《聚合物合成原理及工藝學(xué)》教學(xué)大綱

1、聚合物合成原理及工藝學(xué)教學(xué)大綱（一）、課程基本信息課程名稱（中、英文）： 聚合物合成原理及工藝學(xué)Principle and Technology of Polymer Synthesis課程號(hào)（代碼）：300032030 課程類別：專業(yè)必修課學(xué)時(shí)：48 學(xué)分：3（二）、教學(xué)目的及要求“聚合物合成原理及工藝學(xué)” 是高分子材料與工程專業(yè)的本科學(xué)生繼有機(jī)化學(xué)、化工原理、高分子物理、高分子化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課以后所開設(shè)的一門專業(yè)主干課程。本課程以三大合成材料及精細(xì)和功能高分子材料的工業(yè)生產(chǎn)為模型，以聚合物的分子設(shè)計(jì)與合成 結(jié)構(gòu)控制 性能控制貫穿整個(gè)課程的始終，集中介紹了工業(yè)生產(chǎn)的重要品種的生產(chǎn)工藝技術(shù),合

2、成高分子材料的新方法；各種聚合方法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)、配方原理、流程組織原理和典型工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、聚合反應(yīng)的基本化工單元及典型生產(chǎn)設(shè)備；不同實(shí)施方法中，關(guān)鍵設(shè)備的選用，傳熱傳質(zhì)和分離提純的有效措施，最能體現(xiàn)工藝意圖的設(shè)備組合，獲得預(yù)定性能和結(jié)構(gòu)的聚合物生產(chǎn)的工藝方法和工藝技術(shù)。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，使其熟悉工業(yè)合成高分子材料的一般過(guò)程，掌握工業(yè)生產(chǎn)高聚物的技能技巧，具備從事高分子材料工業(yè)化生產(chǎn)和開發(fā)新型高分子材料的能力，是高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生必不可少的重要知識(shí)板塊。對(duì)畢業(yè)要求及其分指標(biāo)點(diǎn)支撐情況：（1） 畢業(yè)要求 1，分指標(biāo)點(diǎn)1.5；（2） 畢業(yè)要求2，分指標(biāo)點(diǎn)2.5；（3） 畢業(yè)

3、要求3，分指標(biāo)點(diǎn)3.4；（三）、教學(xué)內(nèi)容（含主要內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配，教學(xué)重點(diǎn)*、難點(diǎn)）第一章：高分子合成原理及工藝學(xué)緒論（3學(xué)時(shí)）以高分子材料發(fā)展的歷史沿革和最新發(fā)展趨勢(shì)的介紹，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)行學(xué)習(xí)本課程的動(dòng)員；再通過(guò)介紹高分子工業(yè)合成的一般過(guò)程，使學(xué)生獲得對(duì)本課程的主要教學(xué)內(nèi)容和課程組織方式的整體概念。在此基礎(chǔ)上提出對(duì)各知識(shí)點(diǎn)不同層次的要求。難點(diǎn)在于一開始就講述合成高分子生產(chǎn)的主要過(guò)程，學(xué)生可能難于完全理解消化。一高分子合成工業(yè)的歷史沿革和發(fā)展趨勢(shì)二工業(yè)合成高分子的一般過(guò)程*三本課程對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的具體要求第二章 生產(chǎn)單體的原料路線（4學(xué)時(shí)）本章主要介紹從石油，煤炭和農(nóng)副產(chǎn)品制備高分子原料

