第一章绪论
说明高分子合成材料的生产过程
(1)原料准备与精制过程
(2)催化剂(引发剂)配制过程
(3)聚合反应过程
(4)分离过程
(5)聚合物后处理过程
(6)回收过程
此外,三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备
第二章
石油化工原料路线,裂解制备烯烃芳烃等
石油化工包括开采、炼制、裂解等步骤
石油裂解生产烯烃:
原料:主要是液态油品和裂解副产物乙烷,C4馏分等,并含有乙烷、丙烷、丁烷的可液化天然气等。
装置:大规模装置多数是管式裂解炉。
为避免裂解管内结焦,须采用沸点较低的油品。
过程:液态烃在水蒸汽存在下,于750~820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
另外还包括精制过程分离过程等等。
产品:产品成分复杂,包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
主要产品:乙烯,收率25~26%;
丙烯,收率16~18%;
C4馏分,收率11~12%。
石油裂解生产芳烃:
原料:用全馏程石脑油(沸点<220℃的直馏汽油)于管式炉中,820℃下裂解生产芳烃。
过程:在催化剂的作用下,包括以下四种主要反应:①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。
产品:苯、甲苯、二甲苯等芳烃,混合芳烃收率为石脑油总量30~33%
由C4馏分制取丁二烯:
途径:(1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯;
(2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二
烯。
还包括萃取精馏等过程
第三章自由基聚合工艺基础
1. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型,说明各自特点。
有机过氧化物:过氧化物类引发剂具有氧化性,易使(甲基)丙烯酸酯类单体氧化而变色。
过氧化类引发剂易燃易爆,贮存和使用时的安全要求较高
偶氮化合物
对产品色泽要求较高时,应使用偶氮类引发剂。
偶氮类引发剂的毒性较大,作为医用材料时不易采用。
氧化-还原引发体系:适用于低温反应体系,在低温下引发效率仍然较高。
2:均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程,悬浮聚合的流程及后处理方法?均相聚合,产物为透明圆球状颗粒
非均相聚合生成颗粒不规则、不透明
流程:反应组分的准备,聚合,过滤水洗,干燥,包装是,成品
后处理:(1). 回收未反应单体:气态单体减压即可;常压下液态单体则较长时间加热;单体也可与水共沸脱出。
(2). 离心分离:经离心机脱水、洗涤后得到湿树脂颗粒。
用粉状无机物作为分散剂时,用稀酸洗涤去除。
(3). 干燥:一般用气流式干燥塔,对于表面粗糙有空隙的产物,则用沸腾床干燥器或转筒式干燥器进一步干燥。
3说明乳液聚合生产中的化学组成、操作方式及特点。
乳液聚合的组成:单体、乳化剂、反应介质、引发剂、分子量调节剂、电解质、终止剂等;合成橡胶中还要加入防老剂、填充油等。
操作方式包括间歇操作、半连续操作、连续操作。
间歇操作工艺特点
a.聚合体系放热很不均匀,反应受冷却系统的限制;
b.生产共聚物时,较难控制组成;
c.多种因素对胶乳粒径分布加宽有影响。
半连续操作工艺特点
a.可用加料速度控制聚合速度和放热速度;
b.可控制共聚物组成和所得胶粒颗粒形态,使颗粒形态均一;
c.后添加单体的方式容易通过反应过程中易凝聚的阶段,生产高固含量胶乳;
d.后加单体的方式易产生支链。
连续操作工艺特点
a. 多釜串联连续操作,聚合全过程中各釜放热量稳定、易控制;
b. 单位体积反应釜生产能力高于间歇或半连续法,产品性能稳定;
c. 胶乳粒径和分子量分布窄;
d. 除第一聚合釜,部分单体可在其他聚合釜进料,可提高生产能力,减少“结垢”,提
高固含量。
4种子乳液聚合:
a.工业上采用种子乳液聚合方法为提高产品乳液中固体微粒粒径。
b. 在聚合物的胶乳粒子存在下,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”一样进行聚合。
c. 物料配比和反应条件必须控制适当。
实用意义:聚氯乙烯糊用树脂
第四章
离子聚合反应及其工业应用
工业应用:聚异丁烯,低分子量聚异丁烯,丁基橡胶
催化:Ziegler-Natta催化剂;
氧化铬-载体催化剂(Phillips催化剂);
过渡金属有机催化剂-载体催化剂。
配位聚合反应及其工业应用
高密度聚乙烯、聚丙烯
离子聚合或配位聚合工艺:原料制备,催化剂制备,聚合工艺过程
催化:Ziegler-Natta催化剂;
氧化铬-载体催化剂(Phillips催化剂);
过渡金属有机催化剂-载体催化剂。
第五章
1.PET树脂生产主要反应条件。
混合釜:T=30~40℃t=45~60min
酯化釜I:T=250~260℃t=~ p=~×105Pa
酯化釜II:T=255~270℃t=1h45min p=~×105Pa
前缩聚釜:T=265~275℃t=1~ p=~
中缩聚釜:T=275~280℃t=50~60min p=~
后缩聚釜:T=280~285℃t=60~80min p=~
2典型线型缩聚物生产工艺:
熔融缩聚:原料配方设计,缩聚工艺(直接法,酯交换法),后处理。
产品如PET 反应温度高于单体和缩聚物的熔点,体系处于熔融状态,聚合体系中有单体、少量催化剂和聚合物;
对配比及单体纯度要求严格;
需要减压排除小分子。
溶液缩聚:选择确定并配置溶剂,缩聚工艺及后处理(均相,非均相)。
主要制备芳香族缩聚树脂
体系中包括单体、催化剂、溶剂和聚合物;
反应结束后需排除溶剂;
适于分子量高且难熔的耐热聚合物,如:聚酰亚胺、聚苯醚、芳香族聚酰胺等。
界面缩聚:
界面缩聚为不平衡缩聚反应;
单体活性大,聚合物在界面迅速生成(反应速率常数约104~105 L/;
对单体纯度与官能团摩尔比要求不严,反应主要与界面处的单体浓度有关。
固相缩聚
在原料和聚合物熔点以下进行的缩聚反应。
反应温度一般比单体熔点低15~30℃;
产物的分子量较高,分子量分布比熔融缩聚产物宽。
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