高分子合成工藝學（簡體書）

《高分子合成工藝學》以高分子的合成反應機理為主線，突出高分子合成工藝基本概念和基本理論，緊密結合工業上的典型案例，著重闡述高分子合成的具體工藝實施方法和工藝技術，包括配方原理、工藝流程、聚合反應的基本化工單元、典型生產設備等。
同時，《高分子合成工藝學》剖析高分子合成工藝的一般路線和不同合成工藝路線的特殊性，展示高分子合成工藝的特徵，並強調理論聯繫實際，使學習者掌握各種高分子化合物的合成工藝路線，為深入理解高分子專業課程的知識及將來從事相關工作奠定基礎。
為了保證教材的質量，在編寫過程中，作者認真研讀了國內高分子合成工藝學的有關教材，並查閱了大量國外高分子合成工藝實踐的著作和論文，同時詳細分析了國內相關專業本科課程體系，吸取國內相關院校教學改革和課程建設的成果，並結合作者多年的教學實踐體會和教學經驗組織編寫本書。

“高分子合成工藝學”是高分子材料與工程專業的必修課之一，是高分子合成基礎理論和專業實踐之間的重要橋梁和紐帶課程，承擔著培養學生如何將高分子合成理論應用到生產實踐中的任務，同時結合高分子材料合成的新技術、新裝備、新工藝研究，進一步提高學生的實際應用能力和創新能力。隨著高分子材料工業的深度發展，結合我國先進製造工業大國發展的目標，對專業人才的要求不僅應具有較高的理論水平，而且應具有較寬的知識面和實踐能力，因此專業教學必須與目前生產科研的發展相適應，教材內容必須更新和適應高分子合成新技術的發展。為了培養和造就一批符合新工科要求的高素質專業人才，進一步提升學生的工程意識和工業綠色環保理念，使其熟悉工業合成高分子材料的一般過程，掌握工業生產高分子材料的技能技巧，具備從事高分子材料工業化生產和開發新型高分子材料的能力，我們編著了本教材。同時，為了讓讀者和學生能更好地理解知識點，本教材配有相關內容的授課視頻，形成一本新型的“人機一體教材”，即在看教材時可以用手機掃描二維碼，觀看視頻講解。
本教材以高分子的合成反應機理為主線，突出高分子合成工藝基本概念和基本理論，緊密結合工業上的典型案例，著重闡述高分子合成的具體工藝實施方法和工藝技術，包括配方原理、工藝流程、聚合反應的基本化工單元、典型生產設備等。同時，本教材剖析高分子合成工藝的一般路線和不同合成工藝路線的特殊性，展示高分子合成工藝的特徵，並強調理論聯繫實際，使學習者掌握各種高分子化合物的合成工藝路線，為深入理解高分子專業課程的知識及將來從事相關工作奠定基礎。
為了保證教材的質量，在編寫過程中，作者認真研讀了國內高分子合成工藝學的有關教材，並查閱了大量國外高分子合成工藝實踐的著作和論文，同時詳細分析了國內相關專業本科課程體系，吸取國內相關院校教學改革和課程建設的成果，並結合作者多年的教學實踐體會和教學經驗組織編寫本教材。在此作者對參考的各類著作及論文的作者致以誠摯的謝意。

第1章 緒論
1．1 高分子合成材料概述
1．1．1 高分子合成材料的特性
1．1．2 高分子合成材料的應用
1．1．3 高分子合成材料的工業生產
1．1．4 高分子合成材料的工業發展簡史
1．2 高分子合成工藝特徵
1．2．1 高分子合成反應特徵
1．2．2 高分子合成實施方法特徵
1．2．3 高分子合成操作方式特徵
1．2．4 高分子合成設備的特徵
1．3 高分子合成工藝過程
1．3．1 原料準備與精制
1．3．2 引發劑（或催化劑）配制
1．3．3 聚合過程
1．3．4 分離過程
1．3．5 聚合物後處理過程
1．3．6 回收過程
1．4 高分子合成工藝的評價和改革創新
1．4．1 生產工藝流程的評價
1．4．2 生產工藝安全性評價
1．4．3 生產工藝經濟性評價
1．4．4 高分子合成工藝的改革和創新

第2章 高分子合成的原料
2．1 原料的生產
2．1．1 石油化工生產原料
2．1．2 煤炭化工生產原料
2．1．3 生物質化工生產原料
2．2 原料的選擇和精制
2．2．1 原料的選擇
2．2．2 原料的精制方法
2．2．3 常用溶劑的精制
2．2．4 常用引發劑的精制
2．3 原料的質量
2．3．1 原料的質量管理
2．3．2 原料的質量檢驗
2．3．3 原料的質量控制

第3章 高分子合成工藝設備
3．1 高分子合成反應設備
3．1．1 釜式聚合反應器
3．1．2 管式聚合反應器
3．1．3 塔式聚合反應器
3．1．4 流化床聚合反應器
3．2 高分子化合物分離設備
3．2．1 脫揮發分分離設備
3．2．2 凝聚分離設備
3．2．3 離心分離設備
3．3 高分子化合物乾燥設備
3．3．1 乾燥要求
3．3．2 箱式乾燥器
3．3．3 氣流乾燥器
3．3．4 流化床乾燥器
3．3．5 噴霧乾燥器
……

