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1、聚合物合成原理及工艺学教学大纲（一）、课程基本信息课程名称（中、英文）： 聚合物合成原理及工艺学Principle and Technology of Polymer Synthesis课程号（代码）：300032030 课程类别：专业必修课学时：48 学分：3（二）、教学目的及要求“聚合物合成原理及工艺学” 是高分子材料与工程专业的本科学生继有机化学、化工原理、高分子物理、高分子化学等专业基础课以后所开设的一门专业主干课程。本课程以三大合成材料及精细和功能高分子材料的工业生产为模型，以聚合物的分子设计与合成 结构控制 性能控制贯穿整个课程的始终，集中介绍了工业生产的重要品种的生产工艺技术,合
2、成高分子材料的新方法；各种聚合方法进行工业化生产的特点、配方原理、流程组织原理和典型工业生产过程、聚合反应的基本化工单元及典型生产设备；不同实施方法中，关键设备的选用，传热传质和分离提纯的有效措施，最能体现工艺意图的设备组合，获得预定性能和结构的聚合物生产的工艺方法和工艺技术。本课程旨在培养学生的工程意识，使其熟悉工业合成高分子材料的一般过程，掌握工业生产高聚物的技能技巧，具备从事高分子材料工业化生产和开发新型高分子材料的能力，是高分子材料与工程专业学生必不可少的重要知识板块。对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1） 毕业要求 1，分指标点1.5；（2） 毕业要求2，分指标点2.5；（3） 毕业
3、要求3，分指标点3.4；（三）、教学内容（含主要内容、学时分配，教学重点*、难点）第一章：高分子合成原理及工艺学绪论（3学时）以高分子材料发展的历史沿革和最新发展趋势的介绍，激发学生的学习热情，进行学习本课程的动员；再通过介绍高分子工业合成的一般过程，使学生获得对本课程的主要教学内容和课程组织方式的整体概念。在此基础上提出对各知识点不同层次的要求。难点在于一开始就讲述合成高分子生产的主要过程，学生可能难于完全理解消化。一高分子合成工业的历史沿革和发展趋势二工业合成高分子的一般过程*三本课程对不同知识点的具体要求第二章 生产单体的原料路线（4学时）本章主要介绍从石油，煤炭和农副产品制备高分子原料
4、的主要技术路线，目的是使学生系统了解从自然资源获取工业高分子合成原料的生产过程，了解来自不同原料路线的单体或其它化学品的特性。由于石油化工路线是目前合成高分子工业的单体和溶剂等原料的主要来源，因此石油裂解制烯烃的原理方法与主要工艺流程设计，是本章教学重点。一 石油化工原料路线*二煤炭原料路线三农副产品及天然气路线第3章 自由基聚合工艺基础和本体聚合工艺（6学时）以目前本体聚合工业化产品的生产过程为例，从自由基引发剂的选择开始，解析本体聚合工业化生产中采取不同措施实现本体聚合工业生产的配方原理，技术方法及设备组合。目的是为了让学生了解工业生产中本体聚合的实施技术，掌握以自由基本体聚合实现高分子树
5、脂合成的方法，技术和调控产品质量的主要因素。高压聚乙烯的工业合成是本体聚合解决聚合物散热难题的典型范例，结合其它方法如氯乙烯聚合中引发剂半衰期控制，甲基丙烯酸甲酯的分段熔融聚合，讲述工业上本体聚合解决反应热的控制，使本体聚合反应平稳进行，是教学重点。一 工业生产中引发剂的选择原则二 工业实施本体聚合的特点及难点三 气相法本体聚合高压聚乙烯的生产工艺*四 非均相本体聚合聚氯乙烯的本体聚合生产工艺五 熔融本体聚合和本体浇铸聚合聚苯乙烯和有机玻璃的生产工艺第4章 自由基悬浮聚合生产工艺（6学时）以PVC和PSt等均相和非均相悬浮体系的聚合生产工艺为范例讲述悬浮聚合的工业化生产过程，并结合工艺技术讲述
