第一章 绪 论

1. 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。

2. 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。

3. 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。

1） 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 2） 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 3） 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 4） 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 5） 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 6） 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

4. 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

5. 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

1.简述高分子合成材料的基本原料（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丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。其他如淀粉、纤维素和非食用油。

2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。

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。

3.如何由石油原料制得芳烃？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。

4.画出C4馏分中制取丁二烯的流程简图，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甲基乙炔、2-顺丁烯、1,2-丁二烯与高沸点物。

5.简述从三烯（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、聚氯丙烯； 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～甲苯二异氰酸酯+多元醇～聚氨基甲酸酯

6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？

（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。

氧氯化法： 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

7.简述苯乙烯的生产方法。

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。

8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，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压力，以免贮罐爆炸 3）防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备 4）防止单体贮存过程发张自聚现象，必要时添加阻聚剂 5）贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险

6）为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护。为防止单体受热后产生自聚现象，单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施；或安装冷却水管，必要时进行冷却。

9.论述乙烯产量与高分子合成工艺的关系。

第三章 游离基本体聚合生产工艺

1.自由基聚合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关？工艺过程中如何调节？

影响因素：聚合反应温度、引发剂浓度、单体浓度、链转剂种类和用量 反应温度的升高，所得聚合物的平均分子量降低；严格控制引发剂用量，一般仅为千分之几；严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件；选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。由于聚合物品种的不同，采用的控制手段可能各有侧重，如PVC生产中主要定向单体转移，而速度与温度无关

2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？

1）过氧化物类：分子中均含－O－0－键，受热后－O－0－键断裂而生成相应的自由基

2）偶氮化合物：与N原子相连的α碳原子结合的－CN基团。分解产生氮气 3）氧化还原引发剂：多数水溶性，主要用于乳液聚合

3.引发剂的分解速率与哪些因素有关？引发剂的半衰期的含义是什么？生产中有何作用？

因素：浓度、温度、反应介质

半衰期含义：引发剂分解掉1/2所用的时间

作用：工业上不希望在聚合物中残存有未分解的引发剂，所以在间歇发聚合过程中反应时间控制在引发剂半衰期的2倍以上，其倍数因单体种类的不同而不同

4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？ 1) 根据聚合方法选择适当溶解性能的引发剂

2) 根据聚合操作方式和反应温度条件选择适当分解速度的引发剂 3) 根据分解速度常数选择引发剂 4) 根据分解活化能（Ed）选择引发剂 5) 根据引发剂的半衰期选择引发剂 6) 根据反应速度要求选择复合引发剂

5.举例说明在自由基聚合过程中，调节剂，阻聚剂，缓聚剂的作用。 调节剂：种类很多，用来控制反应的时间，速率，pH值等各种条件。 阻聚剂：阻聚剂可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期（即聚合速度为零的一段时间），诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行。

缓聚剂：能迅速与游离基作用，减慢或抑制不希望有的化学反应物质，用于延长某些单体和树脂的贮存期。

6.为什么溶剂分子的Cs值比调节剂分子的Cs小的多，而对聚合物分子量的影响往往比调节剂大的多？

因为溶剂的浓度高，聚合物平均聚合度与溶剂的浓度成反比。若要得高分子量产品则应选择Cs值小的溶剂。如果要获得较低分子量产品则应选择Cs值高的溶剂。

7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。

乙烯气相本体聚合具有以下特点：（1）聚合热大；（2）聚合转化率较低；（3）基于乙烯高压聚合的转化率较低，即链终止反应非常容易发生，因此聚合物的平均分子量小；（4）乙烯高温高压聚合，链转移反应容易发生；（5）以氧为引发剂时，存在着一个压力和氧浓度的临界值关系。

以苯乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。

特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本低。缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大．由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难；在自由基聚合情况下，有时还会出现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。

以苯乙烯为例，苯乙烯连续本体聚合的散热问题是可由预聚和聚合两段来克服的，预聚可在立式搅拌釜内进行，聚合温度为80-90℃以BPO或AIBN为引发剂，

转化率在30%-35%之间。这时还没发生自动加速现象，聚合热不难排除。透明粘稠的预聚物流入聚合塔顶缓慢流向塔底，温度由100℃渐增至200℃，最后达到99%转化率，自塔底出料，后经挤出，冷却，切粒，即成成透明粒料产品。

