2025年聚合工藝證考試題(附答案)一、單項選擇題（共20題，每題2分，共40分。每題只有一個正確選項）1.以下哪種單體屬于自由基聚合的典型單體？A.己內(nèi)酰胺（縮聚）B.苯乙烯（自由基）C.對苯二甲酸（縮聚）D.環(huán)氧乙烷（離子聚合）2.懸浮聚合中，分散劑的主要作用是？A.提高反應(yīng)速率B.防止單體揮發(fā)C.穩(wěn)定單體液滴，防止團(tuán)聚D.調(diào)節(jié)聚合物分子量3.聚合反應(yīng)中，轉(zhuǎn)化率的定義是？A.反應(yīng)生成的聚合物質(zhì)量與單體初始質(zhì)量的比值B.反應(yīng)消耗的單體物質(zhì)的量與初始單體物質(zhì)的量的比值C.聚合物中單體單元的數(shù)量與初始單體分子數(shù)的比值D.反應(yīng)體系中聚合物體積與總體積的比值4.某乙烯聚合釜設(shè)計壓力為2.5MPa（表壓），正常操作壓力為1.8MPa，當(dāng)壓力升至2.2MPa時應(yīng)觸發(fā)？A.聯(lián)鎖停車B.手動泄壓C.報警但不停車D.加大引發(fā)劑進(jìn)料量5.自由基聚合中，鏈終止反應(yīng)主要包括？A.偶合終止和歧化終止B.鏈轉(zhuǎn)移終止和氧化終止C.水解終止和中和終止D.配位終止和離子終止6.乳液聚合的關(guān)鍵組分是？A.引發(fā)劑、單體、水、乳化劑B.引發(fā)劑、單體、溶劑、分散劑C.催化劑、單體、水、阻聚劑D.催化劑、單體、溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑7.聚合反應(yīng)溫度過高可能導(dǎo)致的后果不包括？A.聚合物分子量分布變寬B.引發(fā)劑分解過快，反應(yīng)失控C.單體轉(zhuǎn)化率降低D.設(shè)備內(nèi)壓升高，超壓風(fēng)險8.以下哪種聚合物由縮聚反應(yīng)生成？A.聚乙烯（加聚）B.聚氯乙烯（加聚）C.尼龍-66（縮聚）D.聚丙烯（加聚）9.聚合釜夾套冷卻水突然中斷時，應(yīng)首先采取的措施是？A.加大引發(fā)劑進(jìn)料量以加速反應(yīng)B.立即通入高壓氮氣置換C.啟動備用冷卻系統(tǒng)并降低攪拌轉(zhuǎn)速D.關(guān)閉所有進(jìn)料閥門并緊急泄壓10.表征聚合物分子量的常用參數(shù)是？A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）B.數(shù)均分子量（Mn）C.熔融指數(shù)（MI）D.結(jié)晶度11.離子聚合中，陽離子聚合的引發(fā)劑通常是？A.過氧化物（自由基）B.路易斯酸（如AlCl?）C.金屬鈉（陰離子）D.偶氮二異丁腈（自由基）12.聚合反應(yīng)中，阻聚劑的作用是？A.加速鏈增長反應(yīng)B.與自由基結(jié)合，終止聚合反應(yīng)C.提高單體的反應(yīng)活性D.降低反應(yīng)體系粘度13.某聚合工藝要求單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%，若初始單體量為1000kg，反應(yīng)后未反應(yīng)的單體為40kg，則實際轉(zhuǎn)化率為？A.94%（(1000-40)/1000=96%）B.96%C.95%D.90%14.懸浮聚合與本體聚合的主要區(qū)別是？A.懸浮聚合使用溶劑，本體聚合不使用B.懸浮聚合在水相中進(jìn)行，本體聚合在單體相中進(jìn)行C.懸浮聚合需要乳化劑，本體聚合需要分散劑D.懸浮聚合產(chǎn)物為顆粒狀，本體聚合產(chǎn)物為塊狀15.聚合釜攪拌器的主要作用是？A.防止單體分層，確保物料均勻混合B.提高反應(yīng)溫度C.降低體系粘度D.促進(jìn)引發(fā)劑分解16.以下哪種情況會導(dǎo)致聚合物分子量偏低？A.引發(fā)劑濃度過高（自由基過多，鏈終止快）B.反應(yīng)溫度過低（鏈增長慢，分子量高）C.單體純度過高（雜質(zhì)少，分子量高）D.阻聚劑添加量不足（聚合更徹底，分子量可能高）17.聚合工藝中，尾氣處理系統(tǒng)的主要目的是？