浅谈聚合物配方设计

“十一五”期间，改性塑料行业的发展重点是通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化，这两点目前在塑料改性行业里得到了各界同仁的一致认可。如何实现通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化呢？这就需要塑料改性技术的创新，塑料技术创新中一个最重要的课题之一就是配方创新。配方创新和配方的设计是密不可分的，如何开发一个新产品，如何设计一个新配方，相信每个塑料改性企业和塑料改性技术人员都十分关心。本人多年在一线从事科研工作，我愿意结合自己的设计配方的经验和心得，同大家探讨和分享。

要设计一个好的塑料改性配方，成为一个真正的优秀技术人员，必须要有扎实的基本功。有了扎实的基本功，才能够进行技术创新。因此我在这里首先浅谈一下配方设计需要具备哪些基本功，供大家参考，不足请指正。

熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景

每种基础树脂都有其各自的特点，你只有熟悉它，了解它，才能用好它。这需要长期的基础学习和实践才能做到。在不同的配方里，根据不同的性能指标的要求，选择不同的基础树脂十分重要。这是在配方设计中的基础，譬如盖一栋房子，基础树脂就像是它的基石。因此，要想成功的设计一个配方，必须熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景。

（一）、熟悉各种基础树脂的物性

既然是熟悉，就不是一般的简单的了解，要求全面细致，以下举例说明：

例1：聚乙烯类塑料

聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，英文名简称PE。PE的合成原料来自石油，自1965年以来一直高居世界树脂产量第一位。目前，聚乙烯的主要品种有：低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE），（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE），金属聚乙烯（m-PE）

还有其改性品种：

乙烯—乙酸乙烯酯（EVA）氯化聚乙烯（CPE）。

1、聚乙烯类塑料的结构性能

PE为线性聚合物，属于高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性不好。PE的结构规整，线性度高，因而易于结晶。结晶度从高到低排序：HDPE，LLDPE，LDPE。随结晶度的提高，PE制品的密度、刚性、硬度和强度等性能提高，但冲击性能下降。

（1）

一般性能：PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感；吸水率低，小于0.01%。PE膜透明，透明度随结晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃，氧指数仅为17.4%，燃烧时低烟，有少量熔融滴落，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。

PE的耐水性较好,制品表面无极性，难以粘合和印刷，须经表面处理才可改善。

（2）力学性能：PE的力学性能一般，其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性能较好。PE的耐环境应力开裂性不好，但随分子量增大而改善。PE耐穿刺性好，并以LLDPE最好。

（3）热学性能：PE的耐热性不高，随分子量和结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好，脆化温度一般可达-50℃以下；随分子量的增大，最低可达-140℃。PE的线膨胀系在塑料中属较大的。PE的热导率属塑料中较高的。

（4）电学性能：PE无极性，因此电性能十分优异。介电损耗很低，且随温度和频率变化极小。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用做高压绝缘材料。

（5）

环境性能：PE具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，具

体有稀硫酸、稀硝酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等，但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硫酸和铬酸等。PE在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中；温度超过100℃后，可溶于四氢化萘。PE耐候性不好，日晒、雨淋都会引起老化，需加入抗氧剂和

光稳定剂改善。

2、聚乙烯类塑料的应用范围

（1）薄膜类制品

薄膜类制品是PE的最主要用途。LDPE树脂用于膜类制品可占50%以上，可用于食品、日用品、蔬菜、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜等。HDPE树脂用于膜类制品可占10%以上。因其薄膜强度高，主要用于重包装膜、撕裂膜及背心袋等。LLDPE树脂用于膜类制品的比重比LDPE还要大，可占树脂的70%以上。LLDPE膜具有延伸性好、较高的拉伸强度、耐穿刺、耐环境应力开裂及低温冲击性好、可制成超薄膜等优点，主要用于包装膜、垃圾袋、保鲜膜、自粘膜及超薄地膜等。

（2）注塑制品

PE因加工性好而广泛用于注塑制品，其中HDPE占30%以上，LDPE和LLDPE各占10%以上。主要产品：日用品如盆、桶、盒、暖瓶壳、杯、玩具等，周转箱、瓦楞箱。

（3）中空制品

以HDPE树脂为主，可占树脂用量的20%。其制品具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好等优点，可用于食品油、酒类、汽油及化学制剂等液体的包装。此外还有中空玩具等。

（4）管材类制品

以HDPE树脂为主，主要用于生活给水、燃气输送、农业排灌、电缆穿线管、液体吸管及圆珠笔芯等。LDPE管还可用于化妆品、药品、牙膏、鞋油等的包装。

（5）丝类制品

圆丝用HDPE为原料，主要用于编织渔网、缆绳、工业滤网及民用纱窗网等。扁丝以HDPE 和LLDPE为原料，主要用于编织袋、编织布及撕裂膜等。

（6）电缆制品

PE广泛用于中、高压电缆的绝缘和护套材料，其中以LDPE为主，最高耐压可达220kV。

（7）其它制品

HDPE、LLDPE可用于打包带。LLDPE可用于型材。

3、聚乙烯的其它品种

（1）茂金属聚乙烯（m-PE）

茂金属聚乙烯是聚合反应所用催化剂为茂金属型的聚合物，因其性能独特而单列，英文简称m-PE。

茂金属聚乙烯的特性有：分子量高且分布窄、支链少而短、密度低、纯度高、高透明性、高拉伸强度、高冲击性、热封温度低且范围广、耐穿刺性等。

用茂金属聚乙烯制成的薄膜具有优异的强度、高透明度和低热封温度（比LLDPE低20℃）。

目前，由于茂金属聚乙烯的价格偏高，一时尚不能取代传统的聚乙烯，但可以同EPR、EVA等相竞争。其应用主要为膜类产品，如LLDPE与茂金属PE共混，可用于生产阻油脂性重包装袋。

（2）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）

超

高分子量聚乙烯为相对分子质量高达100万～400万的聚乙烯类聚合物，英文简称

UHMWPE。与普通PE相比，UHMWPE具有耐磨性好（比POM大15倍）、低摩擦性（摩擦系数油润滑时为0.05~0.08）、抗冲击性好、自润滑

性好、生理相容性好及耐腐蚀等优点；但其硬度低、强度不高、耐热性差、抗蠕变性差及成型加工困难。

UHMWPE主要用来生产管材、型材、中空制品和注塑制品，具体应用如下：

①耐磨输送管道。可用于煤、矿粉、水泥、石灰、盐、粮食的输送管道，耐磨性比金属高10～50倍。

②机械零件。主要利用其耐磨性，如纺织机械中的投梭器、打梭棒、齿轮、连接器、扫花杆、缓冲块及偏心块等；在造纸机械中用于水箱盖板、刮水器、压密件、接头及密封轴杆等；机床中用于导轨、滑道及摩擦轮等。

