化学反应工程（ 第三版） 教学课件 作者 陈甘棠 主编 第九章 聚合反应过程.pptVIP

尚辅网 尚辅网 尚辅网 在附图上外推到 和 时得到τ值大约为1240Pa，故 故由式④算得 ，与由式⑤算得的一致，故知 需为0℃，才能靠夹套的冷却面传出这些热量。 （２）回转的螺管传热 由式③ 9.5.2 非牛顿流体的传热 尚辅网 热量平衡 或 同样，用试凑法求解，在46℃时，由式⑦得 由附图内查到46℃时得τ=430Pa，故 于是 代入式⑥，得 与由式⑦算得之值基本相符。 9.5.2 非牛顿流体的传热 尚辅网 由上述结果可以看出回转螺管的冷却效果是很好的，不仅给热系数大3倍，而且壁温也比夹套时的0℃要高得多，用一般的冷却水就可以了。从本例还可以看出对于高黏度液体， 这一校正项的影响是很显著的。此外，如反应放出的热量更多时，往往依靠夹套传热是不够的。 9.5.2 非牛顿流体的传热 尚辅网 9.6 聚合过程的拟定和调节 1 混合过程的拟定 2 聚合过程的调节 尚辅网 实施一项聚合过程，其目的是要以最有效的方式获得所需要的产品，针对一定的聚合体系，需要 ①选定合适的聚合方法； ②选定合适的操作方法； ③规定合适的工艺条件； ④确定合适的反应器型式； ⑤确定反应器的结构尺寸； ⑥确定反应系统的调节和控制方案。 9.6.1 混合过程的拟定 尚辅网 9.6.1 混合过程的拟定 尚辅网 9.6.1 混合过程的拟定 尚辅网 聚合过程中的主要可调因素是： ①物料的浓度； ②反应的温度； ③反应的时间（即相当于转化率）。 调节物料浓度的方案可以举出下列一些： ①改变初始物料的浓度，包括单体及引发剂； ②共聚合时改变两种单体的比例； ③在分批聚合时，分多次陆续添加物料或者连续添加； ④在多釜串联操作时，采用中途加入某种物料的方法。 9.6.2 聚合过程的调节 尚辅网 Thank you 尚辅网 设有 及 两种单体进行共聚，生长反应可有如下四种情况： 单体 及 的消失速率为 9.2.3 游离基共聚合 尚辅网 9.2.3 游离基共聚合 在定常态时， 及 保持恒定，故 于是式（9-61）可以改写成为下式： 尚辅网 9.2.3 游离基共聚合 现对微时间内单体总浓度 中的 组分作物料衡算，则有 尚辅网 如定义共聚的转化率 为： 对于多元共聚，也可类似地推导。 9.2.3 游离基共聚合 尚辅网 自由离子形态，可写出反应过程的机理如下： 分解 离子对的形态 引发 离子型聚合速率的通式为 9.2.4 离子型溶液聚合 尚辅网 瞬间平均聚合度可写出为 故积分平均聚合度为 对于各类离子型聚合，可以求出它们的累积平均聚合度表达式。其通式如下： 9.2.4 离子型溶液聚合 尚辅网 9.3 非均相聚合过程 1 悬浮聚合 2 乳液聚合 尚辅网 9.3.1 悬浮聚合 生成固体聚合物颗粒的平均直径与搅拌条件的关系如下： 尚辅网 9.3.2 乳液聚合 尚辅网 乳液聚合的单体转化速率可用下式表示： 平均聚合度为 聚合粒子数与游离基生成速率及乳化剂的表面积有如下关系： 因 ，故结合式（9-103），式（9-104），可知： 9.3.2 乳液聚合 尚辅网 9.3.2 乳液聚合 尚辅网 9.4 缩聚反应过程 1 2 缩聚平衡 缩聚动力学 3 分子量及其分布 尚辅网 或者： 当原料中的羧基与氨基为等官能团数时，则在平衡时，有 n为水的物质的量，反应的平衡常数K定义如下： 9.4.1 缩聚平衡 尚辅网 令 ，则可得出 故缩合度为 因一般 ，故上式近似为 可见缩聚物分子量是随系统的平衡常数的增大和系统中水分子的减少而增大的。 9.4.1 缩聚平衡 尚辅网 对于像聚酯那样不用外加强酸来催化的体系，反应速率式可写成： 如羧基与羧基为等当量时，它们的浓度是相等的，并均以c表示，则上式便成 故若以 对t作图，便应为一直线。 9.4.2 缩聚动力学 尚辅网 另一种情况是需要外加强酸作为催化剂，这时反应速率式可写成： 或 同样，积分后可得到 故若以 对t作图，将为一直线。 9.4.2 缩聚动力学 尚辅网 缩合度为j的高分子数 可由下式表示： 而j聚体的质量分数为 9.4.3 分子量及其分布 尚辅网 9.4.3 分子量及其分布