聚合反应工程基础复习提纲

第一章绪论1.阐明聚合反映工程基础研究内容及其重要性.研究内容:①以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反映动力学和聚合体系传递规律为基础;②将普通定性规律上升为数学模型,从而解决普通技术问题到复杂反映器设计,放大等提供定量分析办法和手段;③为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:聚合反映工程研究内容为:进行聚合反映器最佳设计;进行聚合反映操作的最佳设计和控制.第二章化学反映工程基础一、概念1.间歇反映器、持续反映器间歇反映器：物料一次放入，当反映达成规定转化率后即取出反映物，其浓度随时间不停变化，合用于小规模，多品种，质量不均。持续反映器：持续加料，持续引出反映物，反映器内任一点的构成不随时间而变化，生产能力高，易实现自动化，合用于大规模生产。2.平推流、平推流反映器及其特点：当物料在长径比很大的反映器中流动时，反映器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。含有此种流动型态的反映器叫平推流反映器。特点：①在稳态操作时，在反映器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化，②反映器内物料的浓度沿着流动方向而变化，故反映速率随时间位置而变化，及反映速率的变化只限于反映器的轴向。3.抱负混合流、抱负混合流反映器及其特点：反映器中强烈的搅拌作用使刚进入反映器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达成充足混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体构成与器内相等这种流动形态称之为抱负混合流。与抱负混合流相适应的反映器称为抱负混合流反映器。特点：①反映器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体构成②物料质点在反映器内停留时间有长有短③反映器内物质参数不随时间变化。4.膨胀率：反映中某种物料全部转化后体系的体积变化率5.容积效率：指同一反映在相似的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反映器与抱负混合反映器所需的总体积比6.停留时间分布密度函数、停留时间分布函数、平均停留时间停留时间分布密度函数：系统出口流体中，已知在系统中停留时间为t到dt间的微元所占的分率E(t)dt停留时间分布函数F(t):系统出口流体中，已知在系统中停留时间不大于t的微元所占的分率F(t)7.返混指反映器中不同年纪的流体微元间的混合8、宏观流体、微观流体宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体；微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体；9.宏观流动、微观流动宏观流体指流体以大尺寸在大范畴内的湍动状态，又称循环流动；微观流体指流体以小尺寸在小范畴内的湍动状态10.混合时间指通过搅拌时物料达成规定均匀程度所需的时间11.微观混合、宏观混合P70微元尺度上的均匀化称为宏观混合；分子尺度上的均匀化称为微观混合。二、问题1.按物料的相态、构造形式、操作方式和流体流动及混合形式分类，反映器可分为那几类？按物料相态来分：均相反映器、非均相反映器；按构造形式来分：管式反映器、釜式反映器、塔式反映器、固定床反映器、流化床反映器等；按操作方式来分：间歇反映器、持续反映器、半持续反映器按流体流动及混合形式来分：平推流反映器（或称活塞流、柱塞流、抱负置换反映器）、抱负混合流反映器（或称完全混合反映器）、非抱负流动反映器2.形成返混的重要因素有哪些?①由于物料与流向相反运动所造成,②由于不均匀的速度分布所引发的,③由于反映器构造所引发死角,短路,沟流,旁路等.3.抱负反映器设计的基本原理是什么？①提供反映物料进行反映所需的容积，确保设备有一定的生产能力②含有足够的传热面积，确保反映过程中热量的传递，使反映控制在适宜的温度下进行③确保参加反映的物料均匀混合4.反映器的流动模型有哪些？