③医用材料。利用生理相容性好和耐腐蚀的优点，用于矫形外科材料和人工关节等。

④其它制品。利用耐辐射性，制造核电站遮盖板；利用高冲击性,制造防弹衣、滑雪板等。

（二）、熟悉相关改性塑料专用料的发展背景

要想成功地开发出一个新产品，就必须了解新产品的相关背景及国内外的研究发展趋势和现状，才能做到目标明确。了解和熟悉自己所要开发的新产品相关资料越多越好。

以开发汽车改性聚丙烯专用料为例。至少应该了解如下信息。

例2：汽车用改性聚丙烯

汽车工业是中国的重要产业。在国内许多地方，例如上海、北京、天津、重庆、长春、武汉、广州等等，都将汽车工业列为当地的支柱产业。随着汽车工业的迅速发展，一种新兴的化工项目—汽车改性塑料产业也迅速发展起来。

当今工业发达国家对汽车发展方向提出的主要目标是∶节约能源，防止环境恶化、改善安全性能。反映了当今汽车面临最严重的三大问题是节能、环保和安全。作为构成汽车的主要材料，塑料的应用水平直接关系到这三大问题，因此汽车发展的目标也是汽车塑料材料技术发展的重要动力和追求的目标。在汽车上大量使用塑料，不仅可以实现轻量化，还达到安全、防腐、造型的舒适性，并有利于降低成本。

目前全世界汽车用塑料制品市场规模为450万吨/年，2005年中国汽车需求量为570.7万台，预计2008年将接近1500万台，目前市场需各种塑料25～30万吨/年，若加上社会维修需求量，汽车塑料需求量将达到50～55万吨/年，其中各种专用料约为35～40万吨，聚丙烯及其改性专用料是汽车中应用量最大的塑料品种之一。据国家信息中心预测，2010年中国汽车市场的需求量在800万辆，车用塑料需求量将达到72万吨/年。目前汽车用专用树脂和塑料的国产化程度还很小，国产车塑料部件所用树脂和专用料大部分依靠国外进口，甚至聚丙烯树脂因品种和质量上的原因，也还有相当的进口份额。目前我国汽车塑料占汽车自重的5%～6%，而国外已达13%；而且车用塑料在发达国家已占塑料总消耗的7％～11％，而中国汽车用塑料需求量仅占塑料总需求量的0.4%，每辆汽车塑料用量平均只有14～28公斤，仅占车辆总重的0.35%～0.7%，并且所使用的产品几乎都是泛用塑料。专家预测2009年前后将是我国轿车大规模进入家庭的开始，由此可见，随着我国汽车工业的发展，汽车用塑料市场的前景十分广阔。

目前我国汽车塑料特别是中高档汽车塑料供应严重不足，为汽车工业生产配套塑料制品的厂家仅百十来家，技术力量也很薄弱，产品质量不稳定，远不能满足汽车工业飞速发展的需要。

（三）、熟悉基础树脂的不同牌号的性能指标

一个好的配方设计人员，应该非常了解国内各大石化企业基础树脂的不同牌号和其性能指标，以及各个不同牌号的指标特点及不足，这样在选择基础树脂的时候才能扬长避短，发

挥基础树脂的最好性能。

举例3：

表1 北京燕山石化公司均聚注塑类聚丙烯树脂牌号性能指标

产品牌号

Grade 熔体流动速率Melt Index g/10min

ASTM D11238 密度Density g/cm3

ASTM

D1505 拉伸屈服强度,Yield Strength in Tension Mpa

ASTM D638 断裂伸长率Elongation at Break ％

ASTM D638 弯曲模量Flexural Modulus Mpa

ASTM D790A 悬臂梁冲击强度Izod Impact Strength

KJ/m2

ASTM D256 负载热变形温度,Thermal Distortion Temperature under Load℃ASTM D648 用途

Application

K1003 3.0 0.905 35 >200 1470 3.0 100 通用注塑类产品

Injection molding products for general purpose

K1005 5.5 0.905 35 >200 1470 3.0 100 通用注塑类产品

Injection molding products for general purpose

K1008 10 0.905 35 >200 1470 2.8 100 通用注塑类产品

Injection molding products for general purpose

K1015 14 0.905 35 >200 1470 2.0 100 通用注塑类产品

Injection molding products for general purpose

K1020 20 0.905 35 >200 1470 2.0 100 通用注塑类产品

Injection molding products for general purpose

1300 1.5 0.91 32.0 500 1700 100 机械及汽车零部件

Mechanical and automobile parts

1400 3.0 0.91 33.0 500 1700 100 汽车部件及家具等

Automobile parts and furniture

1700 11 0.91 35.0 500 1700 105 篮子、盘子等一般用途

For general purpose such as basket and plate

表2 北京燕山石化公司共聚注塑类聚丙烯树脂牌号性能指标

产品牌号熔体流动速率

密度

拉伸屈服强度

断裂伸长率％

弯曲模量

悬臂梁冲击强度, Izod Impact Strength KJ/m2

ASTM D256 负载热变形温度℃

用途

-20℃0℃23℃

K7708 10 0.905 25.5 50 1520 3.0 12 110 洗衣机部件、汽车零部件等

Washing machine parts, automobile parts

K7726 29 0.905 24.5 50 1320 2.3 5.5 105 洗衣机桶及部件、汽车零部件等

Washing machine barrel and parts, automobile parts

K7735 40 0.905 24.5 50 1320 2.3 5.0 105 洗衣机桶及部件、汽车零部件等

Washing machine barrel and parts, automobile parts

1647 10 0.91 24.0 50 1500 3.0 8.0 110 耐高冲击的洗衣机底座、汽车部件等

High impact washing machine base, automobile parts

1947 28 0.91 25.0 50 1500 3.0 5.5 110 耐高冲击的洗衣机桶及汽车零部件等

High impact washing machine barrel, automobile parts

1947H 38 0.91 25.0 50 1500 3.0 5.5 120 耐高冲击的洗衣机桶及汽车零部件等

High impact washing machine barrel, automobile parts

1240 0.7 0.91 23.0 500 1300 5.0 105 耐高冲击啤酒、饮料瓶箱，吹塑制品

High impact beer bottle, beverage bottle box, blow molding products

1340 1.5 0.91 23.0 500 1300 5.0 105 室外用耐高冲击啤酒瓶箱、汽车部件等

Outdoor high impact beer bottle box, automobile parts

1540 5.5 0.91 23.0 200 1350 5.0 105 耐高冲击容器，汽车、摩托车配件等

High impact containers, automobile parts and motorcycle parts

1740 12 0.91 23.0 100 1350 2.5 8.7 105 抗冲注塑制品，汽车、摩托车配件等

Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts

1940 25 0.91 23.0 50 1350 2.7 5.8 110 抗冲注塑制品，汽车、摩托车配件等

Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts

1940H 38 0.91 23.0 50 1350 2.5 5.5 110 抗冲注塑制品，汽车、摩托车配件等

Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts

熟悉各种填料的特点及使用方法

添加无机填料的目的在于降低材料的收缩率，提高材料的硬度、弯曲模量，降低成本。几种常见的无机填料有：云母、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙等。无机填料粒子形状可分为针状、片状、粒状和球状。

