2025年精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.水性聚氨酯涂料生產(chǎn)中，聚酯多元醇原料預處理的核心操作是？A.過濾除雜B.真空脫水C.升溫活化D.酸堿中和2.預聚體合成反應釜通常采用的控溫方式是？A.夾套通熱水/熱油B.內(nèi)置電加熱棒C.直接蒸汽噴射D.自然冷卻3.乳化分散階段，若采用非離子型乳化劑與陰離子型乳化劑復配，主要目的是？A.降低成本B.提高乳液耐電解質(zhì)性C.加快乳化速度D.減少泡沫產(chǎn)生4.中和劑（如三乙胺）加入預聚體的最佳時機是？A.預聚反應前B.預聚反應完成后，乳化前C.乳化過程中D.乳化完成后5.后熟化工序的主要作用是？A.促進殘留單體反應完全B.降低乳液黏度C.提高固含量D.改善顏色6.涂料成品檢測中，“最低成膜溫度（MFFT）”主要受以下哪項影響？A.乳液粒徑分布B.聚氨酯分子鏈段的玻璃化轉變溫度（Tg）C.固含量D.pH值7.生產(chǎn)中若發(fā)現(xiàn)預聚體NCO含量低于工藝要求，最可能的原因是？A.多元醇脫水不徹底B.催化劑用量不足C.反應溫度過高D.異氰酸酯投料量過多8.高剪切乳化機的剪切速率對乳液穩(wěn)定性的影響規(guī)律是？A.速率越高，穩(wěn)定性越差B.速率越低，粒徑越小C.速率需控制在3000-5000rpm范圍內(nèi)最佳D.速率與穩(wěn)定性無直接關聯(lián)9.為降低生產(chǎn)能耗，預聚反應階段可采取的優(yōu)化措施是？A.延長反應時間B.提高異氰酸酯過量比例C.使用高效催化劑（如有機鉍）D.增加反應釜體積10.成品儲存期內(nèi)出現(xiàn)“分水”現(xiàn)象，主要原因是？A.固含量過高B.乳化劑用量不足C.中和度超過100%D.包裝容器未密封二、填空題（每空1分，共20分）1.水性聚氨酯涂料生產(chǎn)的核心工序包括：原料預處理→（）→中和→（）→后熟化→（）→包裝。2.預聚體合成時，異氰酸酯（如IPDI）與多元醇（如聚己二酸丁二醇酯）的NCO/OH摩爾比通?？刂圃冢ǎ磻獪囟纫话銥椋ǎ?，反應終點通過檢測（）含量確定。3.乳化過程中，去離子水的加入方式分為（）和（）兩種，前者適用于低黏度預聚體，后者可避免局部乳化不均。4.中和劑的用量需根據(jù)預聚體中（）基團的含量計算，中和度一般控制在（）%，過高會導致（），過低則乳液穩(wěn)定性下降。5.后熟化工序通常在（）℃下攪拌（）小時，目的是促進（）與水反應提供脲鍵，提高涂膜交聯(lián)密度。6.過濾工序常用的設備是（）或（），過濾精度一般為（）μm，以去除凝膠顆粒和機械雜質(zhì)。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述原料預處理中“多元醇真空脫水”的必要性及操作要點。2.預聚體合成階段，溫度控制為何需分段進行？請說明具體溫度區(qū)間及對應的反應特征。3.乳化分散時，為何需控制水的加入速度？過快或過慢會導致哪些問題？4.中和步驟中，若使用二甲基乙醇胺替代三乙胺作為中和劑，對乳液性能有何影響？5.列舉3項成品質(zhì)量檢測的關鍵指標，并說明其與生產(chǎn)工藝的關聯(lián)性。四、綜合分析題（20分）某企業(yè)生產(chǎn)水性聚氨酯木器涂料時，出現(xiàn)以下問題：（1）乳化后乳液粒徑偏大（平均粒徑＞200nm），儲存1個月后分層；（2）涂膜干燥后耐水性不足。