各有何特点抱负流动模型（平推流模型、抱负混合流模型）、非抱负流动模型（多级抱负混合模型、层流流动时的速度分布模型、扩散模型、带死角和短路的抱负混合模型）平推流模型：流体以平推流流动，全部物料的停留时间都为V/v0不存在返混抱负混合流模型：物料的停留时间分布最宽，返混最大多级抱负混合模型:可用来描述偏离平推流不太大的非抱负流动反映器，只需要一种参数来表达返混大小层流流动时的速度分布模型：流体不发生轴向返混；流体的返混仅仅是由于管中流体的不同流速所引发的；流体为牛顿流体扩散模型：介于抱负混合流和平推流之间的，用来描述含有不同返混程度的非抱负流动模型5.平推流及抱负混合反映器的停留时间分布有何特点？平推流停留时间分布特点：t≥τ时，F（t）=1；t<τ时，F（t）=0抱负混合停留时间分布特点：t=0时，F（t）=0，t=∞时，F（t）=1，停留时间分布宽。6.返混对简朴反映、复杂反映和连串反映各有何影响？返混对简朴反映无影响，由于大多从间歇反映中得到恒温恒容的简朴反映；返混影响到复杂反映的产物分布，从而能够采用不同的操作方式来提高目的产物的收率；返混会影响到连串反映的物料平均停留时间，因此为提高目的产物的收率，首先应选择平推流反映器或间歇反映器，然后才考虑抱负混合反映器。7.描述持续式反映器的重要性质有哪些？停留时间分布密度函数E（t），停留时间分布函数F（t），数学盼望，方差，返混8.微观混合和宏观混合对抱负混合反映器各有何影响？宏观混合与微观混合对不同级数的化学反映的影响是不同的。只有一级反映时，微观混合与宏观混合的反映成果是同样的；当n<1时，微观混合能提高转化率，有利反映当n>1时，宏观混合有助于反映9.影响容积效率的因素有哪些？反映器类型,反映级数,生产过程中转化率10.停留时间的测定办法有哪些,各合用于什么具体状况?阶跃示踪法→实验装置；脉冲示踪法→工业反映器11.停留时间分布和返混之间有什么关系?研究流动模型有何意义?返混造成停留时间分布,两者有亲密关系,可用停留时间分布定量描述同类反映器中返混程度,而同一停留时间分布可由不同状况的返混程度与之相适应.意义:流动模型是为了研究反映器内流体的实际流动形态,在不变化其性质的前提下,对其加以合适的抱负化,这种合适抱负化的流动形态称为流动模型,因此流动模型是反映器中液体流动形态的近似概括,是设计和放大反映器的基础.12.动力学方程建立时,数据收集方式和解决方式有哪些?收集方式:化学分析办法,物理化学分析办法解决方式:积分法,微分法.13.反映器基本规定有哪些？①提供反映物料进行反映所需容积,确保设备一定生产能力;②含有足够传热面积;③确保参加反映的物料均匀混合14.基本物料衡算式,热量衡算式①物料衡算:反映物A流入速度-反映物A流出速度-反映物A反映消失速度+反映物A积累速度=0(简作:流入量-流出量-消失量-积累量=0)②热量衡算:随物料流入热量-随物料流出热量-反映系统与外界交换热量+反映过程的热效应-积累热量=015.实现反映器的热稳定操作需满足哪些条件?①Qr=Qc,体系放出热量;Qr②dQc/dT>dQr/dT,除热量;Qc③△T=T-Tw<RT2/E,E反映活化能,T反映器温度,Tw冷却液温度第三章聚合反映工程分析1.在双分子热引发和双基终止时，间歇式和持续全混式反映釜对产物的转化率、累计平均聚合度有何影响？间歇式：X=持续全混式：X=1+故持续全混式转换率高，但平均聚合度小。

2.

在连锁聚合中，采用间歇操作和持续操作对其转化率和平均聚合度和分子量分布有何影响？同一歧化终止，无链转移时，抱负混合流操作的瞬间聚合度及聚合度分布与间歇操作相似；平均聚合度及聚合度分布不同。单基终止，无链转移时，抱负混合流操作的聚合度分布比间歇操作的窄；平推流操作：平均聚合度和聚合度分布与间歇操作相似。对于抱负混合反映器，分子量分布窄；（浓度不变）对于间歇反映器，分子量分布宽。（浓度从高到低）3.要制取高分子量的缩聚物时，在理论上和操作方式上可采用哪些方法？①应将反映产生的低分子物质排出体系外；②要尽量确保严格的原料官能团等当量比，配料要准，原料要纯，避免物料中混入能终止缩聚的单官能团杂质。③在反映到一定程度时，外加一定量的单官能团物质以实施“端机封锁”而使缩聚终止。4.间歇操作的和持续全混反映釜对缩聚反映的分子量分布有何影响?间歇操作或靠近平推流的塔式反映器可获得分子量分布窄的缩聚物；抱负混合操作时，产物的分子量分布要比间歇操作时宽。