图1是四种填料填充PP试样的表面电镜照片。从图1可以看出，云母、滑石粉填充PP 的表面凹凸不平程度最大，碳酸钙的次之，硫酸钡的相对较小。因此在这几种常用的填料中，硫酸钡对PP的表面光泽度影响最小。

大量的实验证明云母、滑石粉对降低PP的收缩率效果好于硫酸钡和碳酸钙。这可能是因为填料的形状不同，对改变PP的结晶形态及热膨胀性大小不同造成的。云母、滑石粉是片状结构，各向异性程度比粒状、球状的硫酸钡和碳酸钙要大，对PP的结晶和热膨胀系数影响大，因此降低PP的收缩率效果好。

此外，不同填料填充PP力学性能上也存在着差异：

（1）滑石粉、云母对体系弯曲强度和弯曲模量增强效果明显，碳酸钙、硫酸钡的增强

效果较小。这是因为滑石粉和云母是径厚比大的片状材料，对树脂的补强作用大，故使体系的弯曲强度和弯曲模量增幅较大；

（2）

滑石粉、云母使体系常温缺口冲击强度下降，碳酸钙使其变化很小，而硫酸钡使其略有提高。这可能是因为硫酸钡的外观近似于不规则的球状，和滑石粉、云母相比无明显的可引发应力集中的棱角，当有外力作用到硫酸钡粒子时，圆滑的表面能迅速将外力分散并有效地吸收冲击能，起到一定的增韧作用。

虽然滑石粉和云母都能显著降低PP的成型收缩率，但云母比滑石粉还要好些。但是云母填充聚丙烯后使材料的颜色变成棕褐色，产生珠光效果，对于要求浅色的塑料制品很难配色和着色均匀。因此无法使用。

(a)PP/云母(b)PP/滑石粉

(c)PP/碳酸钙(d)PP/硫酸钡

图1不同填料在PP中的形态

另外，填料的细度和产地对材料的性能影响也需要注意：

表3不同细度、不同产地滑石粉填充聚丙烯的性能比较

项目弯曲模量MPa弯曲强度MPa热变形温度℃成型收缩率% 光泽度%

纯PP 1294 35.6 138 1.02 81.1

滑石粉325目2798 49.3 155 0.7 46.1

滑石粉800目3046 58.1 155 0.7 47.6

滑石粉1250目3214 60.5 155 0.7 55.4

表

3表明：滑石粉可以提高材料的弯曲模量和热变形温度，降低成型收缩率；高目数的滑石粉比低目数的滑石粉增强效果好，且光泽度也好于低目数的滑石粉。这是由于滑石粉的目数越高，平均粒径越小，在PP中的分散效果越好的原因。此外，高目数的滑石粉白度较低目数的好，这可能是因为高目数滑石粉杂质含量低。因此，辽宁海城1250目滑石粉被选为降低聚丙烯成型收缩率最好的无机填料。

熟悉各种助剂的特点及使用方法

塑料助剂是指

从树脂合成到制品成型整个过程所涉及的各种化学品和添加剂。由于塑料制品的生产一般包括树脂合成和加工成型两个过程，因而塑料助剂实际上分为合成助剂和加工助剂两大体系。合成助剂适用于树脂的合成过程，主要涉及催化剂、引发剂、乳化剂、悬浮剂、分子量调节剂、终止剂、阻聚剂和防粘釜剂等。其作用是引发、终止、阻聚聚合反应，控制聚合反应的速度和方向，提高选择性和转化率，调节树脂的分子量范围和分布，改善聚合条件，确保反应的顺利进行。一般很少带入树脂和制品中，习惯上划归合成工艺讨论，不在塑料助剂的统计范畴。加工助剂是指用于制品成型过程，旨在改善树脂的加工性、稳定性以及赋予制品阻燃、抗静电、柔软、轻量、抗冲击等特殊功能的添加剂或化学品。与合成助剂相比，加工助剂涉及类型多，化学物质范围广，改性机理复杂，是构成塑料加工的三大基本要素（树脂、助剂、机械）之一。因此，现代塑料助剂的含义实际上是专指塑料加工助剂。

尽管塑料加工助剂分类方法多样，但以功能和改性目的为依据的分类方法最为直观和普遍。根据功能和改性目的，塑料助剂一般分为稳定化助剂、加工改性助剂和功能化助剂三个基本体系。

塑料助剂门类庞杂，品种繁多，这需要大家花时间和精力去总结和熟悉，熟悉各种助剂的特点及使用方法，也是配方设计过程中经常用到的基本功。比如在配方设计中常用到的助剂有：内、外润滑剂、抗氧剂、紫外吸收剂、增韧剂等。

这次培训班是以改性聚丙烯类汽车专用工程塑料为主题。在聚丙烯中如何增韧就是一个不可避免的课题，在聚丙烯增韧中经常使用到不同的增韧剂。因此就以经常使用的几种增韧剂为例。

例4：增韧剂

EPM

弹性体（乙烯—丙烯共聚物，具有饱和聚亚甲基链）最早是由Exxon公司于1961年底，在美国路易斯安娜州生产出商业产品的。1963年

初，Montedison公司于意大利开始了全面商业生产。由于EPM是由单烯烃聚合成的，这种共聚物基本上是饱和的，需要用过氧化物或过氧化物—硫磺硫

化体系硫化。

EPDM弹性体由乙烯、丙烯及少量（3%~12%）的非共轭二烯烃共聚而成。Montecatini 在1963年开始商业化生

产，Exxon公司在1963年底生产出EPDM，DuPont公司也于1963年底开始生产EPDM，Uniroyal于1964年开始生产。日本开始

生产EPDM的时间为：住友商社在1969年，JSR和三井公司在1970年开始生产。EPDM 在饱和主链上的侧链有足够的不饱和性，可以用硫磺硫化。

POE

是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物，由美国DOW化学公司采用茂金属催化剂使乙烯和辛烯聚合而得的一种热塑弹性体。POE的特性:非常窄的分子质量分布和一定

的结晶度，使其既具有弹性体的性能又能像热塑性塑料一样便于加工；有较高的剪切敏感性和熔体强度，加之与其他聚烯烃相容性好，可以实现高挤出速率；没有不饱和双键，耐候性能优于其他弹性体，在低温下仍有较好的韧性。与应用较广泛的EPDM 相比，POE的内聚能低，无不饱和双键，耐候性更好，其表观切变黏度

对温度的依赖性更接近PP，故相容性较好，加工温度范围较宽。由于POE既具有橡胶的弹性又具有塑料的刚性，与PP共混时更易得到较小的弹性体粒径和较窄的粒径分布，增韧PP的同时能保持较高的模量、拉伸强度及良好的加工流动性，因而增韧效果更好。