第4章 自由基聚合工藝
第5章 離子聚合和配位聚合工藝
第6章 逐步聚合工藝
第7章 綠色高分子合成工藝

參考文獻

第1章緒論1.1高分子合成材料概述

高分子合成材料是分子量為一萬百萬甚更高的一類人工合成材料，分子量分布具有多分散。它們通常由一種或多種單體以共價鍵重復連接而成括塑料、橡膠、纖維、膠黏劑和塗料等種類，具有原料豐富、質量小、加工方便、能可調範圍大、價格便宜、用途廣泛等優勢，其發展現已鋼鐵、水泥和木材三大傳統的基本材料，成為世紀以來不可缺少的重要材料之一。合成的高分子化合物通常是用結構和相對分子質量已知的單體為原料，經過的聚合反應得到的聚合物。合成高分子採用的化學合成（即聚合反應）機括自由基聚合、離子型聚合（陰離子聚合、陽離子聚合）、配位聚合、縮合聚合、逐步加成聚合等。對於一個聚合反應，又可根據其聚合反應機理、所需求產品不同的能採用不同的聚合實施方法。以聚合體系的相溶為標準，可分為均相聚合和非均相聚合。均相聚合的實施方法有本體聚合、溶液聚合、熔融縮聚等，非均相聚合有懸浮聚合、乳液聚合、界面縮聚等。對於同一種合成高分子材料來說，盡管採用的單體和聚合反應機理相同，但採用不同的聚合實施方法所合成高分子化合物的分子結構、相對分子質量往往會有很大差別而影響到產物終的能。在工業生產中，為滿足不同的制品能，一種單體常需要採用不同的聚合實施方行生產，如對於常用的聚苯乙烯產品，用於擠塑或注塑成型的通用型聚苯乙烯多採用本體聚合，可發聚苯乙烯主要採用懸浮聚合，而高抗衝聚苯乙烯則是溶液聚合-本體聚合的聯合使用。1.1.1高分子合成材料的特高分子合成材料與小分子物質相比具有多方面的能，這源自高分子化合物結構的特殊和複雜。高分子化合物的結構通括鏈結構和聚集態結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子鏈的結構和形態，鏈結構又可分程結構和遠程結構程結構屬於化學結構，也稱一級結構括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結構單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的鏈尺、形態、鏈的柔順以及分子鏈在環境中的構象，也稱二級結構。聚集態結構是指高聚物材料整體的內部結構括晶態結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構等有關高分子材料中分子的堆積情況，統稱為三級結構。高分子合成材料的結構決定其能，通過對結構的控制和改，可獲得不同特的高分子合成材料。

合成高分子的主鏈主要是碳原子以共價鍵結合起來的碳鏈，由於單鍵可以自由旋轉，線型長鏈高分子在旋轉的影響下，整個分子保持直線狀態的概率甚微。事實上，線型長鏈高分子處於自然蜷曲的狀態，分子糾纏在一起，因而具有柔順的特點。當有外力作用在分子上時，蜷曲的分子可以被拉直，但外力一旦除去，分子又恢復到原來的蜷曲狀態，因此合成線型高分子都有的彈。由於合成高分子都是長鏈大分子，又處於自然的蜷曲狀態，所以不容易排列整齊成為周期的晶態結構。與小分子不同，合成高分子不容易形成完整的晶體。然而在局部範圍內，分子鏈有可能排列整齊，形成結晶態，即所謂短程有序。因此，在高分子晶體中往往含有晶態部分和非晶態部分，故常用結晶度來衡量整個高分子中晶態部分所占的比例。晶態高分子的耐熱和機械強度一般要比非晶態高分子高，而且還有的熔點，所以要提升高分子的力學和耐熱等質，要設法提升高分子的結晶度。高分子結構具有不均一，或稱多分散，這一點與小分子結構是截然不同的。小分子的結構是確定的，分子量也是確定的。但對合成高分子來說，每個獨立的高分子只要聚合度確定了，分子量也確定了。但在聚合反應中，得到的聚合物不是均一的，而是不同聚合度的高分子的混合物，任何高分子材料都是由組成相同而分子量不同的化合物構成的。通常所說的分子量大小是均分子量。分子量分布這一專用術語是用來表示該聚合物中各種分子量大小的跨度。分子量分布越窄即跨度越小均分子量大的高分子材料的耐低溫脆折和韌越好，而耐負荷變形和耐環境應力開裂能下降。長鏈線型高分子被加熱時，分子受熱不均勻，有的部分受熱多，有的部分受熱少，甚還有一部分沒有受熱。因此高分子加熱後不是馬上熔化變成液體，而是先經歷一個軟化過程再變為液體。液體冷卻後，變硬成為固體，再次加熱，它又能軟化、流動。線型高分子的這種質稱為熱塑，它不但使高分子材料便於加工，而且可以多次重復操作。線型高分子通常具有熱塑，加熱軟化後可以加工成各種形狀的塑料制品，也可制成纖維，加工方便。單行聚合反應時，在某種條件下分子鏈之間發生交聯形成體型高分子。體型高分子加熱後不會熔化、流動，但當加熱到溫度時其結構遭到破壞，這種質稱為熱固。因此，體型高分子一旦加工成型，不能通過加熱重新回到原來的狀態。合成的高分子化合物中主要含C、H、O、N、S及鹵素等元素，因此比金屬材料輕得多。一般高分子化合物相對密度都小於2，聚丙烯塑料的相對密度為0.91。泡沫塑料的相對密度只有0.01，是水的1/100，是好的救生材料。高分子的分子鏈纏繞在一起，許多分子鏈上的基團在裡面，當有其他試劑分子加人時，只有露在外面的基團容易與試劑分子作用，而在裡面的基團不易反應，所以高分子化合物的化學反應能較差。高分子具有耐酸、耐腐蝕等特，如的“塑料”聚四氟乙烯，即使把它放在水中煮也不會變質，其耐酸程度遠超過金。聚四氟乙烯是的耐酸、耐腐蝕材料。