5.返混和混合对聚合度分布的影响。当活性链的寿命较物料在反映器中的平均停留时间短时，浓度历程是影响聚合度分布的重要因素，聚合度分布由窄至宽为：抱负混合反映器，非抱负混合反映器，平推流反映器；当活性链的寿命较平均停留时间长时，停留时间分布是决定聚合度分布的重要因素。上述状况正好相反。6.粘度对聚合物反映的影响。粘度增加，链自由基卷曲，活性端基被包裹，双基扩散终止困难，链终止速率下降，产生凝胶效应，出现自加速现象。第四章化工流变学基础1.流体分类按流体力学观点:分为抱负流体和实际流体两大类.抱负流体又称为无黏性流体,实际流体又称黏性流体,可分为牛顿流体与非牛顿流体.2.何为牛顿流体,非牛顿流体?非牛顿流体又有哪些类型?流动曲线通过坐标原点的始终线的流体称为牛顿流体;凡流动曲线不是直线或虽为直线但不通过坐标原点的流体称为非牛顿流体.非牛顿流体分为三大类:非依时性(假塑性,胀塑性,宾汉流体);依时性(触变性,震凝性);粘弹性流体(入口效应,弹性回缩,爬杆效应,***)3.高分子流体为什么多属于假塑性流体大分子链的取向因素,大分子链为无规线团,彼此缠结,对流动阻力大,体现出较大的黏度.当流动而受较大剪切作用时卷曲缠结的大分子构造被拉直取向,伸直后大分子在液体层间传递动量作用较原来小,因而随γ增加,体现出η减小,因此多属于假塑性流体.4.为什么触变性流体和震凝性流体有特殊的流变行为?由于在一定剪切条件下,流体的构造随时间而受到逐步破坏,受破坏构造在剪切作用停止作用后又能够恢复,体现出独特流动行为.5.普通对于涂料类流体但愿其含有何种流动特性,为什么?普通但愿含有触变性.由于触变性可使涂料在受外力作用下变成易流动的液体,而当外力消失后又很快恢复到高黏性不流动状态,这样易于涂刷而又能保持涂刷后不流动,特别合用于垂直面上的涂刷.6.影响高分子流体流变行为的重要因素有哪些?如何对这些影响进行理论分析影响重要因素有高聚物平均分子量,分子量分布,压力,温度,以及溶液浓度.①存在一临界分子量Mc,M>Mc,黏度急剧增加，为非牛顿流体:M<Mc为牛顿流体;②对分子量相近,分子量分布较宽的流体,比分子量分布较窄流体较早出现非牛顿流体转变,且分子量分布越宽,偏离牛顿流动也越远.③温度:温度增加,黏度η下降.对于柔性,温度对其影响不大,链段运动易,活化能小.④浓度:聚合物溶液浓度增加,溶液黏度η0增加.临界浓度Cc,当C<Cc为牛顿性流体C>Cc,为非牛顿流体,假塑性.⑤压力影响:压力影响流体自由体积,压力P增加,自由体积下降,引发黏度增加.7.非牛顿流体的流动行为指数对流体在圆管中的流动行为和聚合反映成果有何影响？N下降,假塑性流体在管中流速分布比牛顿均匀;反映器中C,T,及径向分布也越均匀,分子量分布也越窄.8.对非牛顿流体在圆管中层流流动规律进行研究有何重要意义?非牛顿流体与牛顿流体不同流动特性,两者动量质量传递特性也有所差别,进而影响到热量传递,质量传递,及反映成果.因此对流速分布及压力降等问题研究,不仅能决定管中流体输送量与功率消耗,同时能理解影响管式反映,塔式反映器中物料浓度,温度分布,进而影响反映速度和分子量分布状况.9.何为表观粘度?剪切应力与剪切速率的比值称为表观黏度,Ma=Z/r第五章搅拌聚合釜内流体的流动与混合1.搅拌器普通含有哪些功效?混合,搅动,悬浮,分散等2.搅拌釜内的流体的流动分为哪两个层次宏观状况:循环流动;微观状况:剪切流动.3.循环流动的三个典型流动分别是什么?哪些流动对混合有利?哪些需克服?径向流动,轴向流动,切线流动;径向和轴向对混合有利,起混合搅动及悬浮作用;切线流动对混合不利.4.何为打旋现象?如何消除打旋现象当η不大,搅拌转速较高时,桨叶放在釜中心线时,液体将随桨叶旋转的方向沿着釜壁滑动,釜内液体在离心力的作用下,涌向釜壁,使液面沿壁上升,中心部分液面下降,形成一种旋窝,普通称打旋现象.消除打旋现象:偏心安装可削弱漩涡,安装挡板,加导流筒可有效消除.5.试说出几个搅拌器的构型,特点和应用?①桨式搅拌器:桨叶构型为平桨,斜桨,锚形或框形桨者.特点:构造简朴,转速低,桨叶面积大,平桨,斜桨合用于η为0.1-102Pa·s的液体搅拌;锚式,框式对高η液体.②推动式搅拌器:三瓣叶片;适合湍流程度不高,循环量大.优点:构造简朴,制造方便,合用于η低,液量大液体搅拌.剪切作用不大,循环性能好.③涡轮式搅拌器:桨叶形式诸多,有开式和闭式两类.应用较广并解决程度范畴广液体.合用于低粘到中档程度液体混合,液液分散,液固悬浮及增进良好传热,传质,或化学反映.④螺杆及螺带式搅拌器:合用于高粘度液体.6.搅拌器应满足哪些基本规定?选择搅拌器的基本办法是什么?确保物料混合,消耗最小功率,所需费用最低,操作方便,易于维修.