6、主要设备的组合原理及方式及聚合反应条件对产品质量的影响。本章的目的是使学生掌握采用自由基悬浮聚合的原理进行高分子合成工业的配方设计，流程设计，生产设备组合及影响产品质量的工艺因素，掌握聚合反应釜散热方式，搅拌器形状、安装方式及搅拌速度，以及干燥原理和树脂干燥设备的选型和组合应用的原理及原则。本章的重点是PVC的生产工艺技术。一 悬浮聚合的特点、成粒机理与树脂粒子形态的控制二 悬浮聚合的物系组成，悬浮剂的类型、结构与性质三 悬浮聚合的工艺流程和工艺控制因素*四 水溶性高分子化合物作悬浮剂的氯乙烯非均相聚合工艺*五 无机化合物作悬浮剂的苯乙烯悬浮聚合工艺第5章 自由基乳液聚合生产工艺（6学时）本章
7、以自由基乳液聚合中的连续聚合和间歇聚合为例，讲述乳液聚合的工业生产过程。要求学生掌握自由基乳液聚合的配方原理，流程组织原理及相应的生产设备组合；闪蒸和汽提等脱单体的技术的实施方法，工业上乳聚橡胶的后处理以及干燥的原理和方法。由于采用连续聚合低温反应生产丁苯橡胶，工业生产过程非常经典，怎样让学生掌握聚合-分离-后处理过程的流程组织原理和设备组合原理，闪蒸，汽提及破乳，分离-干燥在分离和后处理中的应用，是教学重点与难点。一 采用乳液聚合实施工业生产的特点、乳化剂的类型及工业生产中选择乳化剂的原则二 乳状液的稳定与破乳原理在乳液聚合工业生产中的应用三 低温乳液聚合生产工艺-丁苯橡胶的生产及工艺影响因
8、素*四 高温乳液聚合-ABS的生产五 精细化工产品聚丙烯酸酯共聚乳液的生产工艺第6章 自由基溶液聚合生产工艺（4学时）聚丙烯腈纤维的分子设计及在两种工业方法中的实施，是本章的主要内容。本章要求学生掌握工业合成高分子中选择溶剂的基本原则；均相溶液和非均相溶液的聚合生产工艺技术，深入理解不同溶液聚合法之间的异同。对工艺意图得到很好实现的反应设备的组合及分离过程中闪蒸装置的特殊设计的清楚讲述是本章的难点。一 溶剂对聚合反应的作用及工业上选择溶剂的原则二 丙烯腈的均相溶液聚合生产工艺*三 丙烯腈的水相沉淀聚合生产工艺*四 醋酸乙烯溶液聚合及聚乙烯醇的生产第7章 配位聚合生产工艺（6学时）高效催化剂是工
9、业制造聚烯烃的新发展，也是Z-N催化剂甚至茂金属催化剂实现规模化工业生产的关键技术。本章以高效催化剂为切入点，以气相本体法，液相本体法和溶液聚合法，特别是兰化公司液相本体-气相本体联用等生产聚烯烃的现行技术为范列，系统解析其配方和流程设计原理，设备组合原理以及生产工艺因素对聚烯烃的结构性能的影响规律。本章要求学生理解高效催化剂在高分子合成工业中的重要意义，了解掌握高效催化剂的组成、各组成的功用及制备方法；掌握液相本体，气相本体，液气联等先进生产方法制备聚丙烯的合成工艺技术；理解不同方法之间的异同以及影响聚烯烃质量的工艺因素；了解淤浆法聚丙烯的合成工艺。本章内容丰富，技术先进，其中液气联用本体法