A.回收未反應(yīng)的單體B.提高反應(yīng)壓力C.降低體系溫度D.增加引發(fā)劑濃度18.縮聚反應(yīng)的特征是？A.反應(yīng)過程中無小分子副產(chǎn)物生成（加聚）B.單體官能度至少為2（如二元酸+二元胺）C.反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率瞬間達(dá)到100%（自由基聚合）D.聚合物分子量與轉(zhuǎn)化率無關(guān)（加聚）19.聚合反應(yīng)失控的主要表現(xiàn)是？A.溫度和壓力持續(xù)快速上升B.攪拌電流降低C.單體進(jìn)料量減少D.聚合物顏色變淺20.聚合工藝中，氮氣置換的目的是？A.提高反應(yīng)體系的氧化性B.排除氧氣等阻聚雜質(zhì)C.增加單體的溶解度D.降低反應(yīng)體系粘度二、判斷題（共15題，每題1分，共15分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.自由基聚合中，引發(fā)劑的分解速率越快，聚合反應(yīng)速率一定越高。（×，可能因自由基濃度過高導(dǎo)致鏈終止加快，反應(yīng)速率反而下降）2.懸浮聚合的產(chǎn)物通常為珠狀顆粒，便于后續(xù)加工。（√）3.縮聚反應(yīng)中，單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%時，聚合物分子量可能仍未達(dá)到要求。（√，縮聚分子量與反應(yīng)程度（P）相關(guān)，需P接近1才能得到高分子量）4.聚合釜的設(shè)計壓力應(yīng)低于操作壓力，以確保安全。（×，設(shè)計壓力需高于操作壓力）5.乳液聚合中，乳化劑的作用是形成膠束，提供聚合場所。（√）6.聚合物的分子量分布越寬，加工性能可能越好（如流動性）。（√）7.聚合反應(yīng)中，提高溫度會同時加快引發(fā)劑分解和鏈增長速率，但對鏈終止速率無影響。（×，溫度升高，鏈終止速率也加快）8.本體聚合的優(yōu)點是產(chǎn)物純度高，但散熱困難，易導(dǎo)致局部過熱。（√）9.阻聚劑應(yīng)在聚合反應(yīng)開始前加入，以防止單體在儲存過程中自聚。（√）10.聚合工藝中，轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%時，反應(yīng)體系中無殘留單體。（×，實際無法完全轉(zhuǎn)化，存在平衡或副反應(yīng)）11.離子聚合對單體純度要求較低，少量雜質(zhì)不影響反應(yīng)。（×，離子聚合對雜質(zhì)敏感，如水、氧會終止反應(yīng)）12.聚合釜攪拌器故障時，應(yīng)立即停止所有進(jìn)料并緊急降溫。（√）13.聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是其熔化的溫度。（×，Tg是無定形聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度，熔化溫度為Tm）14.懸浮聚合中，分散劑用量過多會導(dǎo)致產(chǎn)物顆粒過細(xì)，難以分離。（√）15.聚合反應(yīng)尾氣中含有未反應(yīng)的單體，需回收或處理達(dá)標(biāo)后排放。（√）三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述自由基聚合的四個基本階段及其特點。答：自由基聚合分為鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移四個階段。-鏈引發(fā)：引發(fā)劑分解產(chǎn)生初級自由基，初級自由基與單體加成生成單體自由基（速率慢，控制總反應(yīng)速率）。-鏈增長：單體自由基與單體不斷加成，形成長鏈自由基（速率快，瞬間完成）。-鏈終止：兩個鏈自由基通過偶合（生成飽和大分子）或歧化（生成飽和+不飽和大分子）反應(yīng)終止（速率由自由基濃度決定）。