选择基本办法:A.生产上对搅拌无特殊规定,可参考生产时所用类似搅拌经验地选择.B.对搅拌有严格规定,且又无类似过程搅拌型式,应对设备工艺过程的操作类别,搅拌规定及经济性全方面分析评价,找到重要控制因素进行选择适应型式C.对于过程开发或生产规模很大工程,在一定实验基础上,研究出最佳搅拌器桨叶形式,尺寸及操作条件,再相似模拟放大进行设计计算.选择搅拌器原则:(1)均相液体混合:重要控制因素为容积循环速率.(2)非均相液体混合:使互不相溶液体能良好分散.(3)固体悬浮:容积循环速率和湍流强度.(4)气体吸取及液相反映:确保气体进入液体后被打散,被气泡均匀的分散.控制因素:局部剪切作用,容积循环速率及高转速.(5)高粘度体系控制因素:容积循环速率及低转速7.搅拌器的功率消耗重要用于那些方面?计算搅拌器功率有何重要意义搅拌器所消耗的能量;搅拌轴封所消耗;机械传动所消耗意义:(1)搅拌功率是衡量搅拌强度的重要物理量;(2)是搅拌机械设计的基本数据;(3)根据搅拌功率的选用搅拌电机8.从搅拌器的功率曲线能够得到哪些重要信息?功率函数;功率准数;雷诺数：1.Nre=1-10:曲线斜率为-1,搅拌层流区;2.Nre=10-1000:搅拌过滤区;3.Nre》1000:搅拌湍流区,为一水平直线9.气液体系的搅拌功率与均相体系相比有哪些特点?液体中通入气体,减少了被搅拌液体的有效密度,因此也就减少了搅拌功率,搅拌功率可采用均相液体搅拌功率分析计算办法并加以修正.而大量通入气体时,开始出现大气泡,功率消耗不再明显变化,称"液泛".10.何为泵送指数?其对搅拌器计算有何重要作用qd=Nqd*ND3,Nqd为泵送准数.包含了流体的流速和搅拌的泵送能力,反映了搅拌的激烈程度11.搅拌级别普通范畴几个等级？10个等级12.惯用的搅拌桨叶直径的大致范畴如何选定桨叶直径与釜径比值D/T=0.2~~0.8平桨0.5~~0.83涡轮0.33~~0.4推动式0.1~~0.3313.何为颗粒雷诺数?其在不同的范畴时,密度差如何计算NRe(p)=(dputρ)/μNRe(p)<0.3层流>103湍流密度差:(ρp-ρ)/μ(层流)(ρp-ρ)/ρ(湍流)14.聚合反映的搅拌级别普通选择几级？普通分为十个等级15.悬浮程度与那些因素亲密有关?桨叶转速越高,直径越大,颗粒沉降速度愈小,所得悬浮程度越高.16.层流和湍流是=时的搅拌功率如何计算?为什么?因次分析:P=f(N,D,ρ,μ,g)搅拌功率准数:Np=P/(ρN3p5),Np=NFrqf(NRe)NRe=DN2/g:搅拌弗鲁德准数层流区:P=KMN2D3重力影响可忽视,即不考虑NFr影响Np=KNRe-1湍流区:P=KρN3D5湍流区功率曲线呈一水平直线与Re无关,Np为常数.第六章搅拌聚合釜的传热与性质1,聚合速率在聚合过程中普通有三种类型,其中那些对反映控制比较有利?可采用那些方法实现这种过程?减速型,加速型,匀速型；匀速型对反映控制有利；引发剂半衰期使用得当,也可逐步或分批加入单体或催化剂使Rp保持均衡.2,传热装置有哪些类型?夹套,内冷件,回流冷凝器,体外循环冷凝器3,哪些反映不适宜采用釜外循环热交换?为什么?a对规定严格控制反映温度的一类聚合反映不适宜采用液相外循环热交换装置应用于polymer,使物料下降5~10℃b悬浮聚合造成结块也不适宜c而对剪切敏感胶乳体系应慎用,由于循环泵r很大,易破坏胶乳稳定性d本体聚合,体系黏度过大,泵送困难,也不适宜4,试概括传热速率方程和总传热系数方程,讨论提高反映釜传热能力有效措施?Q=KA(ti—t0)Q:传热速率A传热面积Ti流体温度To截热体温度K传热系数1/K=1/αi+1/α0+ξδ/λ,αi,α0釜内外壁传热同类系数ξδ/λ:导热部分总热阻δ:厚度λ:导热系数增大传热面积,减少冷却水温度以扩大温差,提高总传热系数可提高传热速率减少体系黏度,改善搅拌效果提高αi和K重要途径夹套中冷却水流提高K重要途径：例夹套内安装挡板,扰流喷嘴,多点切向进水使水处在激烈流动状态,提高α0ξδ/λ减小:λ较高材质,设法减少黏釜物和挂胶现象及时进行清釜,改善冷却水水质以及水垢沉积第七章搅拌聚合釜的放大1.何为放大效应?为什么会出现放大效应?何为冷模实验?反映器放大后,普通会引发大小反映器间的热量,质量传递及流体流动状况等物理过程变化,造成两者速度,温度,浓度分布及停留时间分布的差别,影响反映成果效应称之为放大效应掌握设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量,热量,质量,停留时间分布和微观混合的定量关系的实验称冷模实验2.