引发剂产生的作用以及
熔点或沸点高低,是否容易精致提纯以及与单体,引发剂和聚合物的相容性等因素.
自由基聚合: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,凝胶效应显着.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 30.离子型催化聚合主要有哪几种类型? 答:阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合 31.阴离子配位催化剂的主要组成有哪些?
答:主引发剂:IV—VIII族过渡金属化合物、主要是卤化物 共引发剂:I—IIIA族金属烷基化合
物第三组分:有机给电子化合物(N、P、O) 载体:Mg的化合物. 32.目前那些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的? 答:阳离子:丁苯橡胶 阴离子:热塑性弹性体SBS、星形苯乙烯热塑性弹性体.
配位阴离子:PE、PP
33.溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些? 答:丙烯(纯度)99.5%) 25%
汽油(含水量<25PPm) 75% Ticl3 0.024~0.032% Al(Et)2cl 0.64% H2 100~20PPm 34.比较缩聚与加聚反应特征?
答:缩聚:一般遵守逐步聚合机理,反应过程中有小分子副产物产生,每一步反应的速率和活化
能大致相同,反应早期转化率就很高,随后低聚物继续反应,体系由分子量递增的一系列中间产
物构成,中间产物的两分子都能发生反应
加聚:一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链
增长、链终止等基元反应进行,各基元反应的Rp和Ea相差很大,整个过程中分子量变化不大,转
化率逐渐增加,始终由单体、高聚物和引发及组成 35.试述缩聚反应的分类及实施方法.
答:按生成产物的结构分:线型缩聚、体型缩聚 按参加反应的单体种类分:均缩聚、异缩聚、共缩聚
实施方法:均缩聚:一种单体参加的缩聚反应 异缩聚:两种单体参加的缩聚反应 共缩聚:均缩
聚和异缩聚中加入其它单体进行的缩聚 线型缩聚:官能度是2的单体进行的缩聚反应 体型缩
聚:有官能度大于2的一部分单体进行的缩聚 平衡缩聚:
36.在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量?
答:a、保证原料配比等摩尔 b、保证原料纯度、无杂质 c、选用合适的催化剂
d、使反应温度控制在适当的范围 e、反应前期通入惰性气体,既能防止缩聚物氧化变色,又能
降低副产物分压,后期抽真空,使小分子挥发.
第一讲 第一章 绪论
§1.1 高分子合成工业概述
工艺学:研究将原料加工成产品的过程的科学,属技术科学,高聚物合成工艺学研究内容包括原料特点、生产原理、生产流程、操作条件、设备的构造和材料。
1. 分类:天然、半合成、合成
天然橡胶经硫化制备橡胶制品,蛋白质改性产品乳酪素,纤维改性产品赛璐珞
2. 高聚物的用途:皮革制品、纤维及其制品、纸张、橡胶制品、塑料制品、涂料、粘合剂、离子交换树脂、生物医学制品等。
3. 石油化工包括石油开采、石油炼制、基本有机合成、高分子合成、高分子材料成型加工,其中高分子合成工业起着承前启后的作用, 以燕化为例阐述我国高分子化工的发展。
1959年开始顺丁橡胶的研究,主要是催化剂的研究,Ni, Co.Ni, Ti, Co,70年开始建设,是我国首个具有知识产权的大规模的化工装置。 §1.2高分子化合物的生产过程
高分子合成工业的基本任务:将简单的有机化合物(单体),经聚合反应使之成为高分子化合物。
官能团:能够发生聚合反应的活性基团或原子。
单体:含有二或二以上官能团的能够发生聚合反应的有机化合物。(请举例) 因规模大、工艺复杂,故以线性加成聚合反应为主讲解高聚物生产过程。 高聚物的合成工艺过程包括:原料准备与精制过程、催化剂(引发剂)配制过程、聚合反应过程、分离过程、聚合物后处理过程、回收过程、三废处理过程。
一、原料准备与精制过程
原料:单体、溶剂,主要是去离子水的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备,方法:精馏
1. 杂质的危害:1) 阻聚和链转移作用,降低分子量;2) 使催化剂中毒和分解,降低催化剂的催化作用;3) 缩聚过程中单官能物的封端作用,降低分子量;4)使聚合物产生色泽,降低产品质量,因此,要求单体纯度在99%以上。 2. 单体的贮存
由于单体往往是易燃、易爆、有毒、自聚的有机化合物,因此在贮存过程中应注意如下问题:1) 防止与空气接触;2) 使贮罐不会产生过高压力;3) 防止泄漏;4)加阻聚剂;5) 贮罐远离反应装置;6) 最好使用耐压容器
二、催化剂(引发剂)配制过程(聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
引发剂用于自由基聚合,常用的引发剂包括过氧化物、偶氮化合物、过硫酸盐等。(提问)
催化剂用于离子聚合及配位聚合,常用的催化剂包括烷基金属化合物、金属卤化物、以及路易士酸。(提问)
贮存需注意的事项:1) 易燃易爆如过氧化物小包装、低温贮存、防火、防撞击,固体加适量水使之潮湿,液体加溶剂稀释;2) 烷基金属化合物接触空气自燃,遇水爆炸,低级烷基的铝化合物制备成惰性溶剂如加氢汽油、苯和甲苯的溶液,便于贮存和输送;3) 过渡金属卤化物接触潮湿空气水解生成腐蚀性烟雾,防止接触空气。
三、聚合过程(包括聚合和以聚合为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备) 1. 聚合反应特点
聚合过程是高分子合成工业中最主要的化学反应过程,其产物特点:1) 实际是同系物的混合物;2) 坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液;3) 不能采用一般精制方法(精馏、结晶、萃取)进行精制。
由于上述特点,聚合反应对聚合反应工艺条件和设备的要求非常高:纯度、反应条件、设备材质。
生产不同牌号产品的方法:使用分子量调节剂;改变反应条件;改变稳定剂等
2. 聚合反应分类