高聚物合成工艺学习题

FinalrevisiononNovember26,2020高聚物合成工艺学习题第一章绪论塑料、合成橡胶和合成纤维被称为三大合成材料。高分子合成材料可分为塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料和粘合剂等。五大通用塑料是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂。五大工程塑料是聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和热塑性聚酯。三大合成纤维是聚酯纤维（涤纶纤维）、聚丙烯腈纤维（腈纶纤维）和聚酰胺纤维（绵纶或尼龙纤维）。塑料的原料是合成树脂和添加剂（助剂）。高分子合成材料最主要的原料是合成树脂和合成橡胶。合成橡胶制造橡胶制品时加入硫化剂的作用是使线形合成橡胶分子变成松散的交联结构塑料生产中稳定剂的作用是防止成型过程中高聚物受热分解或老化。润滑剂的作用是在高聚物成型过程中附着于材料表面以防止粘着模具，并增加流动性。大型高分子合成生产装置的过程可分为：原料准备及精制、催化剂配制、聚合反应、分离、聚合物后处理、溶剂回收等。核心是聚合反应过程。根据反应机理不同，高分子聚合反应可分为连锁聚合和逐步聚合；根据单体和产物组成和结构的不同可分为加聚反应和缩聚反应。绝大多数烯烃加聚反应属于连锁聚合，而缩聚反应为逐步聚合。加聚反应可分为自由基聚合和离子聚合及配位聚合反应。自由基聚合的实施方法主要为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。离子聚合及配位聚合反应实施方法本体聚合、溶液聚合和淤浆聚合。缩聚反应实施方法熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚。高分子合成工业的任务是将简单的有机化合物，经聚合反应使之合成为高分子化合物。高分子化合物生产评价的内容包括：生产方式、产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水平考查。废旧塑料回收利用的方式及其特点。作为材料再生循环利用：再处理后降级使用；作为化学品循环利用：降解，高温裂解或催化裂解；作为能源回收利用：粉碎作燃料第二章生产单体的原料路线石油是生产重要基本有机化工原料乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯（通称“三烯三苯”）的原料。石油裂解气经分离可得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯；石油炼制产生的液体经加氢催化重整可转化为芳烃，萃取分离可得苯、甲苯、二甲苯等。煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚等。轻柴油裂解渴生产乙烯和丙烯。石油裂解炉出口设置急冷锅炉的目的是终止烯烃二次反应，防止烯烃产量降低，同时防止结焦生炭堵塞炉管。石油裂解气精致分离的方法有：深冷分离、吸收法、吸附分离法、络合物分离法。芳烃提取常用溶剂为含水的二甲亚砜溶液或环丁砜溶液。石油炼制和液态烃高温裂解过程中会产生容易液化的C4组分，作为制取丁二烯的原料。轻柴油裂解产物主要是丁烯和丁二烯，丁烷很少，炼厂气中不含丁二烯，主要是丁烷和丁烯。一般精馏法不能从裂解气中抽取丁二烯，而是采用萃取精馏法。溶剂主要有：二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮。萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。其原理为：向恒沸点或挥发度相近的液体混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂，以增大各组分挥发度差异，使相对挥发度变大的组分可从精馏塔顶部馏出，变小的组分随溶剂从塔底流出，实现分离。典型塑料、合成橡胶的单体：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。煤中的有机物主要有C、H、O、及少量N、S、P等元素。分子结构随煤化程度的加深越来越复杂。以芳核结构为主，还具有烷基侧链和含氧、氮、硫的基团，近似组成为(C135H97O9NS)n。煤转化的途径包括：气化、液化和焦化煤气化是一个热化学过程，指以氧气、水蒸汽或氢气等为气化介质（气化剂），在高温条件下，通过化学反应把煤或煤焦（半焦）中的可燃部分转化为气体的过程。所得气体称为煤气包括CO、H2和CH4。液化是煤转化为液态产物（包括芳烃、烷烃、脂肪烃等油品）的过程。液化目的是将煤转化为发动机燃料和化工原料。有两个途径：直接液化和间接液化。直接液化是高温高压下，煤与氢气反应转化液体油类的过程。产品有芳烃、环烷烃及部分脂肪烃化合物。间接液化指使煤气化生成合成气（CO+H2），再由合成气合成液体燃料或化学品的过程。产品主要是脂肪烃化合物。煤的干馏：即热分解或热解，指煤在隔绝空气条件下加热至较高温度，发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。煤热解产物：煤气、焦油及半焦或焦炭。其中煤焦油和焦炭是有机化工原料的主要来源。炼焦（高温干馏）：煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃，可获得焦炭、化学产品和煤气。利用一定压力下气体中各组分的沸点不同，采用低温分离法可实现炼焦煤气的分离。具体操作：逐级冷却，使煤气中各组分依次液化，冷凝温度高的组分先冷凝成液体，冷凝温度低的后冷凝。煤焦油分离方法有：蒸馏、萃取、结晶等，主产品：苯、甲苯、二甲苯、萘、酚及同系物、蒽、菲、咔唑、各种油类及沥青。电石法生产乙炔的反应原理：CaC2+H2O→C2H2+Ca(OH)2。天然气的主要成分为CH4；少量其它烷烃（C<7）、非烃气体N2、CO2、H2S、H2、He，硫醇、硫醚等；微量的烯烃、环烷烃、芳香烃；有害成份：多硫化氢等。第三章自由基聚合生产工艺自由基聚合反应的特点a整个聚合过程分为链引发、链增长、链终止，各步反应速率和活化能相差很大b高分子瞬间形成，并产品的相对分子质量不随时间变化c体系内始终由单体和高聚物组成，产物不能分离d反应连锁进行，转化率随时间的延长而增加e反应是不可逆的。基元反应及反应特征一般表达式：链引发：I→2R（初级自由基；吸热，反应速率小）反应特征：慢引发、快增长、速终止聚合物相对分子量、单体转化率与时间的关系？引发剂：容易分解产生自由基，并能引发单体聚合的物质引发剂的种类（举例）：偶氮类引发剂：偶偶氮二异丁腈、有机过氧化物：烷基过氧化氢　、　　　　　无机过氧化物：过硫酸钾、氧化还原引发体系：过氧化氢—亚铁盐引发剂的半衰期：指引发剂分解至起始浓度一般时所需的时间。不同温度下引发剂半衰期的计算：t1/2=ln2/kd=0.693/kd=0.693/Ade-Ed/RT乳液聚合和水溶液聚合采用水溶性引发剂，本体、悬浮和有机溶液聚合采用油溶性引发剂。