4、的主要技術(shù)路線，目的是使學(xué)生系統(tǒng)了解從自然資源獲取工業(yè)高分子合成原料的生產(chǎn)過(guò)程，了解來(lái)自不同原料路線的單體或其它化學(xué)品的特性。由于石油化工路線是目前合成高分子工業(yè)的單體和溶劑等原料的主要來(lái)源，因此石油裂解制烯烴的原理方法與主要工藝流程設(shè)計(jì)，是本章教學(xué)重點(diǎn)。一 石油化工原料路線*二煤炭原料路線三農(nóng)副產(chǎn)品及天然氣路線第3章 自由基聚合工藝基礎(chǔ)和本體聚合工藝（6學(xué)時(shí)）以目前本體聚合工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程為例，從自由基引發(fā)劑的選擇開始，解析本體聚合工業(yè)化生產(chǎn)中采取不同措施實(shí)現(xiàn)本體聚合工業(yè)生產(chǎn)的配方原理，技術(shù)方法及設(shè)備組合。目的是為了讓學(xué)生了解工業(yè)生產(chǎn)中本體聚合的實(shí)施技術(shù)，掌握以自由基本體聚合實(shí)現(xiàn)高分子樹

5、脂合成的方法，技術(shù)和調(diào)控產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。高壓聚乙烯的工業(yè)合成是本體聚合解決聚合物散熱難題的典型范例，結(jié)合其它方法如氯乙烯聚合中引發(fā)劑半衰期控制，甲基丙烯酸甲酯的分段熔融聚合，講述工業(yè)上本體聚合解決反應(yīng)熱的控制，使本體聚合反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，是教學(xué)重點(diǎn)。一 工業(yè)生產(chǎn)中引發(fā)劑的選擇原則二 工業(yè)實(shí)施本體聚合的特點(diǎn)及難點(diǎn)三 氣相法本體聚合高壓聚乙烯的生產(chǎn)工藝*四 非均相本體聚合聚氯乙烯的本體聚合生產(chǎn)工藝五 熔融本體聚合和本體澆鑄聚合聚苯乙烯和有機(jī)玻璃的生產(chǎn)工藝第4章 自由基懸浮聚合生產(chǎn)工藝（6學(xué)時(shí)）以PVC和PSt等均相和非均相懸浮體系的聚合生產(chǎn)工藝為范例講述懸浮聚合的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程，并結(jié)合工藝技術(shù)講述

6、主要設(shè)備的組合原理及方式及聚合反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。本章的目的是使學(xué)生掌握采用自由基懸浮聚合的原理進(jìn)行高分子合成工業(yè)的配方設(shè)計(jì)，流程設(shè)計(jì)，生產(chǎn)設(shè)備組合及影響產(chǎn)品質(zhì)量的工藝因素，掌握聚合反應(yīng)釜散熱方式，攪拌器形狀、安裝方式及攪拌速度，以及干燥原理和樹脂干燥設(shè)備的選型和組合應(yīng)用的原理及原則。本章的重點(diǎn)是PVC的生產(chǎn)工藝技術(shù)。一 懸浮聚合的特點(diǎn)、成粒機(jī)理與樹脂粒子形態(tài)的控制二 懸浮聚合的物系組成，懸浮劑的類型、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)三 懸浮聚合的工藝流程和工藝控制因素*四 水溶性高分子化合物作懸浮劑的氯乙烯非均相聚合工藝*五 無(wú)機(jī)化合物作懸浮劑的苯乙烯懸浮聚合工藝第5章 自由基乳液聚合生產(chǎn)工藝（6學(xué)時(shí)）本章

7、以自由基乳液聚合中的連續(xù)聚合和間歇聚合為例，講述乳液聚合的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。要求學(xué)生掌握自由基乳液聚合的配方原理，流程組織原理及相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備組合；閃蒸和汽提等脫單體的技術(shù)的實(shí)施方法，工業(yè)上乳聚橡膠的后處理以及干燥的原理和方法。由于采用連續(xù)聚合低溫反應(yīng)生產(chǎn)丁苯橡膠，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程非常經(jīng)典，怎樣讓學(xué)生掌握聚合-分離-后處理過(guò)程的流程組織原理和設(shè)備組合原理，閃蒸，汽提及破乳，分離-干燥在分離和后處理中的應(yīng)用，是教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。一 采用乳液聚合實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)、乳化劑的類型及工業(yè)生產(chǎn)中選擇乳化劑的原則二 乳狀液的穩(wěn)定與破乳原理在乳液聚合工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用三 低溫乳液聚合生產(chǎn)工藝-丁苯橡膠的生產(chǎn)及工藝影響因

