1、.第一章1. 簡述高分子化合物的生產過程。答： (1) 原料準備與精制過程;包括單體、溶劑、去離子水等原料的貯存、洗滌、精制、干燥、調整濃度等過程和設備。(2) 催化劑 ( 引發劑 ) 配制過程 ;包括聚合用催化劑、引發劑和助劑的制造、溶解、貯存。調整濃度等過程與設備。(3) 聚合反應過程；包括聚合和以聚合釜為中心的有關熱交換設備及反應物料輸送過程與設備.(4) 分離過程；包括未反應單體的回收、脫出溶劑、催化劑，脫出低聚物等過程與設備。(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、包裝等過程與設備。(6) 回收過程；主要是未反應單體和溶劑的回收與精制過程及設備。2 簡述

2、連續生產和間歇生產工藝的特點答：間歇生產是聚合物在聚合反應器中分批生產的，經歷了進料、 反應、出料、清理的操作。優點是反應條件易控制，升溫、 恒溫可精確控制，物料在聚合反應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，容易改變品種和牌號。缺點是反應器不能充分利用，不適于大規模生產。連續生產是單體和引發劑或催化劑等連續進入聚合反應器，反應得到的聚合物則連續不斷的流出聚合反應器的生產。 優點是聚合反應條件穩定， 容易實現操作過程的全部自動化、機械化，所得產品質量規格穩定，設備密閉，減少污染。適合大規模生產，因此勞動生產率高，成本較低。缺點是不宜經常改變產品牌號，不便于小批量生

3、產某牌號產品。3. 合成橡膠和合成樹脂生產中主要差別是哪兩個過程，試比較它們在這兩個生產工程上的主要差別是什么？答: 合成樹脂與合成橡膠在生產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，主要是氣流干燥機沸騰干燥；而合成橡膠易粘結成團， 不能用氣流干燥或沸騰干燥的方法進行干燥， 而采用箱式干燥機或擠壓膨脹干燥劑進行干燥。4. 簡述高分子合成工業的三廢來源、處理方法以及如何對廢舊材料進行回收利用。

4、答 : 高分子合成工業中 : 廢氣主要來自氣態和易揮發單體和有機溶劑或單體合成過程中使用的氣體 ; 污染水質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備產生的廢水 ; 廢渣主要來源于生產設備中的結垢聚合物和某些副產物. 。對于廢氣處理， 應在生產過程中嚴格避免設備或操作不善而造成的泄露，并且加強監測儀表的精密度， 以便極早察覺逸出廢氣并采取相應措施，使廢氣減少到容許濃度之下。對于三廢的處理， 首先在井陘工廠設計時應當考慮將其消除在生產過程中，不得已時則考慮它的利用， 盡可能減少三廢的排放量，例如工業上采用先進的不適用溶劑的聚合方法，或采用密閉循環系統。 必須進行排放時，應當了解三廢

5、中所含各種物質的種類和數量，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。廢棄物的回收利用有以下三種途徑：1, 、作為材料再生循環利用；2、作為化學品循環利用；3、作為能源回收利用.第二章1. 生產單體的原料路線有那些？（ 1）石油行高溫裂解，得到的裂解氣經分離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等。產生的液體經加氫后催化重整使之轉化為芳烴，經萃取分離可得到苯、甲苯、二甲苯等芳烴化合物。然后可將它們直接用作單體或進一步經化學加工以生產出一系列單體。（ 2）煤炭路線：煤炭經煉焦生成煤氣、氨、煤焦油和焦炭。由煤焦油經分離可得到苯，甲苯、苯酚等。焦炭與石灰石在電爐中高溫反應得到電石，電石與水反應生

6、成乙炔，由乙炔可以合成一系列乙烯基單體或其他有機化工原料。其他原料路線： 主要以農副產品或木材工業副產品為基本原料，直接用作單體或經化學加工為單體2. 石油化工路線可以得到哪些重要的單體和原料？簡述石油化工路線裂解生產乙烯單體的過程，并由乙烯單體可以得到哪些聚合物產品？答: 單體和原料 : 烯烴、 丁二烯、 和芳烴、 苯、甲苯、二甲苯等。 它們是重要的基本有機原料，而細聽中的乙烯、丙烯和丁二烯，則又是重要的單體 ; 汽油、石腦油、煤油、柴油等餾分和煉廠氣。過程：輕油在水蒸汽存在下，于750-820 高溫熱裂解為低級烯烴、二烯烴。為減少副反應，提高烯烴收率，液態烴在高溫裂解區的停留時間僅0.2-