如何选择自由基聚合的引发剂:据聚合实施方法，从溶解度角度确定引发剂类型；据聚合温度选择半衰期适当的引发剂，使聚合时间合理；据聚合釜传热能力，确保温控和防爆聚前提下，尽量选高活性引发剂（相同条件分解速率快）；从操作控制的角度，尽量选择复合型引发剂；半衰期：t1/2m[Im]1/2=t1/2A[IA]1/2+t1/2B[IB]1/2;不能与反应体系中除单体以外的其它成分发生反应；安全、易得、廉价在搅拌均匀的反应器中，应使引发剂半衰期与停留时间满足τ=t/6，这样有10%为分解引发剂带出反应器，最为经济合理。一般来说，聚合温度升高，自由基聚合产物平均分子量降低；引发剂浓度升高，分子量降低；无链转移时，单体浓度提高，分子量增加；链转移反应导致分子量降低。分子量调节剂:起控制或调解分子量大小作用的链转移剂（小分子或大分子）。链转移对聚合物的平均聚合度有何影响DP0越大，链转移项影响越显着→需高分子量避免链转移；Cs<<1，无控制、调节分子量的作用→选用Ktr>Ks的化合物作分子量调节剂；Cs越大，其用量越少；Cs一定，聚合度由[S]/[M]决定，而转化率增加，比值减小→反应中应根据产品补加链转移剂；“50%转化率”：链转移剂消耗50%时单体转化率U1/2=100（1-0.51/Cs）；溶液聚合中，C溶剂<<1，[溶剂]>[单体]，须考虑向溶剂转移→产物分子量较其它方法小。工业上应选择链转移反应速率常数Ktr>链增长反应速率常数Kp的化合物作为分子量调节剂。LDPE生产中用丙烷、丙烯、乙烷或H2作链转移剂，控制分子量。丁苯橡胶生产中以硫醇控制分子量。自由基聚合生产中控制产物平均分子量的手段是严格控制引发剂用量，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聚氯乙烯生产中主要是向单体的链转移，故生产中依靠控制反应温度控制产品平均分子量。何谓自动加速现象当自由基聚合到达中期后，随转化率增加，聚合速率自动加快的现象。产生的原因是由于凝胶效应和沉淀效应使链自由基的终止速率受到抑制，链重排由于粘度增大而难以进行，链终止速率常数大大降低，从而使聚合速率加快。后果是体系粘度迅速增大，出现凝胶效应工业生产采用本体聚合方法生产的有：高压聚乙烯LDPE（气相本体聚合）、聚苯乙烯PS（熔融本体聚合）、聚氯乙烯PVC（非均相本体聚合）、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA（本体浇铸聚合）。本体聚合的特点聚合过程无其它反应介质，产品纯度高；工艺简单，设备少，无回收工序；放热反应，放热量较其它聚合方法大，散热是关键；生产速度快，反应温度难恒定，产品分子量分布宽；自动加速现象严重，易产生凝胶效应，阻碍单体完全反应。本体聚合的场所:本体内。反应过程温度难以控制，故产品分子量分布较宽。悬浮聚合的概念:借助机械搅拌和分散剂的作用,使单体以小液滴（直径1～10-3cm）悬浮在分散介质中进行的自由基聚合。体系组成:单体（助剂）、引发剂、水（阻聚剂）、分散剂。聚合场所：单体液滴内部、聚合过程危险期：聚合中期。优点:反应热易移出，温度易控，产品质量稳定、纯度较高；产物相对分子质量较高，粒径可控；工艺与技术成熟，安全、简单、生产成本低。缺点:附有少量分散剂残留物；只能间歇生产，难于连续生产。悬浮聚合分散剂一般作用是防止已被剪切分散的单体液滴和聚合物颗粒重新聚集。分散剂的种类：水溶性高分子（0.05-0.2%）明胶、淀粉、纤维素衍生物、聚乙烯醇、两性或中性共聚物；非水溶性无机粉末：高分散性CaCO3、MgCO3、AlOH等（0.1-0.5%）。