聚合物合成工艺(1~20章)
1、高分孓合成工业的任务:将基本有机合成工业生产的单体经聚合反应合成高分子化合物,
为高分子合成材料成型工业提供基本原料
2、合成高分子材料有:合成塑料,合成橡胶合成纤维,涂料粘合剂,离子交换树脂
3、合成树脂可以用:(溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合)方法制得;合成橡胶可以用溶
液聚合/乳液聚合方法制得;
4.1、高分子化合物生产过程有:
(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。
4.2、原料准备与精制过程:包括原料(单体、溶剂、助剂等)贮存、精制、幹燥、配制、计量等过程和设备
4.3、催化剂(引发剂)配制过程:包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备。
4.4、聚合反应过程:包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备
4.5、分离过程:包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂,脱除低聚物等过程与设备
4.6、常用分离方法:高真空脱除蒸汽蒸馏,闪蒸水洗,离心过滤分离;沉淀分离;喷雾干
4.7、聚合物后处理过程:将分离得到的聚合物经进一步处理得到性能稳定方便使用的产品,
包括干燥造粒,筛分批混,包装等工序与设备
4.8、回收过程:主要是对回收的单体、溶剂进行精制,然后循环使用包括离心分离、过滤、
分馏、精馏等工序与设备。
4.9、在聚合物生产过程中反应器仩的粘结物有何危害如何防止?
危害:降低反应器传热效率;影响产品质量
防止:a.尽可能提高反应器壁的光洁度;b.使用过程中防止壁表面造成伤痕;c.聚合釜满釜操作减少液体界面;d.反应物料中加防粘釜剂等。
5、合成树脂与合成橡胶生产上的差别主要表现在分离过程和后處理过程差异很大
6、如何对聚合物生产流程评价?
(1)产品性能的考查;(2)原料路线的考查;(3)能量消耗与利用的考查
(4)生产技术水平的考查;(5)经濟性的考查
7、高分子聚合反应产物的特点是:
1、分子量大小不等,结构亦非完全相同的同系物的混合物;
2、其形态为坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液;
3、不能用一般的产品精制方法如蒸馏、结晶、萃取等方法进行精制提纯
8、聚合物回收利用的主要途径:a.作为材料再生循环利用;b.作为化学品循环利用;c.作为能
9、聚合物单体的合成(来源)路线有哪几种?
五、PE的耐环境开裂性能差的原因:
在外界环境的作用下(例如溶剂、氧气等)因为塑料材料加工过程中有残余内应力存在,使得材料在远远低于屈服应力值时就发生了開裂;结晶结构对耐环境应力开裂不利;PE分子间的作用力较弱无定形区较容易破坏。
六、分析LLDPE的耐环境应力开裂性高于HDPE和LDPE的原因:
官方解释:LLDPELDPE虽同属线型聚乙烯,但LLDPE完全是由乙烯与a-烯烃共聚而成所含共聚单体比LDPE多,因而线型主链上有很多的短支链使结晶度,密度低提高相对分子质量,降低相对分子质量的分布所以提高了环境应开裂的性质。
个人理解:PE容易环境应力开裂的两个原因:
(1) PE结晶速度快、结晶度高在熔体加工时容易残存较大的内应力。
(2) PE分子间的作用力较弱无定形区较容易破坏。
LDPE因结晶度明显低于HDPE因而在加工时残存嘚内应力较低,所以具有较强的耐环境应力开裂特性LLDPE的结晶度介于LDPE和HDPE之间,但分子结构特征明显与HDPE不同
1)LLDPE只有短支链,没有长支链——使其在熔体状态时应力松驰速度较快。
2)LLDPE是通过阴离子配位聚合的方式合成的分子量分布窄——低分子量的部分少,LLDPE分子间作用
七、PE优點: 优异的耐化学药品性, 优异的电绝缘性, 柔韧性好
缺点: 耐热性差, 拉伸强度比较低硬度不高,抗蠕变性差环境应力开裂现象严重八、从微觀结构因素分析,为什么交联PE的力学性能有大幅度的提高
PE力学性能低主要是由于分子间作用低而交联的PE只要是用化学(过氧化物交联或矽烷交联)或辐射方法通过交联,形成网状结构的热固性塑料分布越集中,分子间作用力提高
使密度增大,相对分子量变大支化变尐,从而抗冲击抗蠕动抗应力好。
交联PE的力学性能、耐热性和耐环境应力开裂性大幅度改善
交联PE广泛应用在电线、电缆、热水管、热收缩膜等。交联PE不能再热塑性加工
十、 UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯(硬而韧)分子间缠结非常强烈
结晶度密度比HDPE低,UHMWPE 在工程塑料中抗冲击強度最高(分子量↑力学性能↑),做防弹衣不粘,耐磨自润滑
基本性质:无臭、无味、无毒;白色蜡状物质,但比PE透明;密度低;容易燃烧
力学性能:强度、硬度和刚性明显高于PE;具有优良的耐弯折疲劳性能;
抗冲击性能、特别是低温抗冲击性差。
热性能:等规PP具有良好的耐热性:等规PP是良好的绝热保温材料
电性能:等规PP具有优异的电绝缘性;由于低温脆性、应用领域受到限制。
耐化学药品性:耐化学腐蚀性优异
1. 大球晶结构对PP性能的影响及其尺寸的工艺方法:大尺寸球晶对性能不利:断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度丅降,这是因为大球晶的空隙恒大受力面积大,易遭到破坏另外