发布时间 : 星期五 文章聚合物合成工艺学思考题及其答案更新完毕开始阅读378f27137175a417866fb84ae45c3b3567ecdda9
第三章
1，简述四种自由基聚合生产工艺的定义以及它们的特点和优缺点。
答：（1）本体聚合（又称块状聚合）：在不用其它反应介质情况下，单体中加有少量或不加引发剂发生聚合的方法。
优点：a本体聚合是四种方法中最简单的方法，无反应介质，产物纯净，适合制造透明性好的板材和型材。b后处理过程简单，可以省去复杂的分离回收等操作过程，生产工艺简单，流程短，所以生产设备也少，是一种经济的聚合方法c反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本比较低。
本体聚合的缺点：a放热量大，反应热排除困难，不易保持一定的反应温度b单体是气或液态，易流动。聚合反应发生以后，生成的聚合物如溶于单体则形成粘稠溶液，聚合程度越深入，物料越粘稠，甚至在常温下会成为固体。
（2）乳液聚合：是单体和水在乳化剂作用下形成的乳状液中进行聚合反应的一种聚合物生产方法。
优点：a以水作分散介质，价廉安全，比热较高，乳液粘度低，有利于搅拌传热和管道输送，便于连续操作。同时生产灵活，操作方便，可连续可间歇。b聚合速率快，同时产物分子量高，可在较低的温度下聚合。c可直接应用的胶乳，如水乳漆，粘结剂，纸张、皮革、织物表面处理剂更宜采用乳液聚合。乳液聚合物的粒径小。d不使用有机溶剂，干燥中不会发生火灾，无毒，不会
污染大气。
乳液聚合方法的缺点：a 需固体聚合物时，乳液需经破乳、洗涤、脱水、干燥等工序，生产成本较高。b 产品中残留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能、透明度、耐水性能等。c 聚合物分离需加破乳剂，如盐溶液、酸溶液等电解质，因此分离过程较复杂，并且产生大量的废水；如直接进行喷雾干燥需大量热能；所得聚合物的杂质含量较高。
（3）悬浮聚合：是将单体在强烈机械搅拌及分散剂的作用下分散、悬浮于水相当中，同时经引发剂引发聚合的方法。 悬浮聚合法的主要优点：a.以水为分散介质，价廉、不需要回收、安全、易分离。b.悬浮聚合体系粘度低、温度易控制、产品质量稳定。c.由于没有向溶剂的链转移反应，其产物相对分子质量一般比溶液聚合物高。d.与乳液聚合相比，悬浮聚合物上吸附的分散剂量少，有些还容易脱除，产物杂质较少。e.颗粒形态较大，可以制成不同粒径的颗粒粒子。聚合物颗粒直径一般在0.05-0.2，有些可达0.4 ．甚至超过1。
悬浮聚合法的主要缺点：a. 工业上采用间歇法生产，而连续法尚未工业化。b. 反应中液滴容易凝结为大块，而使聚合热难以导出，严重时造成重大事故。c. 悬浮聚合法目前仅用于合成树脂的生产。
（4）溶液聚合：是将单体和引发剂溶于适当溶剂（水或有机溶剂）进行聚合的方法。
溶液聚合的优点：a.与本体聚合相比，溶剂可作为传热介质使体系传热较易，温度容易控制；b.体系粘度较低，减少凝胶效应，可以避免局部过热；c.易于调节产品的分子量及其分布。 溶液聚合的缺点：a. 单体浓度较低，聚合速率较慢，设备生产能力和利用率较低。b.单体浓度低和向溶剂链转移的结果，使聚合物分子量较低。c.使用有机溶剂时增加成本、污染环境。d.溶剂分离回收费用高，除尽聚合物中残留溶剂困难。
2.举例说明自由基聚合物引发剂的分类，在高聚物生产中如何选择适合的引发剂？
答：（1）过氧化物类 （2）偶氮化合物 （3）氧化还原体系 1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；
2根据引发剂的分解速度随温度的不同而变化，所以要根据反应温度选择适当的引发剂； 3根据分解速度常数选择引发剂； 4根据分解活化能选择引发剂； 5根据引发剂的半衰期选择引发剂。
3. 在聚合生产工艺中如何控制产品的分子量，举例说明常用的分子量调节剂。
答：聚合生产工艺中控制产品分子量：是向单体进行链转移以外，多数情况下是在高纯度单体条件下，加入适当数量的易发生链转移反应的物质。利用链转移反应来控制产品的平均分子
量，甚至还可以用来控制产品的分子构型，消除那些不希望产生的支链和交联结构，从而得到便于成型加工的聚合物。例如在高压法生产低密度聚乙烯过程中用丙烷、丙烯或H2作为链转移剂，以控制聚乙烯平均分子量。生产丁苯橡胶时加入硫醇作为链转移剂以控制丁苯橡胶的平均分子量。这时链转移剂起了控制分子量的作用，或调节分子量大小的作用。因此习惯上称为分子量调节剂、分子量控制剂或改性剂。
4.自由基本体聚合生产用到的聚合反应器的类型和特点。 答：本体聚合反应器(1)形状一定的模型：适用于本体浇铸聚合。这种反应装置无搅拌器，其聚合条件应根据聚合时热传导条件而定。(2) 聚合釜：流体粘度高，多采用旋桨式或大直径的斜桨式搅拌器。采用数个聚合釜串联，分段聚合的连续操作方式。(3)本体连续聚合反应器.
a. 管式反应器 一般的管式反应器为空管，但有的管内加有固定混合器。通常物料在管式反应器中呈层流状态流动，所以管道轴心部位流速较快，而靠近管壁的物料流速则较慢，聚合物含量高。管式反应器的单程转化率通常仅为1020%。
b. 塔式反应器 它相当于放大的管式反应器。其特点是无搅拌装置。物料在塔式反应器中呈塞装流动。这种反应器的却思安是聚合物中仍含有微量单体及低聚物。此外连续操作也可用多个釜式聚合釜串联进行。
5.自由基悬浮聚合生产中的分散剂种类并举例，以及它们的作用