SBS是由丁二烯、苯乙烯组成的具有三维层状结构的嵌段共聚物，该弹性体兼具硫化橡胶和热塑性塑料的性能。SBS与PP能显著提高PP高低温冲击强度。PP/SBS共混物的冲击强度随SBS用量的增加而增大，其他机械性能则随SBS用量的增加而降低。

表4：两种增韧剂对PP共混改性效果

测试项目单位测试标准

弹性体名称

SBS POE

熔体流动速率g/10min D1238 10.3 12.9

拉伸屈服强度MPa D638 24.4 24.9

拉伸断裂强度MPa D638 11.9 9.1

断裂伸长率% D638 92.0 233

弯曲强度MPa D790 29.9 29.2

弯曲模量MPa D790 1464.3 1463

缺口冲击强度23℃J/m D256 91.3 229.0

-20℃J/m D256 34.5 42.3

关于增韧剂在聚丙烯体系普遍有以下几点可以供大家参考：

1、不同增韧剂对PP的物理机械性能的改性效果

从表4可见，PP/POE体系与PP/SBS体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量比较接近，而PP/POE体系的常温和-20℃的缺口冲击强度都高于PP/SBS体系。这是由于POE与聚丙烯的相容性好，与PP共混时易得到较小的弹性体粒径和较窄的粒径分布，同时POE中柔软的侧已基在分子间起到一种联结、缓冲、减少银纹因受力发展成裂纹的缘故。

2、增韧剂对PP的流动性的改性效果

由表4还可以看出，PP/POE体系的熔体流动速率明显高于PP/SBS体系，主要原因是POE 在其加工范围内与PP有更近的熔体黏度，POE与PP的相容性更好。

3、增韧剂含量对共混体系的影响

表5为POE含量对共混物性能的影响。表3的数据表明：随着POE含量的增加，共混体系的缺口冲击强度（23℃和-20℃）提高，而弯曲强度和弯曲模量下降，这是由于POE呈分散相分散在PP的基体中，POE含量越大，分散相粒子越多，吸收外部冲击能量的粒子也越多，因而冲击强度越高。由于POE自身的刚性非常低，所以随着POE含量的增加，弯曲强度和弯曲模量下降。

表5：PP/POE共混体系中POE含量的影响

含量份缺口冲击强度/J/m 弯曲强度弯曲模量

23℃-20℃

5 168.4 37.4 31.0 1590

6 180.6 40.5 29.9 1518

8 229.0 42.3 29.2 1463

熟悉设备和工艺特点

我以前写过一篇有关塑料改性技术与双螺杆塑机行业的文章，现在网络上到处盗版。其中提到：近年来，我国的塑料行业蓬勃发展，无论从塑料的原料生产，到后加工，其市场的需求增长都十分强劲，双螺杆挤出机作为塑料改性行业的主要设备之一，也得到了快速发展，高转速、高产量、长寿命设计的双螺杆挤出机逐渐成为市场的主流。塑料改性技术在近十年中也取得了较大的进步，尤其在塑料的填充、增强、增韧等方面都得到了广泛的应用，专用料技术受到许多塑料厂家的认同，如：阻燃的电线电缆专用料、耐候、防雾滴农膜母料、汽车专用料、家电专用料以及各种母粒的生产技术等，对我国的塑料行业的发展起到了推动作用。目前国内许多塑料改性技术的研究单位，只重视塑料改性配方的研究，而不重视技术生产的可操作性，以及双螺杆生产设备的适应性，使许多好的技术在应用中出现问题或得不到应用；而有时双螺杆挤出生产厂家只注意机械制造方面的问题，而忽略了具体改性材料的特性，使生产厂家使用该设备却不能生产出满意的产品来。如果将塑料的改性技术和双螺杆挤出设备进行有效的结合就能解决这个问题。就拿碳酸钙填充母粒来说，在技术相同的条件下，好的双螺杆挤出机设备用来生产填充母粒，其母粒的产量和分散性当然就好些，但从配方和螺杆组合的角度着手，好的配方和工艺在单螺杆挤出机上也能生产出性能较好的填充母粒来，（当然实际上不提倡这样）而好的螺杆组合可以使一台普通的直径为60的双螺杆挤出机的24小时的碳酸钙母粒的产量达到8吨左右。

因此熟悉设备和工艺特点，比方说螺杆的组合和工艺条件的设置，对配方设计是有百利而无一害，才能发挥配方的最佳效果，才是一项真正的成熟技术。

积累工艺经验

不多叙述，重视工艺，重视加工工艺经验的积累。就好比一道好菜，配料固然重要，可厨师的炒菜火候同样重要。对碳酸钙填充母料行业来说，大家感受一定颇深，一样的配方，不一样的搅拌工艺，出来的产品质量相差天壤之别，这就是一个很好的例子。

熟悉塑料各项测试方法及标准

一个合格的配方设计人员必须熟悉塑料的各种测试方法和制样方法，这样才能使他不至于在做完实验后，面对一堆实验数据而无所适从。有许多改性塑料企业问我ASTM和GB标准的数据区别；也有许多的改性塑料企业只有GB标准，在拿到以ASTM为标准的订单时无所适从，这些都反应了对测试标准及方法方面知识的缺乏。因此作为改性塑料的企业和科研人员，必须对测试的标准和方法有一个基本的详细的了解。下面举一个大家都很熟悉的熔体流动速率的例子，可以看出对测试标准和方法的了解对配方设计的重要性。

举例：何谓塑料的「MI」值？

MI的全名为「熔体流动指数」(Melt Flow Index)，简称「熔融指数」(Melt Index)，是一种表示塑料材料加工时流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(Du Pont)惯用的鉴定塑料特性方法制定的，其测试方法是使塑料颗粒在一定时间（10min）内，一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化为塑料流体，通过直径2.1mm圆管所流出的克数。其值越大，表示此塑料材料的加工流动性越好，反之则越差。最常使用得测试标准为ASTM D1238，该测试标准的量测仪器-熔融指数计(Melt Indexer)的结构如下：将待测高分子（塑料）原料置入小槽中，槽末接有细管，细管直径为2.095mm，管长度为8mm。加温至某温度后，原料上端由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内被挤出的重量，即为该塑料的熔融指数。所以有时您会看到如下的表示法25g/10min，简化的表示其MI为25，即是在10分钟内挤出25g之意。常用塑料的MI值大约介于1~25之间，MI 愈大，代表该塑料原料黏度愈小及分子重量愈小。而MI愈小，代表该塑料黏度愈大及分子重量愈大。