作用机理：保护胶类分散剂的作用在于当两液滴相互接近到可能产生凝结的距离时，两液滴之间的水分子被排出而形成了高分子薄膜层，从而阻止了两液滴凝结，或两个相互靠近的液滴之间的液体薄层移动延缓，以致在临界凝结的瞬间内两液滴不能发生凝结。作为保护胶的高分子化合物被液滴表面吸附而产生定向排列，大分子中亲油链段与单体液滴表面结合，而亲水链段则伸展在水中，因而产生空间位阻。无机粉状分散剂是存在于水相中的粉末状物当两液滴相互靠近时，水分被挤出，粉末在单体液滴表面形成隔离层从而防止了液滴的凝结。影响悬浮聚合产物粒子大小及形态的因素：增加搅拌强度，粒径减小；分散剂用量越大，粒径越小；水/单体比增加，粒径减小，颗粒越疏松，但生产能力低，水/单体比减少，粒径增加，易结块，不利于传热。悬浮聚合生产工艺的主要工序为：原料准备、聚合、脱单体、过滤分离、水洗、干燥等。悬浮聚合一般生产过程。加去离子水→搅拌→加分散剂、pH调节剂、助剂（直接加固体物料或其溶液）→投入单体→加热到聚合温度→加引发剂→尽量保持温度恒定至所需转化率，停止反应→干燥→离心分离→聚合物脱水→回收未反应单体→清釜。工业上为解决本体聚合散热困难的问题，除了合理设计反应器外，还采用分段聚合即预聚达到适当转化率，或于单体中添加聚合物以降低单体含量的方法降低单位质量物料放出的热量。工业上应用的聚乙烯抗氧剂为：4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚。催化剂主要是氧和过氧化物，目前后者为主，常用的有过氧化二叔丁基、过氧化十二烷酰、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化3,5,5-三甲基乙酰等。聚合反应条件：温度130~135℃，压力122~303MPa。聚苯乙烯本体生产：单体常用阻聚剂为叔丁基邻苯二酚；引发剂可以用偶氮类、过氧化物类；为了便于去除聚合热和控制反应物料黏度，加有少量溶剂与未反应单体共同发挥溶剂作用，常用的有甲苯、乙苯等。生产工艺。本体法主要产品为通用型PS和高抗冲HIPS注塑料。聚苯乙烯悬浮生产：采用过氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合引发剂悬浮聚合法生产的聚氯乙烯称为S-PVC，乳液聚合和为悬浮聚合生产的称E-PVC，本体聚合生产的为B-PVC。氯乙烯在我国的生产方式主要是乙缺法和乙烯氧氯化法。聚氯乙烯本体聚合：生产工艺分两个阶段，第一阶段，温度62~75℃，单体转化率7~12%，反应30min，以过氧化乙酰基苯己烷硫酰和过碳酸酯为引发剂；第二阶段，引发剂为过碳酸酯、过氧化二月桂酸酰等；反应3~9小时，转化率约40%。采用明胶为分散剂所得PVC为规整圆球状紧密型树脂，采用部分水解的PVA所得为多孔不规整疏松型树脂。聚氯乙烯悬浮：去离子水为分散介质；主分散剂起控制颗粒大小作用，主要为（纤维素醚）羟丙基甲基纤维素和部分水解（80±1.5%）的PVA；辅助分散剂作用是提高颗粒的孔隙率并使之均匀，主要是小分子表面活性剂和低水解度PVA，常用非离子型脱水山梨醇但月桂酸酯。常用链转移剂为硫醇，如巯基乙醇。为了减少PVC树脂中所含结实圆球状树脂数量，可加苯甲醚的叔丁基、羟基衍生物作为抗鱼眼剂。聚合工艺。工业上，生产软质聚氯乙烯所料制品用树脂，转化率一般为85%停止反应，生产硬质树脂，转化率一般为90%。聚乙烯产品分子量取决于聚合温度，转化率越高颗粒孔隙率越低。聚甲基丙烯酸甲酯本体：有机玻璃生产的两个阶段是预聚合和模型中聚合。预聚引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰等，反应温度80℃，转化率20~50%。