高聚物合成工藝學(xué)

1、石油開(kāi)采石油開(kāi)采石油加工石油加工基本有機(jī)合成工業(yè)基本有機(jī)合成工業(yè)高分子合成工業(yè)高分子合成工業(yè)高分子合成材料成型加工高分子合成材料成型加工制品制品第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線工業(yè)生產(chǎn)的高聚物按其化學(xué)組成可按如下分類(lèi)：工業(yè)生產(chǎn)的高聚物按其化學(xué)組成可按如下分類(lèi)： (1)(1)加聚型高聚物加聚型高聚物：-烯烴聚合物；乙烯基聚合物，烯烴聚合物；乙烯基聚合物，二烯烴類(lèi)聚合物等。二烯烴類(lèi)聚合物等。 (2)(2)逐步聚合型高聚物逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯類(lèi)、有機(jī)硅聚合物、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。

2、類(lèi)、有機(jī)硅聚合物、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。單體的來(lái)源：?jiǎn)误w的來(lái)源： 高分子合成材料廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門(mén)或作為日高分子合成材料廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門(mén)或作為日常生活用品。要求原料來(lái)源豐富、成本較低。而原常生活用品。要求原料來(lái)源豐富、成本較低。而原料單體的成本卻占很大的比重，所以要求單體的生料單體的成本卻占很大的比重，所以要求單體的生產(chǎn)路線要簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟(jì)合理。產(chǎn)路線要簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟(jì)合理。 當(dāng)前最重要的原料來(lái)源路線有：當(dāng)前最重要的原料來(lái)源路線有： 1.石油化工路線石油化工路線2.煤炭路線煤炭路線3.其他路線其他路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體

3、的原料路線2.1 石油化工路線石油化工路線原油：從油田里開(kāi)采出來(lái)的沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理的石油。分為原油：從油田里開(kāi)采出來(lái)的沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理的石油。分為石蠟基石油，環(huán)烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。石蠟基石油，環(huán)烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。油田油田 原油原油危害：危害：水水-浪費(fèi)燃料浪費(fèi)燃料 鹽鹽-腐蝕設(shè)備腐蝕設(shè)備處理：處理：脫水脫水 脫鹽脫鹽雜質(zhì)成分：雜質(zhì)成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類(lèi)水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類(lèi)第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線石油分餾產(chǎn)品：石油分餾產(chǎn)品：原油原油常壓蒸餾常壓蒸餾低沸點(diǎn)低沸點(diǎn)汽油汽油煤油煤油柴油柴油高沸點(diǎn)高沸點(diǎn)減壓蒸餾減壓蒸餾石油氣石油氣柴

4、油柴油瀝青瀝青燃料油燃料油石蠟石蠟潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線石油裂解：石油裂解： 在一定條件下，把分子量大在一定條件下，把分子量大, 沸點(diǎn)高的烴斷裂為分沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子量小、沸點(diǎn)低的烴的過(guò)程。子量小、沸點(diǎn)低的烴的過(guò)程。如：如：C16H34 C8H18+C8H16C8H18 C4H10 + C4H8 C4H10 CH4+C3H6C4H10 C2H4+C2H6石油有熱裂化和催化裂化兩種石油有熱裂化和催化裂化兩種第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線熱裂解熱裂解催化裂解催化裂解目的目的:提高汽油的質(zhì)

5、量和產(chǎn)量提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量目的目的:提高汽油的產(chǎn)量提高汽油的產(chǎn)量缺點(diǎn)：溫度過(guò)高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象缺點(diǎn)：溫度過(guò)高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象催化劑：硅酸鋁，分子篩催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）（鋁硅酸鹽）第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線石油的催化重整石油的催化重整支鏈化支鏈化:提高汽油質(zhì)量提高汽油質(zhì)量環(huán)化環(huán)化:生產(chǎn)芳烴生產(chǎn)芳烴催化劑：催化劑：Pt Re 第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線 石油經(jīng)裂解、重整分離可以得到烯烴、丁二烯和芳石油經(jīng)裂解、重整分離可以得到烯烴、丁二烯和芳烴、苯、甲苯、二甲苯等。它們是重要的烴、苯、甲苯、二甲苯等。它們是重要的 基本有機(jī)原料，基本有機(jī)原料

6、，而烯烴中的乙烯、丙烯和丁二烯，則又是重要的單體。而烯烴中的乙烯、丙烯和丁二烯，則又是重要的單體。從這些基本有機(jī)原料從這些基本有機(jī)原料 可以合成各種單體。從而得到各種可以合成各種單體。從而得到各種合成樹(shù)脂與合成橡膠。合成樹(shù)脂與合成橡膠。第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線CH2=CH2CH3CH=CH2CH2ClCH2Cl聚乙烯乙丙橡膠CH2=CHClCH3COOHO2O2CH2=CH OOCCH3+ +Cl2聚氯乙烯+ +聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇維尼綸樹(shù)脂C6H6AlCl3H2CH2=CHC6H5聚苯乙烯ABS樹(shù)脂丁苯橡膠O2CH2CH2O聚氧化乙烯CH2OHCH2OH滌綸樹(shù)脂第二