在工程上有哪几个放大办法?简述多种放大办法基本原理?放大办法有;数模放大法相似放大法逐级经验放大法数模放大法:通过动力学研究和模式拟定催化剂种类,反映物浓度,温度,反应时间,剪切等对反映速率,产物质量和收率的关系,并综合以一数学模型来描述相似放大:在配方不变的前提下,不管反映机理如何,若工业反映器中速度分布,浓度分布,温度分布和停留时间分布均与反映器相似,两者反映后果也必然相似四种分布并非独立,互相呈复杂制约关系,找出对反映后果影响最大的核心混合参数及其适应的范畴,并以此混合物参数作为放大准则3.如何理解和应用相似放大?相似放大着眼于如何在工业反映器中复现模拟反映器成果.相似放大应用于搅拌聚合釜.1.搅拌设备传热放大可分为按动力相似放大,按传热系数相等放大,按单位体积传热速率不变放大,按搅拌聚合釜搅拌放大.5.搅拌釜传热可采用哪几个办法放大动力相似,叶端速度相等,给热系数相等,单位体积输入搅拌功相等,单位体积传热速率不变,总传热系数K放大6.几何相似系统中，概括N对几何相似体系可在数个几何相似但容积不同的搅拌釜中进行实验，求出每个釜中能获得合格产品的转速。由此拟定转速N和桨径D的关系。第八章聚合过程及聚合反映器本体法本体法的最大特点是在聚合过程中，除了引发剂不须加入分散剂、乳化剂等聚合助剂或溶剂，因此产品的纯度高与其它聚合办法相比，工艺简朴，能耗低，成本低，对环境污染小。从反映器的运用率来看，它是所用聚合办法中最高的。本体聚合困难的问题是如何及时、有效地移走反映放出的大量反映热。特别在反映后期，转化率高，反映体系的粘度剧增，造成混合、传热困难，反映状况恶化。不及时带出反映热，体系温度上升，聚合度下降，聚合度分布加宽，副反映增加。严重出现爆聚现象。1、间歇反映器：物料一次放入，当反映达成规定转化率后即取出反映物，其浓度随时间不停变化，合用于小规模，多品种，质量不均。持续反映器：持续加料，持续引出反映物，反映器内任一点的构成不随时间而变化，生产能力高，易实现自动化，合用于大规模生产。2、平推流反映器及其特点：当物料在长径比很大的反映器中流动时，反映器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。①在稳态操作时，在反映器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化，②反映器内物料的浓度沿着流动方向而变化，故反映速率随时间位置而变化，及反映速率的变化只限于反映器的轴向。3、抱负混合流反映器及其特点：反映器中强烈的搅拌作用使刚进入反映器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达成充足混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体构成与器内相等这种流动形态称之为抱负混合流。特点：①反映器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体构成②物料质点在反映器内停留时间有长有短③反映器内物质参数不随时间变化。4、数模放大的基本原理：是通过动力学研究和模试，拟定催化剂种类、反映物浓度，反映时间剪切对反映速率、产品质量和收率的关系，并综合从一数学模型来描述5、相似放大的基本原理：在配方不变的前提下，不管反映机理如何。若反映器中的速度分布，浓度分布，温度分布和停留时间分布均匀与模试反映器相似，则两者的反映成果必然想同6、持续乳液聚合与间歇乳液聚合的四个不同点：①持续操作得到的粒子数比间歇操作小，聚合速率也较间歇低②与间歇乳液聚合粒径分布比持续聚合宽③间歇乳液聚合中阻聚作用只存在诱导期，而持续聚合中阻聚作用存在于整个过程④间歇乳液聚合无瞬态过程，而持续聚合有瞬态过程7、聚合反映器选择原则：①充足考虑并满足聚合反映特性②经济效益上的考虑③应充足考虑聚合反映器特性对聚合物质量的影响8、放大原则：在相似放大中，每一种准数代表的放大规则经常是矛盾的，因此在放大过程中要抓起控制作用的因素，保持与这些因素有关的准数在放大过程中不变，而对其它因素加以合适照顾。9.