聚合后期温度不可超过单体沸点100~101℃，否则制品中有形成气泡。PMMA悬浮聚合：以粉状无机盐，主要是碳酸镁、碱式碳酸镁。其原因是易于酸洗，不会污染产品颗粒，且可以合理提高聚合温度。反应生成的聚合物如溶解于所用溶剂中为均相溶液聚合、生成的聚合物不溶于溶剂中沉淀析出为非均相（或沉淀）溶液聚合溶剂对溶液聚合的聚合活性的影响主要体现在：有无诱导分解、链转移和对聚合物溶解能力溶液聚合生产过程包括那些工序原料准备、聚合、单体回收、过滤→聚合物溶液、（浓缩或稀释）蒸馏→聚合物固体、加非溶剂、沉淀、分离干燥（溶剂回收）→聚合物固体。如何控制分子量改变引发剂用量，改变单体/溶剂用量比，添加分子量调节剂等。丙烯腈均相溶液聚合聚合工艺：配料、聚合、脱单体、原液准备，聚合条件：单体：第二、三单体及其作用，配比(94.5-88):5~10:(0.5-2.0)，总浓度17~21%；引发剂：AIBN0.2~0.8%；分子量调节剂：异丙醇0~3%；浅色剂：二氧化硫脲0.5~1.2%单体量；体系pH≈5，聚合温度75-80℃，聚合时间1.5~2h，转化率50~75%。丙烯腈的水相沉淀聚合聚合工艺）：配料、聚合、脱单体、过滤洗涤、造粒、干燥、粉碎，聚合条件：引发剂：水溶性氧化-还原体系，NaClO3-Na2SO3；pH=1.9~2.2，聚合温度45℃，聚合时间1~2h，单体总浓度28~30%，转化率80~85%；添加剂及杂质：少量阴离子表面活性剂可提高反应初速度；微量氧无影响；少量Fe2+可加速聚合；控制产物粒子大小，防止黏釜“结疤”。乳液聚合：单体在乳化剂作用下，在水中分散成乳液状态进行的聚合反应。（液-液乳化体系→固-液乳化体系）。乳化剂：可使不相溶的单体和分散介质形成稳定乳液的物质。临界胶束浓度CMC：表面活性剂形成胶束时的最低浓度。乳化剂的作用：高分散性粉状固体物：吸附于分散相液滴表面，机械隔离；非表面活性剂物质，如蛋白质、糖类：形成坚韧的薄膜；表面活性剂：降低界面张力、界面能，使液滴聚集能力↓；在液滴表面形成规则排列表面层，防止聚集；使液滴表面带相同电荷而相斥，阻止其聚集。乳液聚合过程乳液如何变型得到聚合物油/水→固/水→水/固（相反转而变型）。聚合机理是乳胶粒生成经历了乳胶颗粒成核和颗粒增长两个阶段破乳是的小液珠聚集成团。破乳使固体微粒聚集凝结而沉淀析出。采用什么方法可以使乳液破乳加入电解质、改变pH值、机械破乳、冷冻破乳、稀释破乳。作用：①加入电解质：降低乳胶粒表面动电位，减小斥力②改变pH值：乳化剂失效③机械破乳、冷冻破乳、稀释破乳由乳液聚合动力学研究可知：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。乳液聚合过程为什么加入电解质可增加粒径，超过3×10-3~10-2mol/L会破乳、降低胶乳粘度。对其浓度有何限制：不可超过临界值，因为会产生胶乳微粒凝结而起破乳的作用各种乳液聚合生产操作方式优缺点比较间接操作：胶乳颗粒均匀；共聚物组成变化，以水溶性高的单体为主；冷却系统热负荷不均匀，产量受限。半连续操作：通过控制加料速度，可控制放热速度；共聚物组成和乳胶粒形态可调；可生产高固含量乳胶；易发生向聚合物链转移而产生支链。连续操作：各釜放热量稳定，单位体积成产能力高；聚合条件稳定，产品性能均一；增加最末聚合釜体积，可提高转化率低温乳液聚合丁苯橡胶生产中，聚合体系的构成单体：丁二烯、苯乙烯，纯度>99%；分散介质：水；引发体系：5℃，氧化-还原体系（氧化剂：异丙苯过氧化氢、对孟烷过氧化氢、过硫酸钾、还原剂：亚铁盐；螯合剂：EDTA钠盐；还原剂：雕白块，还原Fe3+）；乳化剂：脂肪酸皂、歧化松香酸皂；分子量调节剂：正（叔）十二烷基硫醇终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠，控制转化率、多硫化钠，消除残留氧化剂；其它：pH调节剂、表面能力调节剂、乳液稳定剂等。