8.根据合成高压聚乙烯的工艺条件和工艺过程特点，组织高压聚乙烯的生产工艺流程，并划出流程示意图。

1原料：1)乙烯 单程转化率15-30％，其它回收循环使用；2)分子量调节剂：烷烃、烯烃、氢、丙酮、丙醛等。3)添加剂：防老剂（抗氧剂）、防紫外线剂和润滑剂以及开口剂、抗静电剂。

2催化剂（引发剂）配制：氧或过氧化物，前为氧，现为过氧化物，配制成白油溶液或直接用剂量泵注入聚合釜底乙烯进料管或聚合釜中。

3聚合反应条件：温度 130-280℃；压力：1100-2500kg/cm2，最高达3000kg/cm2

9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎样形成的，对聚合物的加工及性能有何影响。

高温状况下，PE分子间的距离缩短，且易与自由基碰撞反应，很容易发生本分子链转移，支链过多，这种PE加工流动性好，可以采取中空吹塑，注塑，挤出成型等加工方法，具有良好的光学性能，强度，柔顺性，封合性，无毒无味，良好的电绝缘性

10. 乙烯高压聚合的影响因素有哪些？

在相同的条件下，熔融粘度越大，被挤压出来的树脂重量越少，因此聚乙烯的熔融指数越小，其分子量越高。

11. 对比管式反应器及釜式反应器生产高压聚乙烯的生产工艺。

釜式法：该工艺大都采用有机氧化物为引发剂，反应压力较管式法低、聚合物停留时间稍长，部分反应热是借连续搅拌和夹套冷却带走，大部分反应热是靠连续通入冷乙烯和连续排出热物料的方法加以调节，使反应温度较为恒定。此法的单程转化率可达24.5%，生产流程简短，工艺较容易控制。主要缺点是反应器结构较复杂，搅拌器的设计与安装较为困难，而且容易发生机械损坏，聚合物易粘釡。

管式法：该法所用的引发剂是氧或过氧化物，反应器的压力梯度和温度分布大、反应时间短，所得聚乙烯的支链少，分子量分布较宽，适合制作薄膜产品，反应器结构简单，传热面积大。主要缺点是聚合物粘管而导致堵塞现象。

12.聚乙烯的主要用途有哪些、可以采用哪些方法改进它的性能，开发新用途。

聚乙烯综合性能优异，卫生性好，因此广泛应用于各个工业部门和日常生活用品。主要用于食品包装、工业品包装、化学药品包装、农用膜和建筑用膜等。 可通过控制压力，加入添加剂，通稀有气体，辐射等来改进它的性能。

13.比较高压聚乙烯及聚苯乙烯的生产工艺流程，改进聚苯乙烯的性能，可采用哪些方法？

14.试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改性方向。

St：尺寸稳定性好，收缩率好，吸湿性低，高折光率，易着色，导热系数随温度变化而变化，具有良好的介电性能和绝缘性，力学性能优异，耐碱、盐酸、磷酸、硼酸等，但不耐硝酸，易燃烧，易发生静电，不溶于非极性烷烃，但易溶于苯，甲苯，二甲苯中，耐候性差，易发生脆化。改性方向：高抗冲击性（加入弹性体），可发性PS（加入发泡剂），与其他单体进行共聚，有AS AAS MBS ABS 等 PMMA：高透明性，无毒无味，且耐候性良好，优异的无传导性，具有独特的电性能，耐电弧性及不漏电性能好。缺点：力学性能中等，表面硬度低，易被划伤，具有一定的脆性。改性：采用MMA与丁二烯共聚，具有表面硬度高，抗冲击性好，

MMA与a-甲基苯乙烯共聚，具有很好的加工成型性。

15.比较聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺的异同。

第四章 游离基悬浮聚合生产工艺

1. 说明悬浮聚合的工艺特点，生产中的主要问题及解决方法。

（1）以水为分散介质，价廉，不需回收，安全，易分离；（2）悬浮聚合体粘度低，温度易控制；（3）颗粒形态较大，可以制成不同粒径的粒子；（4）需要一定的机械搅拌和分散剂；（5）产品不如本体聚合纯净

2. 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？

机械搅拌：防止两项因密度不同而分层

分散剂：防止粘稠的液滴粘结成大粒子，进而防止结块

悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用，被打碎成带条状，再在表面引力作用下形成球状小液滴，小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴，重新被打碎成小液滴，而处于动态平衡。