反映器应满足的三个规定：①提供反映物料进行反映所需的容积，确保设备有一定的生产能力②含有足够的传热面积，确保反映过程中热量的传递，使反映控制在适宜的温度下进行③确保参加反映的物料均匀混合10、造成返混的重要因素：①物料与流向相反的运动造成的②由于不均匀的速度分布所引发③由于反映器构造所引发的死角，短路，沟流，旁路11、返混对聚合度分布的影响：1停留时间分布：停留时间分布越窄则聚合度分布越窄；2浓度历程的影响：若反映器中无聊浓度维持不变则聚合度分布越窄；当活性链寿命短时，浓度历程是影响的重要因素，此时抱负混合流反映器返混程度最大，浓度均一故聚合度分布最窄，平推流反映器分布最宽；当活性链寿命较长时，停留时间分布是决定聚合度分布的重要因素，此时平推流反映器停留时间分布分布最窄，故聚合度分布最窄。12.粘度对聚合物反映的影响：以自由基反映为例，在低转化率下，其反映速率受粘度影响较小，但在工业聚合过程中，普通转化率很高时，此时随粘度的增加，体系会产生凝胶效应，产生自动加速现象，因素是随着反映的进行体系粘度不停增加，链自由基卷曲，活性端基甚至被包埋，双基扩散终止困难造成终止速率下降而引发速率几乎不因粘度增加而减小，故造成聚合物总体生成速率升高聚合加速。但当转化率很高时单体的扩散也受到妨碍Kp也下降造成总的聚合速率也下降，普通当T>Tg时，Kp受扩散控制影响较小，可不考虑粘度影响；当T→Tg时Kt、Kp均受扩散控制影响均需考虑粘度变化。13、按桨叶构型分搅拌器分为哪几个：1桨式搅拌器：构造简朴、转速低、桨叶面积大；2推动式搅拌器：构造简朴制造方便，合用于液体粘度低液量大的液体搅拌。剪切作用不大、循环性好；3涡轮式搅拌器：较大的剪切力，合用于低粘度到中粘度的液体混合。4螺杆螺带式：合用于粘度较大的场合。14、几何相似体系放大准则的拟定办法：对几何相似体系可在数个几何相似但容积不同的搅拌釜中进行实验，求出每个釜中能获得合格产品的转速。由此拟定转速N和桨径D的关系。15、根据聚合反映器的形式，可将聚合反映器分为哪几类？其中釜式反映器由哪几部分构成，各自的作用是什么？按形式可分为釜式，塔式，管式和特殊类。釜式反映器重要由釜体，搅拌装置，传热装置，密封装置四部分构成。釜体是反映器的主体，用来剩反映物料。搅拌装置是使釜里物料均匀混合。传热装置的作用是提供釜内物料的反映温度，热量并及时将多出热量穿成釜外。密封装置的作用是确保釜内反映物料在较为密封的状态下进行反映，以防物料泄露。16、反映放大的办法有那些，各自原理是什么？放大有数模放大和相似放大。数模放大的基本原理是通过动力学研究，拟定催化剂种类，反映物浓度，温度，反映时间，剪切等对反映速率，产品质量，和收率的关系，并综合以数学模型来描述，同时有通过冷模实验掌握设备的几何尺寸及操作条件对搅拌釜内动量，热量，质量，停留时间分布和微观混合的定量关系。并对应建立传递过程模型。相似放大原理是在配方不变的前前提下，不管反映机理如何，若工业反映器中的速度分布，浓度分布，和停留时间分布均与模试反映器相似，则两者的反映成果相似。17.搅拌聚合釜传热装置有那些具体规定，传热装置与那些，各自特点是什么？搅拌聚合釜对传热装置的规定有：高的传热速率，构造简朴，避免有易引发挂胶的粗糙表面及造成构造的死角。易于清洗。传热装置有（1）夹套特点是最常采用的装置，构造简朴，在解决粘度较高的物料时由于传热系数下降，可采用提高夹套内传热介质的湍动来增加搅拌釜的传热系数。（2）内冷件最常采用内冷管和内冷挡板，内冷管管壁较薄，冷却水流速大，因此传热系数比夹套大的多，从而改善聚合釜传热条件。（3）回流冷凝特点是以蒸汽冷凝方式传热，传热系数高，传热面积不受釜容积限制。（4）体外循环冷凝器不用于规定反映温度的聚合反映，对胶乳的剪切稳定，提高乳液聚合可采用体外冷却，但对剪切敏感的胶乳体系应慎用。聚合反映之名解释1、返混：反映器内停留时间不同的流体微元间的混合；2、膨胀率：反映中某种物料全部转化后体系的体积变化率；3、宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体；4.微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体；5、混合时间：通过搅拌时物料达成规定均匀程度所需的时间。6、微观流动：流体以小尺寸在小范畴内的湍动状态；7、宏观流动：流体以大尺寸在大范畴内的湍动状态，又称循环流动；8、容积效率：指同一反映在相似的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反映器与抱负混合反映器所需的总体积比9、聚合反映工程：聚合反映工程是化学反映的一种分支，他是研究聚合物制造中的化学反映工程问题，他以工业规模的聚合过程为研究对象，以聚合动力学和聚合物的传递过程为基础，并把两者结合起来。