧乙埔，四氮啖嘀等：其次考虑溶剂的沸点与聚合温度的匹配性，对于均聚反应，可采用沸点低于聚合温度的溶剂，这样可利用溶剂回流冷凝进行除聚合热：而对于共聚反应则优先考虑沸点高于聚合温度的焦剂：对于低温反应则还应考虑溶剂的冰点大小，如果的冰点只有6匕。第三考虑溶剂的毒性、价格及回收的难易程度：（3）对于配位聚合（这里主要楮ZiegIer-Natta聚合）应当考虑的因素有： 对于生产商分子量的目标聚合物或立构规整聚合物要求较高的目标聚合物，首先考虑那些对活性中心的低电负性的过渡金属-碳触配

9、1位能力差、触转移常数小、无终止、且对聚合物溶解能力偏低的弱极性溶剂即可，如环己烷，烷炫溶剂：但即使目标聚合物的分子量要求不高,规整性妥求也不高，也不能选择双性较强、配位能力高的溶剂，否则会导致活性中心失活，聚合过程失败：其次考虑溶剂的沸点与聚合温度的匹配性，对于均聚反应，可采用沸点低于聚合温度的溶剂，这样可利用溶剂回流冷凝进行除聚合热；而对于共聚反应则优先考虑沸点高于聚合温度的溶剂：对于低温反应则还应考虑漆剂的冰点大小，如呆的冰点只有6C.第三考虑溶剂的毒性、价格及回收的难易程度：6 .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

10、单体转化率大小、聚合物的分子量高低、聚合物量否交联的影响：因此悬浮战适合下述聚合物的生产：分子量不斯但Tg或.Tm彳艮的型料树脂的生产,如EPS、PMMA1PSt.PVC,起时候越时水的丙烯酸SS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终理剂（再溶解后使用）：最终产品就是颗粒聚合物的生产,如超商分子量颗粒聚丙烯酰朕（茉凝剂，反相越浮）等：技终产品就量文联的颗粒聚合物的生产，如超吸水树脂（文联聚丙痹酸纳微球、反和悬浮法），离子交换构脂（交联聚茶乙烯微球，正相悬浮法）。7 .悬浮聚合的定义聚合体系组成？举：（1）悬浮聚合定义：悬浮聚合是将单体在

11、强烈的机械搅抨及分侬剂的作用下分散、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）桧浮聚合体系组成：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？客：（1）悬浮聚合用分散剂有：无机分设制，如或氧化铁、套魅礴酸的：水性高分子分散剂：明胶，纤维素装类，聚乙端醉。（2）悬浮聚合分分散的稳定机理：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：非河子型高分子分散剂的空间便皿作用。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？痴以悬浮聚合制备聚合物主妥控制最终产品的颗粒舫态，颗粒班态控制包括颗阻特

12、性，平均粒径及其分布，孔隙率、比表而积、密度分布与粉体干流动性。而影响上述指标的重要因素首先是分栽制种类和用量，其次就是携抨姑构和搅拌速度。投抨姑构多选用多层多叶的折叶浆,桨径一般是釜径的0.33045,挝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数（一般为6次）.控制搅抖速度另一关较就是当捷抨速度过低过南都不能正常成粒，导致悬浮聚合失败，在正常的稳定区内.搅抨速度越大，粒径越细,反之亦然.（如用所示）。分散剂的种类和用量对颍粒形态的基本影响现律是：破水性越强，被分散的液滴聚并能力变差，粒径分布变窄：粒子孔律率降低，堆积定度增大。分散剂的分子量越高，与液滴的吸附作用越强，被分散的

13、液滴聚并倾向变小，粒径分布均匀变窄：粒子扎除率降低,堆枳密度增大。分散剂用量越大，粒径越细，分布越窄。1。.何谓珠状成粒机理和粉状成粒机理，其各自的过程是什么？冬：球状成粒机理，整个动态过程可分为三个阶段：初始期：转化率小于X*时，粒径d32为恒定值，其取决于聚合前单体液滴的程定分败：增长期：转化率处于X-X之间，粒径d32为变量，为转化率X的函数：恒定期：转化率大于X,拄径d32为恒定伉，是聚合结束时树脂的平均粒径。珠状成粒过程：单体块c3KUI二卜.田费状成弑机理：在单体液滴或颗卷间聚并，舫成宏现层次的颗粒：在单体液滴内部形成正微观和微现层次的各种粒子：宏观成粒过程：单体液滴间相互聚并的成

14、粒过程；微观成粒过程：聚合物不溶于单体，而在单体液滴内形成亚很现和微观层次的多种粒子。构状成粒过福：舱段引发MH/化*大小形成时代6KJVCM一卷曲大自由基”501%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）1-2mI-o,2-IOpvn11 .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自法；堆枳密度是指粉状或枝状材料,在自然堆积状态下.材料的堆枳体积包括材料内部孔解和松散材料颗粒之间的外部空解在内的体积。是粉状聚合物表而粗糙度、颗粒粒径分布、内外部孔俅率的综合体现

15、。表而越粗糙，粒径分布越宽，表现堆积密度越大，物料的干流速度越慢，熔融加工的塑化温度越宽,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.PP: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物体聚合物是应严格拽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？冬：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：