-鏈轉(zhuǎn)移：鏈自由基從其他分子（如單體、溶劑、引發(fā)劑）奪取原子，導(dǎo)致鏈終止和新自由基生成（可能降低分子量或引發(fā)新聚合）。2.懸浮聚合與乳液聚合的主要區(qū)別有哪些？（至少列出4點）答：-分散介質(zhì)：懸浮聚合以水為分散介質(zhì)，乳液聚合也以水為介質(zhì)，但需乳化劑形成膠束。-聚合場所：懸浮聚合在單體液滴內(nèi)進(jìn)行，乳液聚合在膠束或乳膠粒內(nèi)進(jìn)行。-產(chǎn)物形態(tài)：懸浮聚合產(chǎn)物為珠狀顆粒（粒徑0.01-5mm），乳液聚合產(chǎn)物為乳膠粒（粒徑0.05-0.2μm）。-分散劑/乳化劑：懸浮聚合使用分散劑（如聚乙烯醇、無機(jī)粉末）穩(wěn)定液滴，乳液聚合使用乳化劑（如十二烷基磺酸鈉）形成膠束。-產(chǎn)物后處理：懸浮聚合產(chǎn)物經(jīng)脫水干燥即可，乳液聚合需破乳、洗滌、干燥。3.聚合反應(yīng)溫度控制的重要性體現(xiàn)在哪些方面？答：-影響反應(yīng)速率：溫度升高，引發(fā)劑分解速率和鏈增長速率加快，可能導(dǎo)致反應(yīng)失控。-影響分子量：溫度升高，鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止速率加快，分子量降低；溫度過低，反應(yīng)速率慢，轉(zhuǎn)化率低。-影響產(chǎn)物結(jié)構(gòu)：溫度變化可能改變鏈終止方式（如偶合與歧化比例），影響分子量分布和支化度。-影響設(shè)備安全：溫度過高會導(dǎo)致體系壓力上升，超過設(shè)計壓力可能引發(fā)超壓爆炸。4.阻聚劑的作用機(jī)理是什么？生產(chǎn)中如何選擇阻聚劑？答：作用機(jī)理：阻聚劑通過與自由基反應(yīng)，生成穩(wěn)定的自由基或非自由基產(chǎn)物，終止鏈增長反應(yīng)。例如，對苯二酚與自由基加成后形成穩(wěn)定的半醌自由基，無法繼續(xù)引發(fā)聚合。選擇原則：-針對性：根據(jù)聚合類型（自由基/離子）選擇，自由基聚合常用酚類、醌類，離子聚合常用水、醇類。-有效性：阻聚效率高，少量即可抑制聚合。-相容性：與單體、溶劑相容性好，不影響后續(xù)聚合反應(yīng)（需在聚合前脫除）。-穩(wěn)定性：儲存過程中不易分解或失效。5.聚合工藝中，緊急停車的操作步驟包括哪些？答：-立即停止所有進(jìn)料（單體、引發(fā)劑、催化劑等），關(guān)閉進(jìn)料閥門。-啟動備用冷卻系統(tǒng)（如開啟冷凍水、增加夾套冷卻水流量），降低反應(yīng)溫度。-停止攪拌（或保持低速攪拌，防止物料分層），避免機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。-開啟泄壓閥，將釜內(nèi)壓力緩慢泄至安全范圍（注意控制泄壓速率，防止物料噴出）。-通入氮氣置換，排除體系內(nèi)可燃?xì)怏w（如乙烯、丙烯），防止爆炸。-記錄停車時的溫度、壓力、物料狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)，為后續(xù)排查提供依據(jù)。四、計算題（共3題，每題5分，共15分）1.某聚丙烯裝置采用本體聚合工藝，初始進(jìn)料丙烯單體10噸，反應(yīng)結(jié)束后未反應(yīng)的丙烯為0.3噸，聚合物中丙烯單體單元的質(zhì)量占比為99.5%（忽略副反應(yīng)）。計算：（1）單體轉(zhuǎn)化率；（2）聚合物產(chǎn)量（保留2位小數(shù)）。解：（1）轉(zhuǎn)化率（X）=（初始單體量-剩余單體量）/初始單體量×100%=（10-0.3）/10×100%=97%（2）反應(yīng)消耗的單體量=10-0.3=9.7噸聚合物產(chǎn)量=消耗的單體量×單體單元質(zhì)量占比=9.7×99.5%≈9.65噸2.某自由基聚合反應(yīng)使用過硫酸鉀（KPS）作引發(fā)劑，其分解半衰期（t?/?）為60分鐘（50℃）。若反應(yīng)溫度為50℃，初始引發(fā)劑濃度為0.01mol/L，求反應(yīng)進(jìn)行120分鐘后，引發(fā)劑剩余濃度（已知引發(fā)劑分解為一級反應(yīng)，公式：[I]=[I]?