3. 悬浮聚合与本体聚合相比有哪些特点？

1)以水为分散介质，价廉，不需回收安全，易分离。2）悬浮聚合体粘度低，温度易控制。3）颗粒形态较大，可以制成不同粒径的粒子4）需要一定的机械搅拌和分散剂5）产品不如本体聚合纯净。

4. 紧密型与疏松型颗粒的PVC有何差别？这些差别是如何形成的？ XJ-规整的圆球状：XS-多孔性不规则颗粒。所选用的分散剂不同，疏松型的PVC树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型。紧密型采用明胶为分散剂，疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚。

5. 常用悬浮剂有哪些类型，各有什么特点？

（1）水溶性高分子分散剂：高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成高分子保护膜层，从而阻止了两液滴凝结；保护明胶被液滴表面吸附而产生定向排列，产生空间位阻作用。（2）无机粉状分散剂：在液滴表面形成物理保护层，且颗粒越细越稳定，可在高温下使用，可用稀酸除去。

6. 为什么生产维尼纶的中间产品PVA不能用作悬浮剂？

7. 如何改善粉状悬浮剂在水油两相界面的分布状况？

8. 悬浮聚合中主要的物系组成及其作用？

物系组成：悬浮聚合是多相聚合体系，其中聚合体系由单体分散相（简单单体相）和水连续相（水相）组成。 作用：单体相主要由单体引发剂组成，必要时还有调节剂和其他一些特定的配合剂。单体作为反应原料引发剂，诱导使反应进行。其他组分如调节剂，发泡剂等来调节性能。水溶液相主要由水、分散剂及其他助剂所组成。用来对水质控制酸碱度，硬度，氯离子含量及机械杂质等。

9. 试简述悬浮聚合过程中产生粘釜的原因，并提出可能防止粘釜的措施。 粘壁的因素很多，归纳为物理和化学因素。 1) 物理因素：吸附作用和粘附作用 2) 化学因素：釜壁金属表面和单体间产生电子的得失形成自由基，引起单体与釜壁金属表面的聚合，形成粘壁；釜壁金属表面的瞬时空穴或自由电子与液相中的活泼的自由基结合， 形成粘釜聚合物。 造成化学粘釜的主要因素是活性聚合物。

解决粘釜的措施：1) 使金属表面钝化；2) 终止水相中的自由基，添加水相阻聚剂；3) 涂布法；4) 防止气相粘釜，采用满釜操作。

10.

11.

试简述悬浮聚合过程中影响因素有哪些？

目前悬浮聚合工艺还存在什么问题？有何解决的办法？

（1）反应器几何形状因素：如反应器长径比、搅拌器形式与叶片数目、搅拌器直径与釜径比、搅拌器与釜底距离等。

（2）操作条件因素：如搅拌器转速、搅拌时间与聚合时间的长短、两相体积比、加料高度、温度等。

（3）材料数据因素：如两相液体的动力粘度、密度以及表面张力等。 （4）随水相中分散剂浓度的增加和表面张力的下降，聚合物颗粒粒径下降。分散相粘度增加，则凝结的粒子难以打碎，因而平均粒径增加。

12.

试分析我国目前生产PVC的典型配方及工艺条件与产品性能，颗粒

状态有何关系？

13.

简述PVC悬浮聚合工艺过程。、

首先将去离子水，分散剂及除引发剂以外的各种助剂，经计量后加于聚合反应釜中，然后加剂量的氯乙烯单体，升温至规定的温度。加入引发剂溶液或分散液，聚合反应随时开始，夹套通低温水进行冷却，在聚合反应激烈阶段应通5℃以下的低温水，严格控制反应温度波动不超过±0.2℃。当反应釜压力下降至规定值后结束反应，方法为链终止剂，然后进入单体回收，干燥，筛选出去大颗粒后，包装得产品。

14.

氯乙烯悬浮聚合过程的特点是什么？生产中怎样利用这些特点？

（1）非均相聚合存在相变，液相——液固非均相——固相；（2） 聚合过程中伴随着体积的收缩；（3） 均相聚合过程转化率为20-70％时，是危险阶段；（4） 粒子表面存在悬浮剂薄膜

15.

氯乙烯悬浮聚合中采用复合引发剂有什么好处？

由于反应后期单体浓度降低，为使反应后期仍具有适当反应，所以反应前期与后期应当使用不同半衰期的引发剂。

16.