7、0.5秒。水蒸汽稀釋目的在于減少烴類分壓，抑制副反應并減輕結焦速度。液態烴經高溫裂解生成的產品成分復雜，包括氫、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。聚合物產品：聚乙烯、乙丙橡膠、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、維綸樹脂、聚苯乙烯、 ABS樹脂、丁苯橡膠聚氧化乙烯、滌綸樹脂。.第三章1，簡述四種自由基聚合生產工藝的定義以及它們的特點和優缺點。答：（ 1）本體聚合（又稱塊狀聚合）：在不用其它反應介質情況下，單體中加有少量或不加引發劑發生聚合的方法。優點： a 本體聚合是四種方法中最簡單的方法，無反應介質，產物純凈，適合制造透明性好的板材和型材。 b 后處理過程簡單，可以省去復雜的分離

8、回收等操作過程，生產工藝簡單，流程短，所以生產設備也少， 是一種經濟的聚合方法 c 反應器有效反應容積大， 生產能力大，易于連續化，生產成本比較低。本體聚合的缺點：a 放熱量大，反應熱排除困難，不易保持一定的反應溫度b 單體是氣或液態，易流動。聚合反應發生以后，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行聚合反應的一種聚合物生產方法。優點： a 以水作分散介質， 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，便于連續操作。同時生產靈活，操作方便，可連續可間歇。b 聚合速率

9、快，同時產物分子量高，可在較低的溫度下聚合。c 可直接應用的膠乳，如水乳漆，粘結劑，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 不使用有機溶劑，干燥中不會發生火災，無毒，不會污染大氣。乳液聚合方法的缺點： a 需固體聚合物時，乳液需經破乳、洗滌、脫水、干燥等工序，生產成本較高。 b 產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，因此分離過程較復雜，并且產生大量的廢水；如直接進行噴霧干燥需大量熱能；所得聚合物的雜質含量較高。（ 3）懸浮聚合：是將單體在強烈機械攪拌及分散劑的作用下分散、懸浮于水相當中

10、，同時經引發劑引發聚合的方法。懸浮聚合法的主要優點：a. 以水為分散介質，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、產品質量穩定。c. 由于沒有向溶劑的鏈轉移反應，其產物相對分子質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，產物雜質較少。e. 顆粒形態較大，可以制成不同粒徑的顆粒粒子。聚合物顆粒直徑一般在 0.05-0.2mm ，有些可達 0.4 mm甚至超過 1mm。懸浮聚合法的主要缺點： a. 工業上采用間歇法生產，而連續法尚未工業化。b. 反應中液滴容易凝結為大塊，而使聚合熱難以導出，嚴重時造成重大事故。c.

11、懸浮聚合法目前僅用于合成樹脂的生產。（4）溶液聚合：是將單體和引發劑溶于適當溶劑（水或有機溶劑）進行聚合的方法。溶液聚合的優點： a. 與本體聚合相比， 溶劑可作為傳熱介質使體系傳熱較易，溫度容易控制；b. 體系粘度較低，減少凝膠效應，可以避免局部過熱；c. 易于調節產品的分子量及其分布。溶液聚合的缺點： a. 單體濃度較低，聚合速率較慢，設備生產能力和利用率較低。b. 單體濃度低和向溶劑鏈轉移的結果，使聚合物分子量較低。c. 使用有機溶劑時增加成本、污染環.境。 d. 溶劑分離回收費用高，除盡聚合物中殘留溶劑困難。2. 舉例說明自由基聚合物引發劑的分類，在高聚物生產中如何選擇適合的引發劑？答

12、：（ 1）過氧化物類（ 2）偶氮化合物（3）氧化還原體系1 根據聚合操作方式和反應溫度條件，選擇適當分解速度的引發劑；2 根據引發劑的分解速度隨溫度的不同而變化，所以要根據反應溫度選擇適當的引發劑；3 根據分解速度常數選擇引發劑；4 根據分解活化能選擇引發劑；5 根據引發劑的半衰期選擇引發劑。3. 在聚合生產工藝中如何控制產品的分子量，舉例說明常用的分子量調節劑。答：聚合生產工藝中控制產品分子量： 是向單體進行鏈轉移以外， 多數情況下是在高純度單體條件下， 加入適當數量的易發生鏈轉移反應的物質。利用鏈轉移反應來控制產品的平均分子量， 甚至還可以用來控制產品的分子構型，消除那些不希望產生的支鏈和