聚合工艺配料、聚合、脱单体、破乳凝聚、分离、干燥，工艺条件产品要求：苯乙烯含量23.5%；单体配比：丁/苯进料质量比72/28~70/30；温度、压力：5℃、4~5×102kPa；聚合终点：转化率60%和产物门尼黏度决定，转化率可用γ-射线密度计测定（胶乳密度）；乳胶粒粒径：釜多，各釜停留时间↓，粒径分布↓。种子乳液聚合为提高产品乳液中固体颗粒粒径，在聚合物乳胶微粒存在下，使单体仅在微粒上进行乳液聚合的方法。粒径增长与种子用量如何计算(d/di)3=(G+a)/a=G/a+1。粒径如何控制产品粒径单峰分散时，种子粒径分布要窄；双峰分散时，粒径相差大的两代种子。严格控制聚合条件：控制乳化剂加料速度；添加适量油溶性表面活性剂：十二醇糊用聚氯乙烯树脂的种子乳液聚合生产的配方单体：100份，去离子水：110~150份，乳化剂（十二醇硫酸钠）：0.05~1.0份，引发剂还原剂（亚硫酸盐）：0.01~0.03份，氧化剂（过硫酸铵或钾）：0.05~0.01份，Cu2+（硫酸铜，活化引发剂）：0.01~0.0001份，pH=10~10.5，两代种子（1:2）混合。工艺流程。P275第5章缩合聚合生产工艺1、线型缩聚物生产工艺有何特点a缩聚反应为逐步进行的平衡反应b原料配比将明显影响产品分子量c缩聚物端基的活性基团将影响成型时的熔融粘度d反应析出的小分子化合物必须及时脱除2、黏度稳定剂是使具有活性端基的高分子量缩聚物熔融成型时粘度稳定的一种稳定剂。其作用是与端基中的一个活性基团发生化学反应，从而使缩聚物熔融成型时粘度不再发生变化。3、生产过程及时脱出小分子化合物是为了使缩聚反应向生成高聚物的方向顺利进行。具体方法有薄膜蒸发，溶剂共沸高温加热，真空脱除或通惰性气体带出等。4、单体原料比与反应分率（反应程度）和产品平均聚合度间的关系如何？p111-1125、缩聚反应平衡常数对分子量有何影响？p1126、线型高分子量缩聚物生产中影响分子量的主要因素1单体转化率的高低2生产过程中两种二元官能团单体的摩尔比3反映生成的小分子化合物4反映平衡常数。如何进行分子量控制1生产过程中两种二元官能团单体的摩尔比应严格相等2反映生成的小分子化合物需及时用物理或化学方法除去7、工业实施方法有哪些？各自的定义、主要优缺点及适用范围是工业实施方法有1熔融缩聚，即反应器中的物料在始终保持熔融的状态下进行的缩聚反应。优点是过程简单成本低，缺点是对单体配比要求严格，反应物料粘度高，小分子不易脱除。适用范围是大品种缩聚物。2溶液缩聚，将单体溶解在适当溶剂中进行缩聚反应的方法。优点是反应平稳易控制，缺点是溶剂可能有毒，增加了成本，以及缩聚物分离，精制，回收等工序。适用于单体或缩聚物熔融后易分解的产品生产。3界面缩聚，将可以发生缩聚反应的两种有高度反应活性的单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中使缩聚反应在两相界面进行的方法。优点是反应不可逆，对单体配比要求不高，缺点是必须使用高活性单体。适用于气液相，液液相界面缩聚和芳香族酰胺生产芳酰胺等特种性能聚合物。4固相缩聚，反应温度在单体或预聚物熔融温度以下进行缩聚反应的方法。优点是反应温度低于熔融缩聚温度，反应条件缓和，缺点是原料需要充分混合，要求达一定细度，反应速度低。