因此，只有你充分的了解到熔融指数，才能对你如何从配方上调整熔融指数有更多的启示。以PP为例，你可以加入一些过氧化物来降低聚丙烯的分子量从而提高它的熔融指数。

七、熟练查阅各种文献尤其是英文的论文和专利

许多在校的学生和老师十分注重查阅各种文献，具体的生产企业就很少这样做。具体的原因很多，有的直接说不会查；有的说没有条件去查。我看都不是理由，不会查你可以学呀，没有条件的吗？现在网络十分发达，一般都可以找到你需要的。希望大家记住：查文献并不耽误你的宝贵时间，恰恰可以节约你的宝贵时间，因为你看到的都是一些间接经验。

要想使自己的产品在技术上是国际先进的话，就多查阅一些英文的专利和文献吧！这点不是每个企业和技术人员都能做到的，力所能及吧！

八、最后一点，也是最重要的一点，多做试验，越多越好，并学会总结

当你具备了以上六点的条件以后，是不是就能够设计出很好的配方和产品来呢？我看还不行，还需要长期的实验和经验的积累。仅有理论知识，没有具体的实验经验，是做不出好的产品来的，有许多专家和学者，他有许多好的想法，但是没有反复用实验去验证，因此许多好的想法不能在具体生产中得到应用，不能不说是一种遗憾。

多做实验，不要怕失败，做好每次实验的记录。有的一线的技术人员，就某个项目做了许多实验，可能结果并不是很成功，因此整个实验过程并没有详细的记录。对经验的积累是最不好的。可能很长时间以后下一次开发别的项目，要用到一些数据正是上次做过的，你就

只好重做了。成功的实验经验就更应该详细的记录了，不然损失就更大了。因此成功的或是失败的实验，都要有详细的记录，希望大家养成这个好的习惯。

学会总结每次实验的数据和经验。有的人实验做了详细的记录了，可是他不会总结，这就使实验的效果打了许多折扣。善于总结每次的实验数据，找出它们的规律来，可以指导实验，取到事半功倍的效果。并且在以后写论文的时候用起来十分方便。

这些都是我的一些心得体会，希望对大家有用！

最后祝在座的各位都成为改性塑料的专家！

聚合物合成工艺学思考题及其答案资料

第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用

聚合物合成工艺复习

聚合物合成工艺（1～20章） 1、高分子合成工业的任务：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； 、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。 、原料准备与精制过程：包括原料（单体、溶剂、助剂等）贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备。 、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。 、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。、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 、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；喷雾干燥分离。 、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。、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。 、在聚合物生产过程中反应器上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.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；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处理过程差异很大。 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)经济性的考查。 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；

高分子材料在各领域的应用与前景

200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用 （1）高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、

“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为

聚合物合成工艺学思考题及其答案word精品

1. 简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程；包括单体、溶剂、去离子水等原 料的贮存、洗涤、精制、干 燥、调整浓度等过程和设备。 (2)催化剂(引发剂)配制过程；包括聚合用催化剂、引发剂和 助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。 釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备 收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程 与设备。 输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设 备。 和溶剂的回收与精制过程及设备。 2简述连续生产和间歇生产工艺的特点 优点是反应条件易控制， 升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便 于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。 缺点是反应器不 能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续 不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、 机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率 高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的 主要差别是什么？ 答：合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡 胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离， 一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中， 以胶粒 的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易 粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥， 而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥 剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答：高分子合成工业中：废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使 用的气体；污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的 废水；废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物 .。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露， 并且加强监测 仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施， 使废气减少到容许浓度之下。 对于 三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中， 不得已时则考虑它的 利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法， 或采用密 闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量， 有针对性地回 收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1、 、作为材料再生循环利用； 2、 作为化学品循环利用； 3、 作为能源回收利用 第一章 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的, 经历了进料、反应、出料、清理的操作。 (3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合 ?(4)分离过程；包括未反应单体的回 (5)聚合物后处理过程；包括聚合物的 (6)回收过程；主要是未反应单体

高分子材料与工程实习报告

南京林业大学 认知实习报告 学院：理学院 专业：高分子材料与工程 姓名：陈凯 学号：101102203 指导老师：陈泳 实习时间：2012年10月22日——2012年10月28日 实习地点：南京林业大学校内 一、目录 二、实习目的和意义 三、实习内容 “聚氨酯材料”讲座 “玻璃钢复合材料”讲座 “玻璃钢复合材料”讲座

参观实验室 三、认知实习总结 一、实习目的和意义 通过认识实习，使学生了解高分子材料的一些典型成型方法，了解高分子材料的应用领域。通过认识实习，学生应该将正在学习的聚合物加工基础、塑料橡胶成型原材料、塑料橡胶成型工艺与设备等专业理论知识与生产实际相结合，进一步理解和深化过去学到的知识为即将要学习塑料橡胶模具设计等课程积累生产实践经验。 二、实习内容 “聚氨酯材料”讲座 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,英文名称是polyurethane，CASNo.：51852-81-4分子式：(C10H8N2O2·C6H14O3)x，它是一种高分子材料。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。反应式如下：-N=C=O+HO-→-NH-COO-，聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。（氰酸说明:H—O—C≡N（正）氰酸H—N＝C＝O（异氰酸）有（正）氰

酸和异氰酸两种。游离酸是二者混合物，未曾分离开业，但其酯类则有两种形式。氰酸是有挥发性和腐蚀性的液体。有强烈的乙酸气味。密度1.14。沸点23.6℃。在水溶液中显示极强酸性。性不稳定，容易聚合。水解时生成氨和二氧化碳。与醇类作用时生成氨基甲酸酯。（正）氰酸酯R—O—C≡N易聚合，并易水解，很难得到纯态物。异氰酸酯R—N＝C＝O或O＝C＝N—R—N＝C＝O，一般是带有不愉快气味的液体。氰酸可由氰尿酸经加热分解而制得。） 聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。 根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。聚醚型聚氨酯主要是针对制备聚氨酯材料中的多元醇定义的，即制备聚氨酯的多元醇完全由聚醚型多元醇或者是在该体系中占有绝大部分。 聚醚多元醇分子结构中，醚键内聚能低，并易旋转，故有它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，虽然机械性能不如聚酯型聚氨酯，但原料体系粘度低，易与异氰酸酯、助剂等组份互溶，加工性能优良。 聚酯多元醇一般所指的是由二元羧酸与二元醇等通过缩聚反应得到的聚酯多元醇。广义上是含有酯基（COO）或是碳酸酯基