8、素*四 高溫乳液聚合-ABS的生產(chǎn)五 精細(xì)化工產(chǎn)品聚丙烯酸酯共聚乳液的生產(chǎn)工藝第6章 自由基溶液聚合生產(chǎn)工藝（4學(xué)時(shí)）聚丙烯腈纖維的分子設(shè)計(jì)及在兩種工業(yè)方法中的實(shí)施，是本章的主要內(nèi)容。本章要求學(xué)生掌握工業(yè)合成高分子中選擇溶劑的基本原則；均相溶液和非均相溶液的聚合生產(chǎn)工藝技術(shù)，深入理解不同溶液聚合法之間的異同。對(duì)工藝意圖得到很好實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)設(shè)備的組合及分離過(guò)程中閃蒸裝置的特殊設(shè)計(jì)的清楚講述是本章的難點(diǎn)。一 溶劑對(duì)聚合反應(yīng)的作用及工業(yè)上選擇溶劑的原則二 丙烯腈的均相溶液聚合生產(chǎn)工藝*三 丙烯腈的水相沉淀聚合生產(chǎn)工藝*四 醋酸乙烯溶液聚合及聚乙烯醇的生產(chǎn)第7章 配位聚合生產(chǎn)工藝（6學(xué)時(shí)）高效催化劑是工

9、業(yè)制造聚烯烴的新發(fā)展，也是Z-N催化劑甚至茂金屬催化劑實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。本章以高效催化劑為切入點(diǎn)，以氣相本體法，液相本體法和溶液聚合法，特別是蘭化公司液相本體-氣相本體聯(lián)用等生產(chǎn)聚烯烴的現(xiàn)行技術(shù)為范列，系統(tǒng)解析其配方和流程設(shè)計(jì)原理，設(shè)備組合原理以及生產(chǎn)工藝因素對(duì)聚烯烴的結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律。本章要求學(xué)生理解高效催化劑在高分子合成工業(yè)中的重要意義，了解掌握高效催化劑的組成、各組成的功用及制備方法；掌握液相本體，氣相本體，液氣聯(lián)等先進(jìn)生產(chǎn)方法制備聚丙烯的合成工藝技術(shù)；理解不同方法之間的異同以及影響聚烯烴質(zhì)量的工藝因素；了解淤漿法聚丙烯的合成工藝。本章內(nèi)容豐富，技術(shù)先進(jìn)，其中液氣聯(lián)用本體法

10、制備聚丙烯的合成工藝是教學(xué)重點(diǎn)。一 高效催化劑的組成、性質(zhì)及制備二 催化劑和高效催化劑在聚烯烴生產(chǎn)中的作用三 液相本體-氣相本體聯(lián)用制備聚丙烯*四 淤漿法聚丙烯的生產(chǎn)工藝（*）五 氣相流化床法高密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝第8章 離子型聚合生產(chǎn)工藝 （2學(xué)時(shí)）本章的目的是使學(xué)生了解由陰離子聚合和陽(yáng)離子聚合生產(chǎn)工藝通過(guò)溶液聚合法制備熱塑性彈性體和橡膠的生產(chǎn)工藝技術(shù)，解析列管式反應(yīng)器，三步加料聚合，干法/濕法脫氣塔等的工作原理。重點(diǎn)講述超低溫聚合在列管式反應(yīng)器中制備丁基橡膠，利用陰離子聚合動(dòng)力學(xué)鏈無(wú)終止的特點(diǎn)制備SBS。從而保證聚合物合成原理及工藝學(xué)覆蓋所有連鎖聚合大品種的經(jīng)典工業(yè)制造技術(shù)。一 陽(yáng)離子聚合