13、交聯結構，從而得到便于成型加工的聚合物。例如在高壓法生產低密度聚乙烯過程中用丙烷、丙烯或H2 作為鏈轉移劑，以控制聚乙烯平均分子量。生產丁苯橡膠時加入硫醇作為鏈轉移劑以控制丁苯橡膠的平均分子量。 這時鏈轉移劑起了控制分子量的作用，或調節分子量大小的作用。因此習慣上稱為分子量調節劑、分子量控制劑或改性劑。4. 自由基本體聚合生產用到的聚合反應器的類型和特點。答：本體聚合反應器 (1) 形狀一定的模型：適用于本體澆鑄聚合。這種反應裝置無攪拌器，其聚合條件應根據聚合時熱傳導條件而定。(2)聚合釜： 流體粘度高， 多采用旋槳式或大直徑的斜槳式攪拌器。采用數個聚合釜串聯，分段聚合的連續操作方式。(3)

14、本體連續聚合反應器 .a. 管式反應器 一般的管式反應器為空管，但有的管內加有固定混合器。 通常物料在管式反應器中呈層流狀態流動， 所以管道軸心部位流速較快，而靠近管壁的物料流速則較慢，聚合物含量高。管式反應器的單程轉化率通常僅為10%-20%。b. 塔式反應器 它相當于放大的管式反應器。其特點是無攪拌裝置。物料在塔式反應器中呈塞裝流動。 這種反應器的卻思安是聚合物中仍含有微量單體及低聚物。此外連續操作也可用多個釜式聚合釜串聯進行。5. 自由基懸浮聚合生產中的分散劑種類并舉例，以及它們的作用機理。答：分散劑主要有保護膠類分散劑和無機粉狀分散劑兩大類。 保護膠類分散劑都是水溶性高分子化合物。主要

15、（ 1）天然高分子化合物及其衍生物：明膠、淀粉、纖維素衍生物（如甲基維生素）（ 2）合成高分子化合物：部分水解度的聚乙烯醇、聚丙烯酸及其鹽、磺化聚苯乙烯等。作用機理： a. 高分子保護膠的作用在于兩液滴之間形成了高分子薄膜層，從而阻止了兩液滴凝結。 b. 保護膠被液滴表面吸附而產生定向排列，產生空間位阻作用。無機粉狀分散劑主要有： 高分散性的堿土金屬的磷酸鹽、 碳酸鹽以及硅酸鹽等。 如碳酸鎂等。作用機理： 分散穩定作用是存在于水相中的粉狀物在單體液滴表面形成隔離層，從而防止了液滴的凝結。6. 簡述自由基懸浮聚合的生產工藝？答：自由基懸浮聚合工藝主要為：原料準備、 聚合、托單體、 過濾分離、 水

16、洗、干燥等工序。原料準備包括液體單體除去阻聚劑，復合引發劑的配制、水相的處理、 分散劑的處理及助分散劑的處理。聚合工藝為間歇法操作，過程為先加去離子水，開動攪拌后加分散劑、調節劑及其他助劑， 再投加單體， 最后加熱到反應溫度后投加引發劑。聚合反應結束后應回收未發應的單體，液體單體一般可與水共沸拖出, 氣態單體可在常壓下自動回收。然后進行水洗干燥得到制品。.7. 自由基溶液聚合生產中溶劑聚合反應的影響。答： a.溶劑對引發劑分解速度的影響：水作溶劑時對引發劑的分解速度影響小；有機溶劑則有不同程度影響。 某些有機極性溶劑對有機過氧化物有誘導分解作用，加快聚合反應速度。b.溶劑的鏈轉移作用對分子量的

17、影晌：要求得到高分子量產品應選擇Cs 值甚小的溶劑， 若要求得到較低分子量產品則應該選擇Cs 值高的溶劑。 c.溶劑對聚合物分子的支化與構型的影響。反應體系中有溶劑時，則可降低向大分子進行鏈轉移反應。8. 自由基乳液聚合中乳化劑的分類并舉例說明，并簡述不同乳化劑的穩定性作用原理。答：乳化劑按物質分類：表面活性劑、天然產物或其加工產品、高分散性粉狀固體乳化劑按分子質量大小分類：低分子乳化劑、高分子乳化劑乳化劑按親水基團性質分類：陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性離子型。原理： a. 高分散性的粉末狀固體物質：其主要作用是吸附于分散相液滴表面，好似在液滴表面形成固體薄膜層。 b. 某些可溶性天然高