适用于提高已生产的缩聚物。8、熔融缩聚反应生产工艺的特点？p116-117。后处理的方法：直接纺丝制造合成纤维、进行造粒生产粒料。9、工业生产中，PET合成路线有直缩法、酯酯交换法、环氧乙烷加成法。具体反应如何进行融熔缩聚法的生产流程及工艺条件p36010、尼龙-66合成原理、融熔缩聚过程包括的主要工序：分离工序、闪蒸工序、后反应工序。生产过程的影响因素：两单体摩尔比；反映的可逆平衡特性及温度、压力的控制；分子量稳定剂；尼龙-66熔体的热稳定性；尼龙-66中低分子物的含量。11、预聚物的固相缩聚法如何实现？p124第6章逐步加成聚合物的生产工艺异氰酸酯与醇、水、胺的初级反应，及其产物和异氰酸酯的次级反应。聚氨酯合成原理是什么？主要原料有哪些类型（可具体举例）二异氰酸酯【甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)】和端羟基化合物【聚乙二醇】一步法：二异氰酸酯与醇类直接进行逐步加聚反应，如，己二异氰酸酯+1,4丁二醇→贝纶两步法（预聚体法）：预聚体合成：二异氰酸酯过量，经逐步加聚反应生成含异氰酸酯端基(-N=C=O)的低（或预）聚体聚氨酯有哪些类型线型、嵌段型、交联型。其结构对性能有哪些影响异氰酸酯（ONC-R1-NCO）结构的影响：R1种类：脂肪链→PU光稳定性好，不变黄；芳香链→变黄；R1大小：橡胶机械性能：1,5-萘二异氰酸酯>2,4-TDI。二元醇类型的影响：聚酯型→PU：分子间作用力大，热稳定性、机械性能好；聚醚型→PU：耐低温、柔软。PU分子中软硬段比例的影响。交联键类型的影响：耐热性：酯、醚>>脲、氨基甲酸酯>>脲基甲酸酯、缩二脲试述聚氨酯泡沫塑料的组分二异氰酸酯；多元醇；发泡剂，水当量数＋聚酯当量数＝异氰酸酯当量数异氰酸酯实际加入量为理论值1.0～1.05倍，过多使泡沫硬脆，过少泡沫容易发生老化。发泡密度随（发泡剂）水的增加而降低。催化剂：叔胺类化合物（N,N-二甲基苯胺、三乙醇胺）：催化~NCO与水的反应，加速CO2生成；有机锡类化合物（二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡）：促进链增长反应进行。泡沫稳定剂：Si-C-O型和Si-C型有机硅泡沫稳定剂，作用：降低各组分表面张力，增加互溶性，稳定发泡过程，以得到均匀泡沫微孔结构。开孔剂：增加开孔结构的添加物，直链烷烃或环烷烃（聚丙烯、聚丁二烯、液体石蜡）其他：防老剂、光稳剂、防震剂、增强剂、着色剂等。简述聚氨酯泡沫的发泡原理（以水为发泡剂）聚合物大分子形成，体系变黏；CO2不断产生、聚集，形成气泡→须控制两过程使之相互配合，故采用混合催化剂并加入泡沫稳定剂。与聚氨酯泡沫质量有何关系。试述聚氨酯泡沫塑料合成工艺及特点：生产过程中，一方面发生化学（聚合）反应，一方面发泡（化学法或物理法，或混合法）成型，两者同时进行。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。一步法：主要用于软质泡沫生产，优点：物料黏度小，易输送，工艺简单，投资少，易操作；缺点：投料量须精确，工艺控制难度大。预聚体法：优点：热量分段放出，温度低，易控，泡沫稳定，成品率高；缺点：工艺复杂。PU橡胶的种类有哪些热塑性PU橡胶的结构如何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？聚氨酯涂料的种类、各自的组成及固化机理。聚氨酯粘合剂的种类及粘合原理。聚氨酯纤维的特性有特性：强度好、弹性模量和回弹率高、可防细丝、易染色。氨纶Ⅲ生产过程分哪些步骤？