苯乙烯悬浮聚合有两种工艺：即高温聚合和低温聚合，分析对比两

种方法的配方及工艺过程。 高温：

配方：苯乙烯（100）、去离子水（140-160）、NaCO3（10%）MgSO4(16%) 0.12、苯

乙烯-马来酸酐共聚物钠盐0.12、2,6-叔丁基对苯酚0.025

工艺过程：ST高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作，初始反应温度为80℃，逐渐升温到140℃，反应t为5-24H，然后酸洗，再经离心分离，脱水干燥，添加必要的助剂后制成成品料粒。 低温：

配方：苯乙烯 100，过氧化异丙苯 0.8，石油醚6-10，紫外线吸收剂（UV-9）0.2 ，分散剂(PVA)4-6，抗氧化剂2640.3；软水200-300

工艺过程：a发泡剂处理 b操作条件，压力（表压）MPa 0.4-0，温度℃ 90-100，时间4h c预发泡 d熟化 e成型。

17. 别？

苯乙烯：生产工艺：原材料-ST单体，引发剂阻聚剂，去离子水；工艺过程-高温聚合和低温聚合，P溶于M，使液滴逐渐变成透明粘稠，最后变成透明的圆球状颗粒。

PVC聚合物不溶于单体，随着聚合物链的增长，逐渐沉淀出来，形成初级粒子，经过凝聚后，形成次级粒子，最后形成不规则不透明的颗粒

18.

简述气流干燥法和沸腾床干燥法的工作原理，比较它们的优劣。 苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差

第五章 游离基乳液聚合生产工艺

1. 试述乳液聚合的物系组成及其作用。 单体：聚合物单体材料原材料

水：比热大，易于清楚反应热，降低体系粘度，构成连续相，使液滴分散，溶解引发剂，PH调节剂等

乳化剂：使单体在乳状液中稳定；使单体在胶束中增溶，使聚合物粒子稳定，增加集合物稳定性，对乳液聚合起脆化作用，形成产生链转移或阻聚作 引发体系：在一定条件下分解产生自由基，从而引发反应。

2. 乳液聚合生产方法有哪些特点？

a集合速度快，分子量高，可同时提高分子量和反应速率；

b以水为介质，成本低，反应体系粘度小，稳定性优良，反应热易排出，可连续操作；

c 乳液制品可直接作为涂料和黏合剂，粉料颗粒小，适用与某种特殊适用场合； d 由于使用乳化剂，聚合物不纯，后处理复杂成本高。

3. 乳状液与悬浮液有什么不同？怎样破乳？

乳液的分散质和分散剂均是液体。悬浮液的分散剂是液体，分散质是固体。乳状液的粒径远小于悬浮液的粒径。

在胶乳中添加电解质、改变溶液PH、机械破乳、低温冷冻破乳、稀释破乳

4. 乳化剂的类型有哪些？各有什么特点？

阴离子乳化剂：亲水基团一般为-COONa、-SO4Na、-SO3Na等，在pH＞7使用 阳离子乳化剂：为铵盐或季铵盐。pH＜7使用 分离子乳化剂：为聚乙烯醇、环氧乙烷聚合物等 两性乳化剂：亲水基兼有阴阳离子基团。如氨基酸。

5. 乳液的粒子大小及分布对乳液性能有哪些影响？

6. 胶束是怎样形成的？什么是胶束的增溶作用？

表面活性剂溶于水后，分子中亲油基团受到水分子排斥，达到一定浓度时，分布在液面的表面活性剂分子，亲水基团伸向水中，亲油基团趋向于伸向气相。当浓度达到一定值时，增加浓度不再引起表面张力的继续降低，此时溶液的很多性质也发生明显的转折，表面活性剂分子形成疏水基向内，亲水基向外的多分子聚集体，即为胶束。它能自发形成的原因是表面活性剂分子有降低表面吉布斯能的作用。增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶液中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。

7. 为什么说表面活性剂的CMC是乳化效率的重要指标？

当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。增溶体系为热力学平衡体系；CMC越低、缔合数越大，增溶量（MAC）就越高；温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成，影响增溶质的溶解，影响表面活性剂的溶解度

8. 表面活性剂的HLB与性质有何关系？ HLB值越高亲水性越强,反之越低则亲油性越强

9. 表面活性剂憎水基团种类与其性质有何关系？

10.

