聚合物合成工藝學(xué)思考題及其答案

1、第一章第一章1.1.簡述高分子化合物的生產(chǎn)過程。簡述高分子化合物的生產(chǎn)過程。答：(1)原料準(zhǔn)備與精制過程包括單體、溶劑、去離子水等原料的貯存、洗滌、精制、干燥、調(diào)整濃度等過程和設(shè)備。(2)催化劑(引發(fā)劑)配制過程包括聚合用催化劑、引發(fā)劑和助劑的制造、溶解、貯存。調(diào)整濃度等過程與設(shè)備。(3)聚合反應(yīng)過程；包括聚合和以聚合釜為中心的有關(guān)熱交換設(shè)備及反應(yīng)物料輸送過程與設(shè)備.(4)分離過程；包括未反應(yīng)單體的回收、脫出溶劑、催化劑，脫出低聚物等過

2、程與設(shè)備。(5)聚合物后處理過程；包括聚合物的輸送、干燥、造粒、均勻化、貯存、包裝等過程與設(shè)備。(6)回收過程；主要是未反應(yīng)單體和溶劑的回收與精制過程及設(shè)備。2簡述連續(xù)生產(chǎn)和間歇生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)簡述連續(xù)生產(chǎn)和間歇生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)答：間歇生產(chǎn)是聚合物在聚合反應(yīng)器中分批生產(chǎn)的，經(jīng)歷了進(jìn)料、反應(yīng)、出料、清理的操作。優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件易控制，升溫、恒溫可精確控制，物料在聚合反應(yīng)器中停留的時間相同，便于改變工藝條件，所以靈活性大，適于小批量生產(chǎn)，容易改變

3、品種和牌號。缺點(diǎn)是反應(yīng)器不能充分利用，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。連續(xù)生產(chǎn)是單體和引發(fā)劑或催化劑等連續(xù)進(jìn)入聚合反應(yīng)器，反應(yīng)得到的聚合物則連續(xù)不斷的流出聚合反應(yīng)器的生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)是聚合反應(yīng)條件穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)操作過程的全部自動化、機(jī)械化，所得產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格穩(wěn)定，設(shè)備密閉，減少污染。適合大規(guī)模生產(chǎn)，因此勞動生產(chǎn)率高，成本較低。缺點(diǎn)是不宜經(jīng)常改變產(chǎn)品牌號，不便于小批量生產(chǎn)某牌號產(chǎn)品。3.3.合成橡膠和合成樹脂生產(chǎn)中主要差別是哪兩個過程，試比較它們在這兩個生產(chǎn)工

4、程上的合成橡膠和合成樹脂生產(chǎn)中主要差別是哪兩個過程，試比較它們在這兩個生產(chǎn)工程上的主要差別是什么？主要差別是什么？答:合成樹脂與合成橡膠在生產(chǎn)上的主要差別為分離工程和后處理工程。分離工程的主要差別：合成樹脂的分離通常是加入第二種非溶劑中，沉淀析出；合成橡膠是高粘度溶液，不能加非溶劑分離，一般為將高粘度橡膠溶液噴入沸騰的熱水中，以膠粒的形式析出。后處理工程的主要差別：合成樹脂的干燥，主要是氣流干燥機(jī)沸騰干燥；而合成橡膠易粘結(jié)成團(tuán)，不能用氣

5、流干燥或沸騰干燥的方法進(jìn)行干燥，而采用箱式干燥機(jī)或擠壓膨脹干燥劑進(jìn)行干燥。4.4.簡述高分子合成工業(yè)的三廢來源、處理方法以及如何對廢舊材料進(jìn)行回收利用。簡述高分子合成工業(yè)的三廢來源、處理方法以及如何對廢舊材料進(jìn)行回收利用。答:高分子合成工業(yè)中:廢氣主要來自氣態(tài)和易揮發(fā)單體和有機(jī)溶劑或單體合成過程中使用的氣體污染水質(zhì)的廢水主要來源于聚合物分離和洗滌操作排放的廢水和清洗設(shè)備產(chǎn)生的廢水廢渣主要來源于生產(chǎn)設(shè)備中的結(jié)垢聚合物和某些副產(chǎn)物.。對于廢