×e^(-kt)，k=ln2/t?/?）。解：k=ln2/60≈0.01155min?1t=120min[I]=0.01×e^(-0.01155×120)=0.01×e^(-1.386)≈0.01×0.25=0.0025mol/L3.某聚合釜內(nèi)進(jìn)行乙烯聚合反應(yīng)，反應(yīng)熱為550kJ/kg（以生成的聚乙烯計）。若每小時生成聚乙烯2噸，夾套冷卻水入口溫度為25℃，出口溫度為40℃，水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)，忽略熱損失，求冷卻水流量（kg/h）。解：反應(yīng)釋放的總熱量Q=2000kg/h×550kJ/kg=1,100,000kJ/h冷卻水吸收的熱量Q=cmΔT，其中ΔT=40-25=15℃m=Q/(cΔT)=1,100,000/(4.18×15)≈17,550.38kg/h五、案例分析題（共2題，每題10分，共20分）案例1：某PVC懸浮聚合裝置在反應(yīng)過程中，聚合釜溫度突然從65℃升至72℃（正?？刂品秶?0-65℃），壓力從0.5MPa升至0.7MPa（設(shè)計壓力1.0MPa），攪拌電流略有升高。（1）分析溫度異常升高的可能原因；（2）提出應(yīng)急處理措施。答：（1）可能原因：-引發(fā)劑進(jìn)料量過大（如計量泵故障），導(dǎo)致鏈引發(fā)速率加快，反應(yīng)放熱增加。-冷卻水系統(tǒng)故障（如冷卻水泵跳閘、冷卻水閥門堵塞），散熱能力下降。-單體純度低（含少量阻聚劑雜質(zhì)被消耗后，聚合速率突然加快）。-攪拌器故障（如槳葉脫落），物料混合不均，局部反應(yīng)劇烈放熱。（2）應(yīng)急處理措施：-立即停止引發(fā)劑進(jìn)料，關(guān)閉引發(fā)劑閥門，切斷反應(yīng)熱源。-檢查冷卻水系統(tǒng)，啟動備用冷卻泵，增大冷卻水流量；若閥門堵塞，手動全開旁路閥。-降低攪拌轉(zhuǎn)速（若電流過高，防止電機(jī)過載），但保持低速攪拌確保物料均勻散熱。-開啟聚合釜泄壓閥，緩慢泄壓至0.6MPa以下（注意控制泄壓速率，避免物料噴出）。-若溫度持續(xù)上升（如超過75℃），立即通入高壓氮氣置換，終止聚合反應(yīng)。案例2：某PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）縮聚裝置生產(chǎn)中，產(chǎn)品分子量（Mn）低于工藝要求（目標(biāo)Mn=25,000，實際Mn=20,000），且端羧基含量偏高。（1）分析分子量偏低的可能原因；（2）提出改進(jìn)措施。答：（1）可能原因：-反應(yīng)程度（P）不足：縮聚反應(yīng)需P接近1才能得到高分子量，可能因反應(yīng)時間不足、真空度不夠（無法有效脫除副產(chǎn)物水），導(dǎo)致P降低。-單體配比失衡：對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）的摩爾比偏離1:1（如EG過量），導(dǎo)致官能團(tuán)摩爾比（r）降低，分子量下降（Mn=(1+r)/(1-rP)）。-催化劑活性不足：催化劑（如三氧化二銻）用量不足或失活，反應(yīng)速率減慢，P無法提高。-反應(yīng)溫度過低：溫度低導(dǎo)致反應(yīng)速率慢，P未達(dá)目標(biāo)；或溫度過高導(dǎo)致副反應(yīng)（如熱降解），分子量下降。-端羧基含量偏高：可能因PTA過量（羧基未完全反應(yīng)）或反應(yīng)中乙二醇揮發(fā)，導(dǎo)致羧基殘留。（2）改進(jìn)措施：-延長反應(yīng)時間，確保P≥0.995（Mn=25,000時，r=1，Mn=(1+r)/(1-rP)≈2/(1-P)→P≈0.9992）。-調(diào)整單體配比，嚴(yán)格控制PTA與EG的摩爾比為1:1.02-1.05（補(bǔ)償EG揮發(fā)）。-檢查催化劑添加量，補(bǔ)充新鮮催化劑（如三氧化二銻），確?；钚?。-提高