10、制备聚丙烯的合成工艺是教学重点。一 高效催化剂的组成、性质及制备二 催化剂和高效催化剂在聚烯烃生产中的作用三 液相本体-气相本体联用制备聚丙烯*四 淤浆法聚丙烯的生产工艺（*）五 气相流化床法高密度聚乙烯的生产工艺第8章 离子型聚合生产工艺 （2学时）本章的目的是使学生了解由阴离子聚合和阳离子聚合生产工艺通过溶液聚合法制备热塑性弹性体和橡胶的生产工艺技术，解析列管式反应器，三步加料聚合，干法/湿法脱气塔等的工作原理。重点讲述超低温聚合在列管式反应器中制备丁基橡胶，利用阴离子聚合动力学链无终止的特点制备SBS。从而保证聚合物合成原理及工艺学覆盖所有连锁聚合大品种的经典工业制造技术。一 阳离子聚合
11、与丁基橡胶的生产工艺二 阴离子聚合与SBS热塑性弹性体的生产工艺 第九章 线性缩聚高聚物的生产工艺（5学时）简要介绍线性缩聚的发展，定义及分类，线性缩聚的品种及特点，在此基础上，以涤纶树脂生产实例为模型，解析熔融缩聚反应特点、影响因素及实施工艺。使学生对熔融缩聚的影响因素和工艺措施有较系统、深刻的理解。要点：1. 缩聚反应的特点及分类 2. 缩聚反应工业上的主要实施方法 3. 熔融缩聚的反应特点、影响因素及生产工艺 4涤纶树脂的生产工艺 * 第十章 体型缩聚高聚物的生产工艺（4学时）本章以热塑性和热固性酚醛树脂，不饱和聚酯以及环氧树脂等典型体型缩聚的生产及其应用为模型，讲述体型缩聚树脂剂的生产
12、工艺。由于学时数限制，以制备两种酚醛树脂的方法为重点，再以比较与其它品种体型缩聚方法的异同，以点带面，使学生掌握热固性树脂制备方法与结构与性能关系的基本规律，为树脂基复合材料的设计和应用奠定基础。要点：1. 体型缩聚的概念、分类、生产步骤和凝胶点预测 2、热塑性和热固性酚醛树脂的生产原理、工艺流程及影响因素 * 3、酚醛层压塑料和压塑粉的生产工艺 4、不饱和聚酯和环氧树脂的生产工艺 第十一章逐步加成聚合生产工艺（5学时）从原料出发，讲述聚氨酯材料的制备原理和主要方法，使学生全面了解聚氨酯材料的制备技术。聚氨酯泡沫塑料的生产工艺是本章的重点。要点： 1、逐步加成聚合概念、类型及工业上的应用 2、
13、异氰酸酯的化学反应 3、合成聚氨酯的主要原理 4、聚氨酯泡沫塑料生产工艺 *（四）、教材及主要参考资料1聚合物合物合成原理及工艺学 李克友，张菊华，向福如主编，科学出版社，2高聚物合成工艺学赵德仁，张慰盛主编 化学工业出版社，第二版3化工咨询报告，化学工业出版社，20024高分子化学，周其凤，胡汉杰，化学工业出版社，20015海外高分子的新进展，何天白，胡汉杰，化学工业出版社19976高分子合成化学，冯新德，科学出版社，1981.17功能高分子与新技术，何天白，胡汉杰，化学工业出版社20018乙烯衍生物工学张旭之、王松汉、戚以政主编，化学工业出版社9聚氯乙烯 化学工业部锦西化工研究院化学工业部
14、锦西化工研究院出版社10聚合物乳液合成原理、性能及应用 曹同玉、刘庆普、胡金生编著 化学工业出版社11腈纶生产工艺及应用 （美）James C.Masson编 中国纺织出版社12配位聚合 林尚安 上海科技出版社13丙烯衍生物工学 张旭之、陶志华、王松汉、金彰礼主编，化学工业出版社14离子型聚合 应圣康 化学工业出版社15、缩合聚合，张留成，朱佐邦著，化工出版社，1985年。16、聚氨酯树脂，李绍雄，朱吕民著，江苏科技出版社，1992年。（五）、成绩评定（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论考核实践考核成绩所占的比例）闭卷考试，平时成绩占10%20（平时作业和签到），期中成绩占3040%，期末成绩占4050%，根据当年学生实际情况适当调整比例。