试阐述乳液聚合反应机理及聚合过程三个阶段的特征。

乳胶粒生成经历了乳胶颗粒成核和颗粒增长两个阶段。水相中：均相成核，胶束中：胶束成核，单体液滴中，聚合物胶乳粒子中；聚合动力学：平均聚合度与单体浓度、乳胶粒数目成正比，与自由基生成速度成反比；随转化率增高，链终止速度减慢，出现凝胶效应；反应场所小而多，一旦引发聚合，另一自由基进入终止聚合需要较长时间，故分子量高于其他聚合方法。

三个阶段的特征：A增速阶段，单体转化率10%～20%增加了引发剂分解的自由基和被单体所溶胀的聚合物胶乳粒子。B恒速，单体转化率20%～60%，表面水相张力明显增加，聚合速度稳定。C降速，单体液滴全部消失，转化率60%～70%聚合

速度下降。

11.

12.

比较高温丁苯橡胶和低温丁苯橡胶的配方及合成工艺特点。生产过乳液聚合机理及聚合速度与分子量公式在工业生产中有何意义？

程中应注意哪些问题？

高温：乙炔或石油为原料，50℃下乳液聚合方法合成

低温：99%以上的丁二烯及苯乙烯为原料，氧化还原引发体系，5℃

13.

试述低温丁苯引发体系各组分的作用。

氧化-还原体系，常用的氧化剂为异丙苯过氧化氢、对锰烷过氧化氢、过硫酸钾等；还原剂主要是亚铁盐。还需加入EDTA钠盐（螯合剂）及还原剂雕白块（甲醛合次硫酸钠盐）

14. 剂？

15.

根据丁苯生产的配方及工艺特点如何组织生产过程？试绘出工艺流乳液聚合生产中调节剂的主要作用是什么？为什么要分批加调节

程简图，并说明每一步骤的作用。

苯乙烯和丁二烯（水、乳化剂、引发剂、其他辅助剂）—乳液聚合（连续法）—（防老剂）脱单体—凝聚（破乳剂）—分离（废水）—干燥—丁苯橡胶

16.

17.

氯乙烯、丙烯酸酯乳液聚合与丁苯橡胶的乳液聚合有何区别？ 比较低温丁苯和高温丁苯在工业生产上的异同。

加入引发剂、水、乳化剂的时间顺序不同。丁苯橡胶采用冷法进行乳液聚合，引发剂为氧化还原体系，聚合温度必须严格控制在5±0.5℃范围内。氯乙烯采用种子聚合法。丙烯酸酯采用半连续聚合法

18.

19.

极性单体乳液聚合与非极性单体有何不同？

试述种子乳液聚合的特点及实用意义。

在聚合物的乳胶粒子存在下，使乙烯基单体进行乳液聚合的方法，此时当条件控制适当时，聚合过程中不生成新的胶乳粒子，而在原有粒子上增长，原有粒子好似种子。

20. 和用途。

丁苯橡胶、聚氯乙稀糊（树脂）、聚丙烯酸酯共聚物（涂料表面处理剂粘合剂）

有哪些高分子物是采用乳液聚合工艺来合成？说明它们的主要性能

第六章 游离基溶液聚合生产工艺

1. 自由基溶液聚合的特点有哪些？

作为传热介质使体系系统传热较易，温度容易控制；体系粘度低，减少凝胶效应，可以避免局部过热；易于调节产品的分子量及其分布。

2. 自由基溶液聚合溶剂起什么作用？怎样选择溶剂？ 作用：

a溶剂对引发剂分解速度的影响 b溶剂的链转移作用对分子量的影响 c溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响 溶剂的选择：

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，凝胶效应显著。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。

3. 在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响？

Cs增大促使产品由高分子量向低分子量转变；可以降低向大分子进行链转移反应，减少了支链结构。

4. PAN溶液聚合一步法及二步法的主要区别何在？各有何优缺点？ 一步法：均相溶液聚合，所用的溶剂既能溶解单体，又能溶解聚合物，聚合结束后，聚合可直接纺丝，使聚合纺丝连续化。

一步法只能湿法纺丝且只能生成短纤维，优点是不需要其他溶剂分解，可直接纺丝。

二步法：非均相聚合，聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出，需经分离以后

用合适的溶剂重新溶解，以制成纺丝原液。

优点：a水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化，还原引发体系，引发剂分解活化能较低，可在30-55C甚至更低的温度下进行聚合，所得产物色泽较白；b 水乡沉淀聚合的反应热易于排除，聚合温度容易控制，从水相得到的产品分子量比较均匀； c聚合速率快，聚合物粒子比较均匀，转化率较高； d聚合物易于处理，可省去溶剂回收过程