11、與丁基橡膠的生產(chǎn)工藝二 陰離子聚合與SBS熱塑性彈性體的生產(chǎn)工藝 第九章 線性縮聚高聚物的生產(chǎn)工藝（5學(xué)時(shí)）簡(jiǎn)要介紹線性縮聚的發(fā)展，定義及分類，線性縮聚的品種及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，以滌綸樹脂生產(chǎn)實(shí)例為模型，解析熔融縮聚反應(yīng)特點(diǎn)、影響因素及實(shí)施工藝。使學(xué)生對(duì)熔融縮聚的影響因素和工藝措施有較系統(tǒng)、深刻的理解。要點(diǎn)：1. 縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)及分類 2. 縮聚反應(yīng)工業(yè)上的主要實(shí)施方法 3. 熔融縮聚的反應(yīng)特點(diǎn)、影響因素及生產(chǎn)工藝 4滌綸樹脂的生產(chǎn)工藝 * 第十章 體型縮聚高聚物的生產(chǎn)工藝（4學(xué)時(shí)）本章以熱塑性和熱固性酚醛樹脂，不飽和聚酯以及環(huán)氧樹脂等典型體型縮聚的生產(chǎn)及其應(yīng)用為模型，講述體型縮聚樹脂劑的生產(chǎn)

12、工藝。由于學(xué)時(shí)數(shù)限制，以制備兩種酚醛樹脂的方法為重點(diǎn)，再以比較與其它品種體型縮聚方法的異同，以點(diǎn)帶面，使學(xué)生掌握熱固性樹脂制備方法與結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基本規(guī)律，為樹脂基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。要點(diǎn)：1. 體型縮聚的概念、分類、生產(chǎn)步驟和凝膠點(diǎn)預(yù)測(cè) 2、熱塑性和熱固性酚醛樹脂的生產(chǎn)原理、工藝流程及影響因素 * 3、酚醛層壓塑料和壓塑粉的生產(chǎn)工藝 4、不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝 第十一章逐步加成聚合生產(chǎn)工藝（5學(xué)時(shí)）從原料出發(fā)，講述聚氨酯材料的制備原理和主要方法，使學(xué)生全面了解聚氨酯材料的制備技術(shù)。聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)工藝是本章的重點(diǎn)。要點(diǎn)： 1、逐步加成聚合概念、類型及工業(yè)上的應(yīng)用 2、

13、異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng) 3、合成聚氨酯的主要原理 4、聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)工藝 *（四）、教材及主要參考資料1聚合物合物合成原理及工藝學(xué) 李克友，張菊華，向福如主編，科學(xué)出版社，2高聚物合成工藝學(xué)趙德仁，張慰盛主編 化學(xué)工業(yè)出版社，第二版3化工咨詢報(bào)告，化學(xué)工業(yè)出版社，20024高分子化學(xué)，周其鳳，胡漢杰，化學(xué)工業(yè)出版社，20015海外高分子的新進(jìn)展，何天白，胡漢杰，化學(xué)工業(yè)出版社19976高分子合成化學(xué)，馮新德，科學(xué)出版社，1981.17功能高分子與新技術(shù)，何天白，胡漢杰，化學(xué)工業(yè)出版社20018乙烯衍生物工學(xué)張旭之、王松漢、戚以政主編，化學(xué)工業(yè)出版社9聚氯乙烯 化學(xué)工業(yè)部錦西化工研究院化學(xué)工業(yè)部錦西化工研究院出版社10聚合物乳液合成原理、性能及應(yīng)用 曹同玉、劉慶普、胡金生編著 化學(xué)工業(yè)出版社11腈綸生產(chǎn)工藝及應(yīng)用 （美）James C.Masson編 中國(guó)紡織出版社12配位聚合 林尚安 上?？萍汲霭嫔?3丙烯衍生物工學(xué) 張旭