高聚物合成工艺设计学题集 四川大学.doc

第一章绪论
试述高分子合成工艺学的主要任务。
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。
简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向。
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。
向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展。
用方块图表示高分子合成材料的生产过程,说明每一步骤的主要特点及意义。
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
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
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
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
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
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
如何评价生产工艺合理及先进性。
1)生产方式2)产品性能:产品系列化3)原料路线4)能量消耗与利用5)生产技术水平:降低生产技术费
开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?
首先要了解材料应用的技术要求,提出聚合物的性能要求,根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构,然后拟定聚合配方及工艺措施,科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系;合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线
(即三烯、三苯、乙炔)的来源。
石油化工路线
煤炭路线
其他原料路线:主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料,直接用作单体或经化学方法加工为单体。自农副产品中得到的最主要的单体是糠醛,以糠醛为原料可获得***、苯酚、康醇和甲醛等。其他如淀粉、纤维素和非食用油。
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石油裂解装置大多采用管式裂解炉。石油裂解过程是沸点在350 ℃左右的液态烃,在稀释剂水蒸气的存在下,于750-820℃高温裂解化为低级烯烃,二烯烃的过程。
?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
用全馏程石脑油(沸点<200℃的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油)于管式炉中,820℃下裂解产生。
,并说明采用萃取精馏的目的。
萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。以上操作过程目的是为了得C4馏分中的丁烷,丁烯与丁二烯分离。简单精馏则是为了除去***乙炔、2-顺丁烯、1,2-丁二烯与高沸点物。
(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线(可用方程式或图表表示,并注明基本工艺条件)。
乙烯~聚乙烯、乙丙橡胶;丙烯~聚丙烯、聚***丙烯; 
苯~聚苯乙烯、聚碳酸酯;丁二烯~顺丁橡胶、ABS树脂; 
甲苯~硝化~二硝基甲苯~二氨基甲苯~甲苯二异***酸酯+多元醇~聚氨基甲酸酯
***乙烯单体?
(1)石油化工路线:原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。
氧***化法: 4CH2=CH2 + 2Cl2 + O2 —— 4C2H3Cl + 2H2O 
(2)煤炭路线:煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭,焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石(CaC2),电石与 H2O 反应得到乙炔。
乙炔合成法:C2H2 + HCl ——C2H3Cl 
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合成苯乙烯的化学反应分为两步,首先苯与乙烯发生烷基化反应,合成乙苯,然后乙苯脱氢合成苯乙烯
工业法:将乙苯氧化成乙苯过氧化氢,它与丙烯反应生成环氧丙烷和2-苯基乙醇。2-苯基乙醇脱水生成苯乙烯。
,在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题?
主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物
1)防止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物
2)提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不会产生过高的