缺点：需使用溶剂重新溶解，以制成纺丝原液，比一步法增加一道生产工序；就聚合物浆状分离，干燥耗能大。

5. 简述溶液聚合法生产聚丙烯腈的主要组分及其作用。 单体：丙烯晴，丙烯酸甲酯，第三单体 分散介质：水

引发剂：水溶性的氧化-还原引发体系

6. 为什么衣康酸要先配制成钠盐加入反应体系？

7. PAN二步法生产中为什么可以少加或不加第三单体？

8. 试述腈纶纤维的合成工艺过程。画出工艺流程图。

9. 简述聚丙烯腈的脱单体工艺。

10.

试论述VAc溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂？为什么用量比单体

少的多？反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处？

因为从聚合速率和分子量两方面考虑，采用甲醇作溶剂时的链转移常数小，而且

PVAc的甲醇溶液可进一步醇解为PVA(沸点与要求的聚合温度相近)且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有影响，因此用量要比单体少

11. 有哪些？

转化率：防止支化、交联；分子量控制：溶剂类型和用量、溶剂/单体比； 引发剂类型和用量；聚合反应温度；聚合时间；单体浓度；聚合体系杂质

12.

13.

简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系。 用方块图画出维纶纤维的合成工艺过程。

试分析在VAc溶液聚合中，影响PVA分子量及分子结构的主要因素

将生成的PVAc置于甲醇溶剂中，反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解，合成纤维用PVA的醇解度为96%—100%，分散剂及织物上浆剂要求醇解度为80%左右

14. 较。

试从聚合工艺和产品性能对自由基型聚合的四种实施方法进行比

第七、八章 配位聚合和离子聚合生产工艺

1. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别？

离子聚合：需使中性分子生成离子对，此时要求较高的能量，所以生成的粒子不稳定。必须在聚合前用溶剂在低温下使之稳定，不能使用强极性溶剂。多在低温下弱极性溶剂中反应。选择溶剂的原则应考虑溶剂极性大小，对离子活性中心的溶剂化能力，可能与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，凝胶效应显著。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

2. 离子型催化聚合主要有哪几种类型？在工业化生产中常用哪几种类型的催化剂？

阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合。

催化剂是：高活性Ziegler-Natta催化剂、过渡金属催化剂、phillips催化剂

3. 阴离子配位催化剂的主要组成有哪些？ 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。

4. 高效催化剂同一般络合催化剂主要区别何在？

高效催化剂：在原有聚合催化剂基础上，采用适当的方法把钛化合物（如TiCl4）分散在载体（如MgCl2）上，加入有效的活化剂（如三乙基铝），并采用适当的方

法（如研磨法）和加入第三组分改进活性。所得催化剂有很高的活性。 一般络合催化剂：指通过配位作用而使反应物分子活化的催化剂。

主要区别在于高效催化剂能大规模的降低反应所需要的温度等条件，使大量本不是活化分子的分子成为活化分子，快速达到化学平衡状态。

5. 以丙烯定向聚合为例说明配位催化剂的组分对丙烯聚合过程和聚合性能的影响。

(1)常规齐格勒-纳塔催化剂 催化剂体系比表面积为20-40m2/g催化剂，催化效率800g聚丙烯/g催化剂，通常含灰分大于1000ppm，含无规物大于10%，为了提高产品质量，工艺上必须脱灰，去除无规物。

(2)第二代聚丙烯催化剂 催化剂的比表面积可达100-200m2/g催化剂，催化效率比常规催化剂提高5-6倍，催化剂的效率可达2万g聚丙烯/g催化剂。可省去脱催化剂残渣工序，成本降低20%，聚合物的等规度95-96%，表观密度为0.45-0.55g/cm3，熔体指数可调范围0.3-30g/10min，产品流动性好。 (3)第三代高效载体催化剂 催化效率达8000-10000g聚丙烯/g催化剂，实现不脱灰处理，产品含钛仅1-2ppm，但聚合物的等规度只有93-95%，仍需进行脱无规物处理。

6. 如何提高配位催化剂的效率？其理论依据何在？其意义何在？ 研磨催化剂。

依据：（Ⅰ）提高催化剂的比表面和利用率。 （Ⅱ）通过添加内外络合剂提高PP的等规度。

7. 何谓定向聚合，说明丙烯、丁二烯定向聚合的机理和意义。

8. 目前哪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？写出反应式并注明所用催化剂。

9. 铝－钛催化剂的络合反应中，除生成三氯化钛外，还产生什么副产物？写出反应的基本方程式并说明之。

10.