齐齐哈尔大学高聚物合成工艺学题库附答案

习题集（348） 第一章绪论（37） 一、判断（10） 1、由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。（+ ） 2、连续聚合特点是聚合反应条件是稳定的，容易实现操作过程的全部自动化，机械化，便于小批量生产。（_ ） 3、进行聚合反应的设备叫做聚合反应器。根据聚合反应器的形状主要分为管式、塔式和釜式聚合反应器。（+ ） 4、本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体不含有反应介质，如果单体几乎全部转化为聚合物，通常不需要经过分离过程。如果要求生产高纯度聚合物，应当采用真空脱除单体法。（+） 5、乳液聚合得到的浓乳液或溶液聚合得到的聚合物溶液如果直接用作涂料、粘合剂，也需要经过分离过程。（_ ） 6、合成橡胶是用物理合成方法生产的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。（_ ） 7、合成纤维通常由线型高分子量合成树脂经熔融纺丝或溶液纺丝制成。加有少量增光剂、防静电剂以及油剂等。（+ ） 8、合成树脂生产中回收的溶剂。通常是经离心机过滤与聚合物分馏得到的。（+ ） 9、高分子合成工厂中最易发生的安全事故是引发剂、催化剂、易燃单体、有机溶剂引起的燃烧与爆炸事故。（+ ） 10、塑料具有取材容易，价格低廉，加工方便，质地轻巧等优点。（+ ） 二、填空（10） 1、根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。 2、离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合与溶液聚合两种方法。 3、在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为非均相溶液聚合。 4、塑料的原料是合成树脂和助剂。 5、塑料成型重要的有：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。 6、高分子合成工业的产品形态可能是液态低聚物、坚韧的固态高聚物或弹性体。 7、高分子合成工业的基本原料为石油、天然气、煤炭等。 8、为使釜式聚合反应器中的传质、传热过程正常进行，聚合釜中必须安装搅拌器。 9、自由基悬浮聚合得到固体珠状树脂在水中的分散体系。可能含有少量反应单体和分散剂。脱除未反应单体用闪蒸的方法，对于沸点较高的单体则进行蒸汽蒸馏，使单体与水共沸以脱除。 10、离子聚合与配位聚合反应得到的如果是固体聚合物在有机溶剂中的淤浆液，但是通常含有较多的未反应单体和催化剂残渣。如果催化剂是低效的，则应当进行脱除。用醇破坏金属有机化合物，然后用水洗涤以溶解金属盐和卤化物。

高分子材料毕业设计

ChuZhou Vocational Technology College 高分子材料应用技术专业 毕业论文 课题名称：多层共挤高阻隔薄膜的工艺流程 学号：QQ：359973519 班级：09级高分子材料应用技术 姓名： DChris 指导教师：老师好 2011年10月30日

目录 摘要 前言 第一章多层共挤高阻隔薄膜的概述 第一节高阻隔薄膜的概念及特点 1.1.1 概念 1.1.2 产品特点 1.1.3 应用方向 第二节高阻隔薄膜产品的成分 1.2.1 阻隔树脂 1.2.2 肉类包装膜（七层高阻隔薄膜）结构分析 1.2.3 EVOH的性能与特点 第三节肉类包装膜 1.3.1 肉品包装的必要性 1.3.2 肉类包装膜产品特点 第二章多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺 第一节多层共挤高阻隔薄膜的工艺介绍 2.1.1 生产工艺 2.1.2 工艺特点 第二节多层共挤高阻隔薄膜的生产原理及设备 2.2.1 原材料的选择和质量控制 2.2.2 生产设备（七层共挤吹塑薄膜的机组设备及型号）第三节肉类包装膜的生产工艺流程 2.3.1 多层共挤包装薄膜（肉类包装膜）成型原理 2.3.2 生产工艺 2.3.3 生产工艺流程示意图及设备 第四节影响阻隔性的主要因素 第三章多层共挤高阻隔薄膜的展望 第一节肉类高阻隔薄膜的发展趋势 3.1.1 肉类高阻隔薄膜的发展及展望 3.1.2 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术的发展趋势第四章多层共挤高阻隔薄膜的总结 指导老师评语 致谢 参考文献

多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺流程设计 摘要 本次的论文主要是讨论和研究多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺及应用方向，并特别举例介绍目前市场上所销售的肉类包装膜（火腿肠），其外包装即为七层共挤薄膜，具有很强的阻气阻油性能，市场需求量也很大。在叙述生产过程的同时，也对高阻隔薄膜的前景进行了分析讨论，目前在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 关键词：多层高阻隔薄膜工艺 前言 改革开放几十年来,我国塑料包装行业得到稳步的高速发展,已经从一个初期分散性的行业发展成为独立的、产品门类齐全的现代化产业体系，对塑料制品的年均需求增长率在不断攀升。塑料制品行业成为了增长速度最快,是具有广阔发展前景的朝阳产业。其中,薄膜是用量最大的塑料包装材料,由于其无毒、质轻、包装美观、成本低的特点,因而应用领域在不断拓展,几乎渗透到工农产品和日常生活用品的各个方面,塑料包装薄膜行业的投资正在快速增长。因此,把握国际、国内塑料包装薄膜的技术和市场发展的总体趋势,对于审时度势地进行前瞻性正确决策具有重要现实意义。 随着社会的发展和人们生活水平的提高,产品的分类越来越细,对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上,而是要根据产品的特点和市场的需求,朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来,技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显,高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标,其包装功能是多样的,除对一般薄膜的抗静电、抗粘连要求外,主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能,如适应香烟和饮料包装挺括性与紧贴性需要的热收缩性、适应蔬菜和水果包装需要的透气性、适应电子元件包装需要的导电性、适应可透视包装需要的高光学性能、适应金属设备和仪器包装需要的防锈性以及日益在食品、化妆品、医药方面广泛需要的阻隔性和抗菌性等,薄膜的功能化提高了产品的附加值。 其中阻隔性塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 近年来,在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长;而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%,尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视,但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用,消费市场巨大,有很大的发展空间,发展速度也很快,国内许多相关企业都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求,认真研究相关的包装市场,找准切入点,以期有所收获。综观阻隔性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有一点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻隔性原料树脂,还是阻隔性薄膜的生产设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然

高聚物合成工艺学重点整理

1．粘釜产生原因、危害及防止措施。 粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。 危害：（1）传热系数下降；（2）产生“鱼眼”，使产品质量严重下降；（3）需要清釜，非生产时间加长。 防止措施：（1）釜内金属钝化；（2）添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等；（3）釜内壁涂极性有机物，防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化；（4）采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰. 清釜；（5）提高装料系数，满釜操作。 减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，（而且生产工厂技术保密，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用）此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可（水压>21mpa）达到清釜目的。 2.高分子合成材料的生产过程 答: 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 3. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。（1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。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。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经抽提（萃取分离）得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。（2）煤炭路线（资源有限，耗能大））煤炭路线（资源有限，耗能大）煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。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。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。（3）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加工为单体。本路线原料不足、成本较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的基础上小量生产某些单体，其出发点是可取的。 4.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响? 答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。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。 影响：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 5.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点? 答: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 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续 6.简述聚氯乙烯PVC悬浮聚合工艺过程 答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合: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