7、章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線丙烯聚丙烯乙丙橡膠聚丙烯腈丁腈橡膠碳纖維聚丙烯酸聚丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯酚醛樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂丙烯腈丙烯酸第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線2.2煤炭原料路線煤炭原料路線煤的開(kāi)采煤的開(kāi)采第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線煤炭是我國(guó)能源的主要提供者2002中國(guó)能源生產(chǎn)總量（以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）中國(guó)能源生產(chǎn)總量（以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）16.03億噸億噸24.6632.80億噸億噸2003202013.9億噸億噸煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占59.463.2%高聚物單體合成路線的轉(zhuǎn)變目前，我國(guó)正處在向石油化工路線轉(zhuǎn)變的過(guò)程中目前

8、，我國(guó)正處在向石油化工路線轉(zhuǎn)變的過(guò)程中國(guó)際趨勢(shì)：第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線2.3其他原料路線其他原料路線主要以農(nóng)副產(chǎn)品或木材工業(yè)副產(chǎn)品為基本原主要以農(nóng)副產(chǎn)品或木材工業(yè)副產(chǎn)品為基本原料，直接用作單體或經(jīng)化學(xué)加工為單體。料，直接用作單體或經(jīng)化學(xué)加工為單體。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：充分利用自然資源、變廢為寶充分利用自然資源、變廢為寶 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只能小量生產(chǎn)某些單體；只能小量生產(chǎn)某些單體； 原料不充足、成本較高。原料不充足、成本較高。1.

9、 糠醛糠醛 糠醛是從農(nóng)副產(chǎn)品中提煉的最重要的單體，由稻草、米糠糠醛是從農(nóng)副產(chǎn)品中提煉的最重要的單體，由稻草、米糠和棉籽殼等農(nóng)副產(chǎn)品制得。和棉籽殼等農(nóng)副產(chǎn)品制得。 稻草、米糠和棉籽殼中所含的五碳多糖經(jīng)酸性水解生成五稻草、米糠和棉籽殼中所含的五碳多糖經(jīng)酸性水解生成五碳糖再經(jīng)脫水反應(yīng)生成糠醛。碳糖再經(jīng)脫水反應(yīng)生成糠醛。 糠醛和丙酮縮聚可得糠醛糠醛和丙酮縮聚可得糠醛-丙酮樹(shù)脂，糠醛和苯酚縮聚可得丙酮樹(shù)脂，糠醛和苯酚縮聚可得糠醛糠醛-苯酚樹(shù)脂，糠醛和糠醇縮聚可得糠醛苯酚樹(shù)脂，糠醛和糠醇縮聚可得糠醛-糠醇樹(shù)脂，糠醛加糠醇樹(shù)脂，糠醛加氫得糠醇，后者和甲醛縮聚可得糠醇?xì)涞每反?，后者和甲醛縮聚可得糠醇-甲醛樹(shù)脂

10、。甲醛樹(shù)脂。 第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線糠醛樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，主要用來(lái)制造耐酸涂層和耐酸膩?zhàn)拥?。第二章第二?生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線2. 纖維素纖維素 C6(H2O)5n 植物的主要化學(xué)成分是纖維素。棉花纖維的纖維素含量最植物的主要化學(xué)成分是纖維素。棉花纖維的纖維素含量最高。木材經(jīng)化學(xué)加工脫除膠質(zhì)和木質(zhì)素等，得到的紙漿也是較高。木材經(jīng)化學(xué)加工脫除膠質(zhì)和木質(zhì)素等，得到的紙漿也是較純粹的纖維素原料。純粹的纖維素原料。 一個(gè)纖維素大分子中含有三個(gè)羥基，其為反應(yīng)性基團(tuán)，在一個(gè)纖維素大分子中含有三個(gè)羥基，其為反應(yīng)性基團(tuán)，在適當(dāng)?shù)臈l件下可進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，形成新

11、的聚合物。適當(dāng)?shù)臈l件下可進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，形成新的聚合物。第二章第二章 生產(chǎn)單體的原料路線生產(chǎn)單體的原料路線纖維素的典型反應(yīng)纖維素的典型反應(yīng)（1）經(jīng)濃硝酸和濃硫酸處理可制成硝化纖維素。含氮量為）經(jīng)濃硝酸和濃硫酸處理可制成硝化纖維素。含氮量為11.5-13.6的稱(chēng)為高氮硝化纖維，含氮量為的稱(chēng)為高氮硝化纖維，含氮量為13的可用作的可用作無(wú)煙火藥含氮量為無(wú)煙火藥含氮量為10-12.5的稱(chēng)為低氮硝化纖維，含氮的稱(chēng)為低氮硝化纖維，含氮量為量為11的硝化纖維用來(lái)制作賽璐珞塑料，含氮量為的硝化纖維用來(lái)制作賽璐珞塑料，含氮量為12的用的用作涂料和照相底片。作涂料和照相底片。（2）在濃硫酸存在下纖維素與醋酸和醋酸酐混合液作用可以）在濃硫酸存在下纖維素與醋酸和醋酸酐混合液作用可以制備醋酸纖維素。制備醋酸纖維素。所有的硝化纖維素都易燃，除用作火藥外，已被醋酸纖維素所所有的