6、氣處理，應(yīng)在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格避免設(shè)備或操作不善而造成的泄露，并且加強(qiáng)監(jiān)測儀表的精密度，以便極早察覺逸出廢氣并采取相應(yīng)措施，使廢氣減少到容許濃度之下。對于三廢的處理，首先在井陘工廠設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)考慮將其消除在生產(chǎn)過程中，不得已時則考慮它的利用，盡可能減少三廢的排放量，例如工業(yè)上采用先進(jìn)的不適用溶劑的聚合方法，或采用密閉循環(huán)系統(tǒng)。必須進(jìn)行排放時，應(yīng)當(dāng)了解三廢中所含各種物質(zhì)的種類和數(shù)量，有針對性地回收利用和處理，最后再排放到綜合廢水處理場所。廢棄物

7、的回收利用有以下三種途徑：1、作為材料再生循環(huán)利用；2、作為化學(xué)品循環(huán)利用；3、作為能源回收利用第三章第三章1，簡述四種自由基聚合生產(chǎn)工藝的定義以及它們的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。，簡述四種自由基聚合生產(chǎn)工藝的定義以及它們的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）本體聚合（又稱塊狀聚合）：在不用其它反應(yīng)介質(zhì)情況下，單體中加有少量或不加引發(fā)劑發(fā)生聚合的方法。優(yōu)點(diǎn)：a本體聚合是四種方法中最簡單的方法，無反應(yīng)介質(zhì)，產(chǎn)物純凈，適合制造透明性好的板材和型材。b后處理過程簡單

8、，可以省去復(fù)雜的分離回收等操作過程，生產(chǎn)工藝簡單，流程短，所以生產(chǎn)設(shè)備也少，是一種經(jīng)濟(jì)的聚合方法c反應(yīng)器有效反應(yīng)容積大，生產(chǎn)能力大，易于連續(xù)化，生產(chǎn)成本比較低。本體聚合的缺點(diǎn)：a放熱量大，反應(yīng)熱排除困難，不易保持一定的反應(yīng)溫度b單體是氣或液態(tài)，易流動。聚合反應(yīng)發(fā)生以后，生成的聚合物如溶于單體則形成粘稠溶液，聚合程度越深入，物料越粘稠，甚至在常溫下會成為固體。（2）乳液聚合：是單體和水在乳化劑作用下形成的乳狀液中進(jìn)行聚合反應(yīng)的一種聚合物生

9、產(chǎn)方法。優(yōu)點(diǎn)：a以水作分散介質(zhì)，價廉安全，比熱較高，乳液粘度低，有利于攪拌傳熱和管道輸送，便于連續(xù)操作。同時生產(chǎn)靈活，操作方便，可連續(xù)可間歇。b聚合速率快，同時產(chǎn)物分子量高，可在較低的溫度下聚合。c可直接應(yīng)用的膠乳，如水乳漆，粘結(jié)劑，紙張、皮革、織物表面處理劑更宜采用乳液聚合。乳液聚合物的粒徑小。d不使用有機(jī)溶劑，干燥中不會發(fā)生火災(zāi)，無毒，不會污染大氣。乳液聚合方法的缺點(diǎn)：a需固體聚合物時，乳液需經(jīng)破乳、洗滌、脫水、干燥等工序，生產(chǎn)成本

10、較高。b產(chǎn)品中殘留有乳化劑等，難以完全除盡，有損電性能、透明度、耐水性能等。c聚合物分離需加破乳劑，如鹽溶液、酸溶液等電解質(zhì)，因此分離過程較復(fù)雜，并且產(chǎn)生大量的廢水；如直接進(jìn)行噴霧干燥需大量熱能；所得聚合物的雜質(zhì)含量較高。（3）懸浮聚合：是將單體在強(qiáng)烈機(jī)械攪拌及分散劑的作用下分散、懸浮于水相當(dāng)中，同時經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合的方法。懸浮聚合法的主要優(yōu)點(diǎn)：a.以水為分散介質(zhì)，價廉、不需要回收、安全、易分離。b.懸浮聚合體系粘度低、溫度易控制、產(chǎn)品

11、質(zhì)量穩(wěn)定。c.由于沒有向溶劑的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，其產(chǎn)物相對分子質(zhì)量一般比溶液聚合物高。d.與乳液聚合相比，懸浮聚合物上吸附的分散劑量少，有些還容易脫除，產(chǎn)物雜質(zhì)較少。e.顆粒形態(tài)較大，可以制成不同粒徑的顆粒粒子。聚合物顆粒直徑一般在0.050.2mm，有些可達(dá)0.4mm甚至超過1mm。懸浮聚合法的主要缺點(diǎn)：a.工業(yè)上采用間歇法生產(chǎn)，而連續(xù)法尚未工業(yè)化。b.反應(yīng)中液滴容易凝結(jié)為大塊，而使聚合熱難以導(dǎo)出，嚴(yán)重時造成重大事故。c.懸浮聚合法目前僅用