高分子材料在交通运输中的应用

高分子材料在交通运输中的应用 随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强、耐腐蚀、易成型等优点的高分子材料及其复合材料越来越多地在现代交通运输业(包括基础设施建设和海上陆地交通运输工具)中得到广泛的应用。应用于交通运输行业的高分子材料主要包括塑料及其复合材料和橡胶两大类，当然其他以高分子材料为基础原料的材料如胶粘剂、油漆等也大量用于交通运输业，但用量远远低于塑料和橡胶。 ??? 交通运输行业中，目前得到广泛应用的高分子材料主要包括塑料及其复合材料、橡胶、胶粘剂等，本文分别从塑料及其复合材料和橡胶两个方面介绍高分子材料及其复合材料在交通运输行业包括交通运输基础设施和交通运输工具上的应用现状。 一、塑料及其复合材料在交通运输中的应用 ??? 塑料及其复合材料在基础设施建设方面，主要应用于路基、高等级公路的护栏，各种交通标识、标牌；高速铁路的钢轨扣件(包括绝缘板、垫和挡板座等)，轨道的填充材料、弹性枕木等部件。而在交通运输工具方面，应用塑料材料最多的是汽车工业，而在机车上，塑料则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等，在其他类型的交通运输工具上，塑料及其复合材料的应用也越来越广泛。 ??? 1、基础设施 ???（1）公路基础设施 ??? 根据我国公路交通的阶段发展目标，到2010年全国公路总里程将达到210～230万公里，到2020年全国公路总里程将达到260～300万公里，高速公路里程达到7万公里以上。虽然我国高等级公路建设发展迅速，但因交通量大、车辆超载严重、车速快，对路基路面的危害导致我国一部分高等级公路路面损坏现象十分严重，对路基路面的强度和稳定性都提出了更高的要求。 ??? 聚苯乙烯（PS）泡沫板材在国外作为路基填充材料已有30年历史，在美国和欧洲已被普遍采用。PS泡沫板材在公路建设上的应用，可有效改善路面质量，更好地保证道路完好平坦。由于PS泡沫比强度高、质量小、可承受较大的交通负荷、轻质防水，能更有效地防止路面在使用过程中雨雪对路基的侵蚀，提高了防止路面局部塌陷的能力。PS泡沫材料的优异性能能够在一些特殊地段大显身手，如在沼泽地带的路段上用作路基填料，可大大减少路面的沉降及侧压力，利于保持路面的稳定完好及地下排水系统的畅通；用于冻土地区还可减少冰冻现象；在雨雪较多的山地，还可提高坡体的稳定性，使坡体变得稳定坚固，能有效减少山体滑坡现象的发生。用聚苯乙烯泡沫板作路基填料的费用低廉，维护工作量和费用也大大降低。另外，路基用PS泡沫板还可以采用包装材料的回收料来制作，为包装废弃物寻找了一个合理的去处。尽管我国开发路基用聚苯乙烯泡沫板材才刚刚起步，但在沪宁高速苏州段路基上的应用已经为我们展示了良好的市场前景。 ??? 高等级公路防护栏也是塑料及其复合材料应用的一个重要方面。现在高等级公路使用的防护栏多用钢材制成，但钢护栏自重大，安装维修不方便；耐腐蚀性差，易受汽车尾气的严重侵蚀；标识能力差，且耐撞击性能也有待提高。所以，现在很多国家都在大力研究塑料复合材料护栏，并已经取得了一些突破性进展。玻璃纤维增强塑料(GFRP)强度高，刚度小，受撞击

聚合物合成工艺

第一章绪论 4. 20世纪50年代，谁发现了可用于高密度聚乙烯和立构规整聚丙烯的合成催化剂？这些催化剂的基本成分是什么？ 5. 21世纪高分子科学与工程学科的重要发展方向是什么？ 6. 简要说明聚合物合成的生产步骤。 第二章合成聚合物的原料路线 4. 石脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料？其中的加 氢工艺是为了除去哪些有害物质？ 5. 什么是C4馏分？如何通过C4馏分制备1,3-丁二烯？ 10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些？你认为哪些原料路线具有很好的前景。 第三章自由基本体聚合过程及合成工艺 17. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60℃进行本体聚合，试计算正常引发反应、向引发剂转移反应、向单体转移反应三部分在聚合度倒数中各占多少百分比？对聚合度各有什么影响，计算时选用下列数据：[I]=0.04mol/L，f＝0.8，k d＝2.0×10-6s-1，k p＝176L/mol·s，k t＝3.6×107 L/mol·s，ρ(60℃)=0.887g/mL，C I=0.05，C M=0.85×10-4。 18. 为了改进聚氯乙烯的性能，常将氯乙烯（M1）与醋酸乙烯(M2)共聚 得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80％的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺？ 第四章自由基溶液聚合过程及合成工艺 9. 苯乙烯在60℃以过氧化二叔丁基为引发剂，苯为溶剂进行自由基溶液聚合。当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时，引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×

高聚物合成工艺学题集

“聚合物合成原理及工艺学” 习题集 四川大学高分子科学与工程学院 第一章绪论 1.试述高分子合成工艺学的主要任务。 2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。 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。 4.如何评价生产工艺合理及先进性。 5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？ 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。 2.简述石油裂解制烯烃的工艺过程。 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。 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。 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）。 6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？ 7.简述苯乙烯的生产方法。 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？

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？ 2.自由基聚合所用引发剂有哪些类型，它们各有什么特点？ 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？ 4.引发剂的选择主要根据哪些因素考虑？为什么？ 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。 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？ 7.以乙烯的本体聚合为例，说明本体聚合的特点。 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。 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。 10.乙烯高压聚合的影响因素有哪些？ 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。 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。 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。 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

高分子 材料成型 本构方程

本构方程在高分子科学和高分子工程中的应用 (吴其晔，高分子材料流变学) 判断一个本构方程的优劣主要考察： 1)方程的立论是否科学合理，论据是否充分，结论是否简单明了。 2)一个好的理论，不仅能正确描写已知的实验事实，还应能预言至今未知，但可能发生的事实。 3)有承前启后的功能。例如我们提出一个描写非线性粘弹流体的本构方程，当条件简化时，它应能还原为描写线性粘弹流体的本构关系。 4)最后也是最重要的一条，即实验事实(实验数据)是判断一个本构方程优劣的出发点和归宿。实践是检验真理的唯一标准。 对高分子液体流变本构方程理论和实验规律的研究对于促进高分子材料科学，尤其高分子物理的发展和解决聚合物工程中(包括聚合反应工程和聚合物加工工程)若干重要理论和技术问题都具有十分重要的意义。 一则由于高分子材料复杂的流变性质需要精确地加以描述，二则由于高新技术对聚合物制品的精密加工和完美设计提出越来越高的要求，因此以往那些对材料流动性质的经验的定性的粗糙认识已远远不够。 众所周知，高分子结构研究(包括链结构、聚集态结构研究)以及这种结构与高分子材料作为材料使用时所体现出来的性能、功能间的关系研究始终是高分子物理研究的主要线索。与“静态”的结构研究相比，高分子“动态”结构的研究，诸如分子链运动及动力学行为、聚集态变化的动力学规律、