10、停留时间分布密度函数：系统出口流体中，已知在系统中停留时间为t到dt间的微元所占的分率E(t)dt11、停留时间分布函数F(t)系统出口流体中，已知在系统中停留时间不大于t的微元所占的分率F(t)1、搅拌的功效：混合、搅动、悬浮、分散2、大型聚合物生产六大工艺：原料准备与精制，引发剂与配制，聚合、分离、后解决及回收，聚合过程是核心3、按反映器构造分：管式、釜式，塔式、固定床、流化床4、放大的标志：要确保大小反映器中，反映成果一致或近似；其成功的核心是放大技术的对的与否；5、传热装置：夹套、内冷件、回流冷凝器、体外循环冷却系统；6、釜式反映器的构成：釜体、传热装置、搅拌装置、密封装置；7、搅拌的功效：分散、混合、悬浮、搅动8、聚合反映系统产生热稳定性问题的本质：由于反映器内物料存在返混。1、反映器分类：按构造型式分类类型优点缺点举例釜式反映器优点：构造简朴，加工方便，传质、传热效率高，适应性强，操作弹性大，持续操作时温度、浓度易控制，产品质量均一，适于多品种、小批量生产。规定达成高转化率时，反映器容积大顺丁橡胶，丁苯橡胶，聚氯乙烯管式反映器构造简朴、加工方便，耐高压，传热面大，热交换效率高，容易实现自动控制对慢速反映管子规定长且压降大高压聚乙烯的生产，石脑油的裂解，轻油裂解生产乙烯塔式反映器挡板型:适于快速和中速反映过程，构造复杂固体填充式:构造简朴，耐腐蚀，适于快速和瞬间反映过程不同塔不同，书上没说，具体见老师ppt吧o(╯□╰)o苯乙烯的本体聚合，已内酰胺的缩聚流化床反映器传热好，温度均匀，易控制催化剂的磨损大，床内返混大，高转化率难丙烯氨氧化制丙烯腈，萘氧化制苯酐，聚烯烃的生产按操作方式分类间歇反映器：在反映之前将原料一次性加入反映器中，直到反映达成规定的转化率，即得反映物，普通带有搅拌器的釜式反映器。优点是：操作弹性大，重要用于小批量生产。持续操作反映器：反映物持续加入反映器产物持续引出反映器，属于稳态过程，能够采用釜式、管式和塔式反映器。优点是：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。半持续操作反映器：预先将部分反映物在反映前一次加入反映器，其它的反映物在反映过程中持续或断持续加入，或者在反映过程中将某种产物持续地从反映器中取出，属于非稳态过程。优点是：反映不太快，温度易于控制，有助于提高可逆反映的转化率。持续反映器中物料流动型态平推流反映器：⑴各物料微元通过反映器的停留时间相似。⑵物料在反映器中沿流动方向逐段向前移动，无返混。⑶物料构成和温度等参数沿管程递变，但是每一种截面上物料构成和温度等参数在时间进程中不变。⑷持续稳态操作，构造为管式构造。抱负混合流反映器：⑴各物料微元在反映器的停留时间不相似。⑵物料充足混合，返混最严重。⑶反映器中各点物料构成和温度相似，不随时间变化。⑷持续搅拌釜式反映器。非抱负混合流反映器：（重要是由于工业生产中在反映器中的死角、沟流、旁路、短路及不均匀的速度分布使物料流动型态偏离抱负流动）均相反映动力学反映反映速度式反映积分式不可逆反映一级二级可逆反映一级二级（m=2）复合反映平行反映连串反映（PS：在连串反映中，R的浓度会有最大值，出现最大值的时间为：，最大浓度为：4、抱负反映器设计反映器设计的三个基本规定：提供反映物料进行反映所需要的容积，确保设备有一定的生产力。含有足够的传热面积，确保反映过程中热量的传递，使反映控制在最适温度下进行。确保参加反映的物料均匀混合。反映器设计基本原理：物料衡算：（流入量）—（流出量）—（反映消失量）—（累积量）=0热量衡算：（随物料流入热量）—（随物料流出热量）—（系统与外界交换热量）+（反映热效应）—（累积热量）=0基本过程：根据物料衡算、热量衡算能够得到反映器设计的基本方程式，再结合动力学方程式计算反映器体积。日常我们计算的是恒温恒容下的，环节以下：