铝－钛催化剂为何能制得结构规整的聚烯烃，写出活性中心模型，

并阐明反应机理。

11.

铝－钛催化剂动力学公式中的活性中心数目对反应速度和分子量大

小有何影响？

12.

溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些？

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

13.

14. 决？

15.

16.

17.

比较正、负离子聚合，配位阴离子聚合，自由基聚合的特征。 比较顺丁橡胶与丁苯橡胶的合成工艺。

液相本体聚合法生产聚丙烯与溶剂法比较有哪些差别？

溶液法生产聚丙烯五釜连续聚合的工艺流程存在什么问题？怎样解丙烯规整聚合过程中主要工艺因素有哪些？

自由基：慢引发、快增长、速终止、有转移 阴离子：快引发、慢增长、无终止

阳离子：快引发、慢增长、易转移、难终止

配位聚合：1.采用Z-N催化剂 2.聚合机理为配位聚合 3.具有定向性 4.配位聚合用的单体有选择性 5.溶剂要求严格

18.

比较高压聚乙烯、本体法聚苯乙烯、悬浮聚氯乙烯以及聚丙烯的生

产工艺过程。

第九章 线型缩聚生产工艺

1． 比较缩聚与加聚反应特征。

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

2． 试述缩聚反应的分类及实施方法。 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

3． 在生产中，熔融、溶液、界面缩聚对单体的纯度、单体克分子比要求不同，为什么？有何实际意义？

熔融聚合：对原料单体纯度的数值要求精确、负责，投入原料的比例有误差，直接影响产物的分子量；单官能团的杂质易引起封端作用；有些杂质影响反应速度、产物结构、分子量分布等等

溶液聚合：总希望单体浓度尽可能高的情况下进行，但浓度太高会使反应物料变得粘稠影响正常反应

界面缩聚：静态界面缩聚与单体浓度无关；动态界面缩聚对单体浓度要高。

4． 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分子量？

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

5． 结合聚酯生产说明熔融缩聚的影响因素及其实施方法

6． 比较几种生产涤纶树脂的方法

7． 在熔融缩聚和界面缩聚中如何控制缩聚物的分子量？

8． 比较熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚的工业特点。

9． 溶液法缩聚中主要的影响因素有哪些？（以吡啶法合成聚碳酸酯为例。）

10． 写出下列缩聚物的合成反应式，并说明缩聚方法。

1) 由对苯二甲酸和乙二醇经酯交换法合成涤纶。 2) 由己内酰胺开环聚合合成尼龙－6。 3) 由癸二胺和癸二酸经成盐合成尼龙－1010。 4) 由双酚A和光气合成聚碳酸酯。

5) 由顺丁烯二酸酐和二元胺经双马来酰亚胺合成聚酰亚胺。 6) 由均苯四甲酸二酐，4，4’－二氨基二苯醚为原料合成均苯型聚酰

亚胺。

7) 由对苯二甲酰氯和双酚A合成聚芳酯。

8) 由双酚A和4，4’－二氯二苯基砜合成聚砜。

11． 试述溶液聚合的分类，聚酰亚胺等耐热聚合物采用哪种方法合成？为什么？

12． 为什么说界面缩聚受扩散控制？结合聚碳酸酯的生产详述其工艺特点及影响因素。

13． 比较生产聚碳酸酯所采用的三种实施方法（熔融、溶液及界面缩聚）的优缺点。

14． 乳液缩聚的基本特点是什么？它与界面缩聚和溶液缩聚的区别各在什么地方？

15． 试述乳液聚合的影响因素？

16． 写出芳纶1313、芳纶1414和芳纶14的结构式，它们各由哪些重要原料合成？可用哪些实施方法？

17． 固相缩聚和熔融缩聚在影响因素上有哪些异同？

18． 试举例说明固相缩聚的实用性。

19． 某聚酯化反应的平衡常数为3.3，欲制备平均聚合度为144的聚酯，允许反应体系残存的的分子量是多少？

20． 在聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产中，有哪些主要影响因素，你将采取哪些措施来保证制得平均聚合度在100以上的产物？

21． 写出聚对苯二甲酸丁二酯生产的基本化学反应式，它的合成工艺和用途是否与PET完全一样，为什么？

第十章 体型缩聚生产工艺

1. 什么是体型缩聚反应，它和线型缩聚有何不同?