18、分子化合物：其主要作用是在分散相液滴表面形成了堅韌的薄膜層。9. 自由基乳液聚合生產中常用的破乳方法有哪些？答：加入電解質、改變 pH 值的破乳、冷凍破乳、高速離心破乳、機械破乳、加入有機沉淀劑破乳10. 簡述自由基懸浮聚合生產工藝。14. 自由基溶液聚合生產中溶劑聚合反應的影響。答： a.溶劑對引發劑分解速度的影響：水作溶劑時對引發劑的分解速度影響小；有機溶劑則有不同程度影響。 某些有機極性溶劑對有機過氧化物有誘導分解作用，加快聚合反應速度。b.溶劑的鏈轉移作用對分子量的影晌：要求得到高分子量產品應選擇Cs 值甚小的溶劑， 若要求得到較低分子量產品則應該選擇Cs 值高的溶劑。 c.溶劑對聚合

19、物分子的支化與構型的影響。反應體系中有溶劑時，則可降低向大分子進行鏈轉移反應。.15. 自由基乳液聚合中乳化劑的分類并舉例說明，并簡述不同乳化劑的穩定性作用原理。答：乳化劑按物質分類：表面活性劑、天然產物或其加工產品、高分散性粉狀固體乳化劑按分子質量大小分類：低分子乳化劑、高分子乳化劑乳化劑按親水基團性質分類：陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性離子型。原理： a. 高分散性的粉末狀固體物質：其主要作用是吸附于分散相液滴表面，好似在液滴表面形成固體薄膜層。 b. 某些可溶性天然高分子化合物：其主要作用是在分散相液滴表面形成了堅韌的薄膜層。.第四章1. 簡述陰離子聚合陽離子聚合工業上應用。2. 什

20、么是 Ziegler-Natta催化劑，它的組成如何。答：中文譯名“齊格勒 - 納塔”催化劑， 由三乙基鋁與四氯化鈦組成，是一種優良的定向聚合催化劑。催化劑又稱觸媒，可以組合成Ziegler-Natta觸媒的化合物種類相當多，Ziegler-Natta觸媒可由下列的化合物組合而成：周期表中第B 到第B 族的過渡金屬化合物周期表中第 IA 到第A 族的金屬所組成的有機金屬化合物其中過渡金屬化合物為觸媒，而有機金屬化合物為助觸媒。3. 簡述配位聚合生產工藝。答：該過程一般包括原料準備，催化劑制備，聚合，分離，后處理。（ 1）原料處理包括： a單體純度 ;b 要求原料單體要進行精制，再通入凈化劑（如

21、硅油、活性炭）。（ 2）溶劑選擇及精制：應考慮對活性中心，是否引起催化劑中毒，熔沸點，溶解度等。一般選用脂肪烴。且而后也須經行脫出水分，除雜等。（ 3）在配位聚合應嚴格控制催化劑的種類、用量、和配位條件（加料次序、溫度、時間等）。（ 4）聚合時考慮反應介質中不含水分借進行干燥處理，一般需要干燥處理，采用比表面積小的，如矮胖型的。（ 5）對聚合方法選擇應考慮：聚合物要有一定的分子量分布和如何提高聚合速率，溶液法和本體法（有淤漿法，溶液法，本體氣相法及本體液相法） 及反應熱的去除如溶液法裝有攪拌裝置的斧式反應器氣相法的沸騰床反應器。（ 6）為使所得產品達到使用要求及反應中未反應的除去因而要進行后處

22、理，包括脫單體、脫灰（如用少量活性物質異丙醇） 、分離干燥 （如氮氣進行閉路循環干燥）、溶劑回收，造粒等。.第五章1. 分別簡述線型縮聚物和體型縮聚物的定義、應用和生產方法。答：定義： 發生縮聚反應的單體所含有反應性官能團的數目全部為2 時，經縮聚反應生成的最最終產物為高分子了聚合物。簡稱為線型縮聚物。如果一部分單體含有的反應性官能團數目大于 2，則經縮聚反應生成的最終產物為體型縮聚物。應用：線型縮聚物主要用作熱塑性塑料、合成纖維、涂料、膠黏劑等。體型縮聚物則是熱固性塑料、熱固性涂料以及熱固性膠黏劑的主要成分。生產方法：線型縮聚物：熔融縮聚法、溶液縮聚法、界面縮聚法、固相縮聚法。體型縮聚物：生