結合生產(chǎn)工藝流程，分析可能的原因及改進措施。答案一、單項選擇題1.B（多元醇含水分會與異氰酸酯反應提供CO?，導致預聚體分子量失控）2.A（夾套控溫均勻，避免局部過熱導致副反應）3.B（非離子型乳化劑提高耐電解質(zhì)性，陰離子型增強乳化效率）4.B（中和需在乳化前完成，使羧酸基團成鹽以提高親水性）5.A（后熟化促進殘留NCO與水反應，減少儲存期脹氣風險）6.B（MFFT由軟段（低Tg）和硬段（高Tg）的比例決定）7.A（水分消耗異氰酸酯，導致NCO含量偏低）8.C（剪切速率過低粒徑大，過高可能破壞分子鏈）9.C（高效催化劑可縮短反應時間，降低能耗）10.B（乳化劑不足導致乳液穩(wěn)定性差，分水）二、填空題1.預聚體合成；乳化分散；過濾2.1.5-2.5；75-85；NCO3.一次性加入；滴加（或緩慢加入）4.羧基（-COOH）；80-100；乳液pH過高（或耐水性下降）5.40-50；2-4；殘留異氰酸酯（-NCO）6.袋式過濾器；板框壓濾機；10-50三、簡答題1.必要性：多元醇含水分會與異氰酸酯（-NCO）反應提供CO?和脲，導致預聚體分子量分布變寬、氣泡殘留，影響后續(xù)乳化穩(wěn)定性。操作要點：真空度＜-0.09MPa，溫度80-100℃（根據(jù)多元醇類型調(diào)整），脫水至水分含量＜0.05%（卡爾費休法檢測），脫水后充氮氣保護防止吸潮。2.分段控溫原因：預聚反應初期（異氰酸酯與羥基反應）放熱劇烈，需低溫（50-60℃）啟動以避免暴聚；中期（反應放熱減緩）升溫至75-85℃加速反應；后期（NCO含量接近目標值）降溫至60-70℃，防止高溫下異氰酸酯自聚提供脲二酮。3.水加入速度影響乳液粒徑和穩(wěn)定性：過快會導致局部水過量，預聚體未充分分散即沉淀，形成大顆粒；過慢則預聚體黏度升高，乳化劑無法有效包裹分子鏈，同樣導致粒徑增大。理想速度為5-10L/min（根據(jù)反應釜體積調(diào)整），同時保持高剪切（3000-5000rpm）。4.二甲基乙醇胺（沸點135℃）與三乙胺（沸點89℃）相比，揮發(fā)性更低。使用后乳液干燥時中和劑殘留更多，初期pH較高（8-9），但耐水性更好（因胺不易遷出）；而三乙胺易揮發(fā)，干燥后涂膜pH降低（7-8），但殘留胺可能吸水導致耐水性下降。5.關鍵指標及工藝關聯(lián)：①固含量（工藝：乳化時加水量、預聚體分子量）；②粒徑分布（工藝：乳化剪切速率、乳化劑用量）；③耐水性（工藝：中和度、硬段含量、后熟化程度）；④黏度（工藝：固含量、乳化劑類型、殘留單體量）。四、綜合分析題問題（1）乳液粒徑偏大、分層的可能原因及改進措施：原因：①乳化剪切速率不足（＜3000rpm），無法將預聚體分散為小顆粒；②乳化劑用量不足（低于理論值的80%），無法有效包裹顆粒表面；③水加入速度過快（＞10L/min），導致局部乳化不均；④預聚體黏度過高（分子量過大），分散難度增加。改進措施：①提高剪切速率至4000-5000rpm；②補充乳化劑（如增加0.5-1%的OP-10）；③調(diào)整水加入方式為滴加（5-8L/min）；④降低預聚體分子量（減少NCO/OH摩爾比至1.8-2.0）。問題（2）涂膜耐水性不足的可能原因及改進措施：原因：①中和度過高（＞100%），殘留胺類物質(zhì)吸水；②硬段含量過低（異氰酸酯比例不足），涂膜交聯(lián)密度低