在缩聚体系中，参加反应的单体中只要有一种单体具有两个以上官能团（平均官能度f＞2），缩聚反应向着三个方向发展，生成体型缩聚物。生成体型缩聚物的缩聚反应称为体型缩聚

2. 试述体型缩聚合成工艺特点。

3. 试述体型缩聚反应类型及其主要品种，及该品种所需的主要原料。

4. 为什么说凝胶点是体型缩聚工艺过程中的重要参数？

5. 为什么体型缩聚产品的生产过程要分两步进行?

6. 试述甲醛树脂的类型及其主要原料来源和缩聚物的主要用途。

7. 阐述酚醛树脂的结构与合成工艺条件之间的关系。 8. 异丙苯法生产苯酚的生产过程有哪些？ 9. 写出酚醛缩聚过程中的基本反应式。

10. 试说明为什么不同催化剂体系中，酚醛树脂的形成以及树脂的性能有差

别？其中酚醛的克分子比应如何控制？

11. 苯酚与醛在酸性介质和碱性介质中的反应有何差异？为什么？ 12. 酚醛树脂生产方法的特点是什么?

13. 为什么热塑性酚醛树脂固化时要加固化剂，而热固性酚醛树脂固化时却

不加？

14. 脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂在何种介质中就能固化？怎样提高它们树

脂溶液的贮存稳定性？

15. 为什么都要对酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂进行醚化改性？ 16. 生产环氧树脂的影响因素有哪些？为什么生产低分子量环氧树脂时碱要

分两次加入？

17. 对环氧树脂进行改性根据是什么？可使用哪些聚合物对其改性？ 18. 醇酸树脂通过什么有机化学反应获得？属哪类聚合物？ 19. 为什么工业上主要采用其改性树脂？如何进行改性？ 20. 不饱和聚酯的缩聚反应及固化反应有什么特点？

21. 不饱和聚酯树脂有哪些原料合成？不用固化剂能否固化？固化时有无小

分子放出？

22. 制备难燃不饱和聚酯将采用哪些措施？ 23. 简述不饱和树脂玻璃钢的制备工艺及其用途。

24. 欲合成甲醛－苯酚－间苯二酚树脂，甲醛与混合酚类的克分子比为2.5：

1.7，苯酚与邻甲酚的克分子比为1.1：0.6，按这一配方所合成的树脂为什么结构？为什么？

第十一章 逐步加成聚合生产工艺

1. 试述加成缩聚反应的特点及其缩聚物的类型。 2. 简述异氰酸酯的主要化学反应及其实用意义。

与含氮活泼氢化合物间的反应，自聚反应（芳香族异氰酸酯的二聚反应、异氰酸酯的三聚反应、其他反应）

3. 简述异氰酸酯合成路线、生产方法及主要品种和用途。

4. 简要说明聚酯及聚醚多元醇的制法、使用特点、主要品种及用途。 5. 试述聚氨酯泡沫塑料的组分及其作用。

6. 试述聚氨酯的结构与原料类型，合成工艺条件、聚合物性能、用途之间

的关系。

7. 简述聚氨酯的性能与结构的关系。

8. 聚氨酯泡沫塑料的生产工艺有一步法及两步法两种，对比两种方法的特

点，并说明为什么一步法是目前的主要生产方法。 9. 对比聚氨酯泡沫塑料与聚氨酯橡胶的合成反应有何异同？ 10. 试述聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料合成工艺及其特点。

11. 由聚氨酯橡胶结构与物性的关系出发考虑如何合成性能优异的聚氨酯橡

胶？

12. 简述聚氨酯的特点及其在工业上的应用。 13. 聚氨酯漆有几种类型？其固化过程有何异同？ 14. 简述聚氨酯黏合剂的类型及其用途。

15. 聚氨酯可做成哪些合成材料，它的合成与成型利用了异氰酸酯的哪些反

应？

16. 为什么聚氨酯纤维的弹性好？根据其结构与性能的关系进行阐述。