23、產一般分兩階段進行：第一階段：先制成聚合不完全的預聚物線形或支鏈形， 液體或固體， 可溶可熔； 第二階段：預聚物的固化成型再加入固化劑和加熱加壓條件下，進行交聯固化。2.簡述四種線型縮聚物生產工藝的定義并比較它們的優缺點和應用范圍。（教材 P113）（ 1）熔融縮聚法：無溶劑情況下，使反應溫度高于原料和生成的縮聚物熔融溫度，即反應器中的物料在始終保持熔融狀態下進行縮聚反應的方法。優點：工藝過程比較簡單，由于不需溶劑，減少成本。生產工藝可用連續法，適合大規模生產，例如連續法合成纖維時不必分離聚合物而直接紡絲。工業生產采用的方法直接減壓法 ( 或提高真空度法 ) ：效果較好， 但對設備制造、 加工

24、精度要求嚴格， 投資較大。通入惰性氣體降低小分子副物分壓法：優點是即可以降低小分子副產物分壓，以能保護縮聚產物，防止氧化變色，一般需要配合較強的機械攪拌。但縮聚后期效果較差。綜合方法是先通入惰性氣體降低分壓，反應后期提高真空度（ 2）溶液縮聚法：將單體溶解在適當溶劑中進行縮聚反應。規模僅次于熔融縮聚，適用于耐高溫材料如聚砜、聚酰亞胺等合成。特點： 1. 降低體系溫度和粘度，有利于熱量交換，反應平穩。2. 不需要高真空度；可將小分子副產物共沸除去。3. 縮聚產物可直接制成清漆、成膜材料、紡絲。4. 使用溶劑后，工藝復雜，需要分離、精制、回收。5. 生產成本較高。溶劑大多有毒，易燃，污染環境。（

25、3）界面縮聚法：將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，再將這兩種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進行縮聚反應， 聚合產物不溶于溶劑， 在界面析出。 界面縮聚的主要特點：界面縮聚是一種不平衡縮聚反應。小分子副產物可被溶劑中某一物質所消耗吸收。界面縮聚反應速率受單體擴散速率控制。單體為高反應活性，聚合物在界面迅速生成，其分子量與總的反應程度無關。對單體純度與功能基等摩爾比要求不嚴。反應溫度低， 可避免因高溫而導致的副反應，有利于高熔點耐熱聚合物的合成。需要大量溶劑，產品不易精制。（4）固相縮聚法：反應溫度在單體或預聚物熔融溫度以下單體或預聚體在固態條件下的縮聚反應。 優點 ：反應溫度低，反應條件緩和

26、。缺點： 原料要達到一定細度，反應速度慢，小分子不易擴散。3. 簡述熔融縮聚生產工藝。答：熔融縮聚法是工業生產線型縮聚物的最主要方法。縮聚物生產工藝主要分為原料配制，縮聚，后處理等工序。.第六章1 聚氨酯的定義和反應通式。答：聚氨酯的定義：大分子主鏈中含有氨基甲酸酯基團NHCOO(又稱氨酯鍵 ) 的聚合物。反應通式：2 從分子結構進行分析說明為什么異氰酸酯具有很高的反應活性？（P132-133 ）答：異氰酸酯化合物中的-N=C=O 基團是一個高度不飽和的基團，它的化學性能十分活潑，能與任何一種含有活潑氫原子的化合物相互反應，甚至能和一些含有極不活潑氫原子（即不易被鈉所取代的）的化合物反應。3.

27、簡述一步法和兩步法合成聚氨酯樹脂的原理。（教材 P135-137 ）答：一步法：由異氰酸酯和醇類化合物直接進行逐步加成聚會反應以合成聚氨酯的方法二步法第一步合成預聚體第二步預聚體進行擴鏈反應和交聯反應.4. 分別舉例說明合成聚氨酯的原料異氰酸酯、多羥基化合物、擴鏈劑、催化劑的類型。答： 1、異氰酸酯：按 -NCO 集團數目可分為二元異氰酸酯、三元異氰酸酯、聚合型異氰酸酯。按異氰酸酯 R-NCO 中集團 R 的性質可分為脂肪族及芳香族兩大類。甲苯二異氰酸酯（TDI ）是使用最廣、耗量最大的一種異氰酸酯。聚合型異氰酸酯、隱蔽型異氰酸酯、特殊類型的異氰酸酯2 、多羥基化合物：聚醚多元醇，由單體環氧乙烷、環氧丙烷或四氫呋喃開環聚合而成。聚酯多元醇， 含有端羥基的聚酯多元醇， 由二元酸與過量的多元醇反應二成， 其分子量較低。其他類型多元醇：含磷、鹵助燃劑型聚醚多元醇、漢羥基丙烯酸酯型聚合物。3 、擴鏈劑