高分子流体的非线性粘弹行为等，更是近年来引人注目的前沿领域。按现代凝聚态物理学的概念，高分子体系被称为软物质(soft matter)或复杂流体(complex fluids)。所谓软物质，即材料在很小的应变下就会出现强烈的非线性响应，表现出独特的形态选择特征。这正是高分子流体的本征特点。如果能精确描述出高分子液体的复杂应力-应变关系，找出这种关系与材料的各级结构间的联系，无疑对高分子凝聚态理论的发展具有重要意义。 在高分子工程方面，当前各种各样新型合成技术及新成型方法、新成型技术(如反应加工成型、气辅成型、振动剪切塑化成型、特种纤维的纺制、新成纤技术等)陆续问世，在每一种技术发展过程中，研究高分子液体(熔体、溶液)的流动规律以及新工艺过程与高分子材料结构性能控制的关系，都是最重要的课题。高分子材料的特点之一是它们的物理力学性能不完全取决于化学结构。化学结构一定的高分子材料可以由于不同的聚集状态(凝聚态结构)而显示出不同性质。在工业上，这不同的凝聚态大多是由于不同的加工成型方法而造成的。因此采用流变本构方程精确地研究和设计成型方法和成型设备，通过在成型过程中对高分子形态的主动控制来获得性能更为优越的新型材料，是高分子工程中的重要热点课题。 要完成这些任务，仅有对高分子熔体和溶液的流动性质粗浅的认识(比如仅仅测量粘度)是不够的。取而代之的是要对大形变下高分子材料的反常的流变性质给出全面的定量的理性描写，要为解决高分子材料合成和加工中出现的流体动力学和应力分析问题提供一种解决问题的手段。目前，高分子流变学的基本原理和方法已深入到高分子科学研究和高分子材料合成和加工工程的各个领域。许多领域中，如高分子材料设计、配方设计、模

聚合物合成工艺学习题

名词解释 Ziegler-Natta催化剂：中文译名“齐格勒-纳塔”催化剂，由三乙基铝与四氯化钛组成，是一种优良的定向聚合催化剂。催化剂又称触媒,可以组合成Ziegler-Natta触媒的化合物种类相当多，Ziegler-Natta触媒可由下列的化合物组合而成：周期表中第IV到第VIII族的过渡金属化合物，和周期表中第I到第III族的金属所组成的有机金属化合物。其中过渡金属化合物为触媒，而有机金属化合物为助触媒。 爆炸极限：可燃物质与空气或氧气必须在一定浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇火源才会发生爆炸，这个浓度范围成为爆炸极限，或爆炸浓度极限 逐步加成反应:某些单体的官能团可按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物，但又不会析出小分子副产物，这种反应称为逐步加成聚合反应。 界面缩聚:两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。 工程塑料:是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。 表面活性剂：是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。 乳化剂:能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂 HBL值：用来衡量表面活性剂分子中的亲水部分和亲油部分对其性质所作贡献大小的物理量。 种子乳液聚合：单体原则上仅在已生成的微粒上聚合，而不形成新的微粒，即仅增加原来微粒的体积，而不增加反应体系中微粒的数目。

核-壳聚合：两种单体进行共聚合时，如果一种单体首先进行乳液聚合，然后加入第二种单体再次进行乳液聚合，则前一种单体聚合形成乳胶粒子的核心，好似种子，后一种单体则形成乳胶粒子的外壳。 金属茂催化剂：由过渡金属锆（Zr）与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子（或甲基）形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氯烷组成。 Phillips催化剂活化处理：400～800℃温度下，于干燥空气中进行活化，使铬原子处于Cr+6状态。 熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在10分钟内通过标准毛细管的重量值，以（g/min)为单位。 聚合反应的操作方式：间歇聚合：分批生产，适于小批量生产；连续聚合：自动化程度高，质量稳定，适合大批量生产。聚合反应器：管式、塔式、釜式、特殊形式；反应热排除方式：夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反应介质预冷、回流冷凝器冷却等。 1、聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些？适用范围如何？ ①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等； ②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌；平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌；螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用，特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。 2、简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。 —合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大：①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀

聚合物合成工艺学思考题

聚合物合成工艺学思考题 1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些？适用范围如何？ ①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等； ②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌；平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌；螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用，特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。 2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。 —合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大： ①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。 ②后处理过程的差异： 合成树脂后处理方框图： 干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品 潮湿的粉状 粒状塑料均匀化 干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料 制品 合成橡胶后处理方框图： 潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品 3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？ ①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。 ②对于三废的处理，首先在进行工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地进行回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。不能用清水冲淡废水的方法来降低废水中有害物质的浓度。 ③一种可燃气体、可燃液体的蒸汽或有机固体和空气混合时，当达到一定的浓度范围，遇火花就会引起激烈爆炸。可发生爆炸的浓度范围叫做爆炸极限。 4、简述乙烯在高聚物合成方面的重要性。 —乙烯可以合成各种单体，从而得到各种合成树脂与合成橡胶。 例如： CH2=CH2—聚乙烯CH2=CH2+CH3-CH=CH2—乙丙橡胶

第四章 高分子材料的配方设计

高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering
青岛科技大学材料科学与工程学院 材料物理教研室
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高分子材料加工工艺
第四章 高分子材料的配方设计
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Contents
高分子材料制品设计的一般原则和程序
高分子材料配方设计
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第四章 高分子材料的配方设计
需求是高分子材料研究、开发的原动力，汽车轻量化、火 车提速、宇宙揭秘、海洋开发等都对高分子材料提出了新的要 求。 研制新的高分子材料，实现产业化、开发产品的新价值， 造福于人类，是高分子材料科学与技术工作者的职责。另一方 面，高分子材料的性能是左右其工业价值的重要因素。 高分子化合物的结构与性能、材料的组成是影响材料性能的 主要因素；制造方法对材料性能具有一定的影响。
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在配方设计时，需注意以下因素对材料性能的影响： ? 制样条件(成型方法、成型条件、试样形状等) ---例:当采用注射成型、挤出成型和模压成型制作试样 时，成型压力依次递减，试样的分子取向程度也依次递减， 结果性能也不同； ---如:注射成型时，料筒和模具的温度越高，试样分子取 向的程度越低。 ---对于薄的试样，由于表面层所占的比例较大，其对拉伸 强度等的影响比厚试样的大。 ---对于结晶性高分子，成型条件不仅影响分子取向，而且 也影响结晶性，对性能的影响较显著。
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? 性能测试条件 如：升温速度、作用力的形式及速度)。 ?外界因素 如：温度、湿度、使用环境及光的波长等，如耐热性受氧 的影响大；耐候性受光，尤其是紫外光的影响显著。 一方面，制品对性能的要求是多方面的，也是干差万别 的；另一方面，测定的性能是受制样条件、测试条件及外界 因素等影响的相对值。 作为从事高分子材料成型加工技术人员必须了解这些影 响因素，并在制品的设计和配方设计时充分考虑到这些影 响。
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