由反映器操作特点，写出物料衡算式；由物料衡算式和化学动力学方程式计算反映所需时间；由辅助生产时间τ辅和τ反，计算生产周期：由及每小时解决的物料量ν0，求出反映器的有效体积由反映器装料系数φ求出反映器实际体积：几个重要反映器的设计过程(在这里只列出重要的几个公式，这个是重点中的重点，建议大家看书22~~36页）反映器物料衡算式停留时间（反映时间）间歇反映器平推流反映器抱负混合流反映器多级串联抱负混合流反映器物料衡算式：（对第i级反映器中的A组份）假设Vi都相等，则（N代表第N级）也可得到容积效率：同一反映在相似的温度、产量和转化率下，平推流反映器和抱负混合流反映器所需的总体积比。工业上用来衡量单位反映器体积所能达成的生产能力。零级反映时，，两种反映器体积相等，即反映器型式对反映速度没有影响。除零级反映以外，其它正级数反映的反映器容积效率不大于1。当转化率一定时，反映级数越高，容积效率越低，故对于反映级数高的反映宜采用平推流反映器。抱负混合反映器热稳定性反映器的热稳定性是指当反映过程的放热或除热速率发生变化时，过程的温度等因素产生一系列的波动，当外扰消除后，过程能恢复到原来的操作状态，则反映器含有热稳定性，或含有自衡能力，否则为热不稳定的或无自衡能力。体系含有热稳定性必须含有下列两个条件：放热速率与除热速率相等，即：稳态条件稳定条件影响热稳定性的因素：1、化学反映的特性，如k、△H、E等2、反映过程的操作条件．如、、T等。3、反映器的构造，如A；4、操作条件，如、T、、K等与的最大温差：反映器内的温度与冷却剂的温度差必须不大于，这是热稳定性的又一条件。停留时间分布返混：不同停留时间的微元之间的混合。（和前面介绍的是同一种意思，这个更简洁，返混造成了停留时间的分布。）造成返混的因素：由于物料与流向相反的运动造成的。不均匀的速度分布。由于反映器构造所引发的死角、短路、沟流、旁路等造成。停留时间分布密度函数：停留时间分布函数：停留时间分布的测定办法：跃迁示踪法、脉冲示踪法。（51页）平均停留时间：方差：若以对比时间作为自变量，则此时方差为无因次方差，当：时，为平推流；时，为抱负混合流；时，为非抱负混合流。第三章（全部题型）1、聚合度及其分布函数定义及关系数均聚合度： ，重均聚合度：Z均聚合度：瞬时数均聚合度：瞬时重均聚合度：瞬时Z均聚合度：与的关系：瞬时数基聚合度分布函数：瞬时重基聚合度分布函数：（其中为聚合速率）两者关系：数基聚合度分布函数：重基聚合度分布函数：积分式：2、平均聚合度及聚合度分布与动力学链长的关系歧化终止、无链转移反映时：，，；其中为动力学链长。，偶合终止、无链转移时：，；3、粘度对聚合反映的影响：在高转化阶段时，体系粘度增大，产生凝胶效应出现了自加速现象。此现象在自由基本体聚合和沉淀聚合中尤为明显。对均相体系产生凝胶效应的重要因素是体系粘度增加，链自由基卷曲，活性端基被包裹，双基扩散终止困难，下降，而引发速率几乎不因粘度的增加而减小，故使聚合速率加速。粘度对聚合过程的影响：低转化阶段，此时认均不受扩散控制影响。中间转化阶段(从出现凝胶效应起)，此时受扩散控制影响，而末受影响。高转化阶段(从受扩散控制起)，此时均受扩散控制影响。4、缩聚反映反映程度：（表达已反映的官能团数与原始官能团数的比）间歇操作时：缩聚反映聚合度分布函数能够写为： 缩聚产物的平均聚合度为：，分布指数:由上面的某些式子能够看出，缩聚产物的聚合度分布与温度无关，仅仅是反映程度p的函数，随着p增大，聚合度分布变宽。随着反映程度趋近于1，的值也激增，工业上为了制的高分子量的缩聚产物，应尽量把反映产生的低分子物质排出体系外，以使反映程度趋近1。抱负混合流操作时：，，抱负混合流操作时数均聚合度与间歇操作相似，但是重均聚合度比间歇操作高，故抱负混合流操作时产物的分子量分布比间歇操作时宽。5、非均相聚合反映（重点，内容有点多，都打出来没多大意思，大家结合书看看吧）最典型的两大非均相聚合体系：乳液聚合、悬浮聚合引发剂：乳液聚合（水溶性引发剂）、悬浮聚合（油溶性引发剂）、溶液聚合和本体聚合（固体催化剂）引发机理：自由基型、离子型、乳液聚合：聚合机理：根据间隙乳液聚合的动力学特性，能够把整个乳液聚合过程分为四个阶段：1、分散阶段（聚合前段）；2、乳胶粒生成阶段（聚合I段）；3、乳胶粒长大阶段（聚合II段）；4、聚合完毕阶段（聚合III段）乳胶粒生成期：诱导期结束到胶束消耗尽，此时不再有新的乳胶粒生成，聚合体系中的乳胶粒数不再变化。反映恒速期：胶束消失到单体液滴消失，单体液滴中的单体不停扩散入乳胶粒中，使粒子中的单体浓度维持不变，直至单体液滴消失聚合速度下降。降速期：单体液滴消失至聚合反映结束，由于无单体经水相扩散进入乳胶粒，故乳胶粒中进行的聚合反映只能靠消耗粒子中贮存的单体来维持。乳液聚合的单体必须含有下列几个条件：⑴单体能够增溶溶解但不能全部溶解于乳化剂的水溶液；⑵单体能够在增溶溶解温度下进行聚合反映；⑶单体与水和乳化剂无任何作用；⑷对单体的纯度规定达成99％以上；⑸在乳液聚合中，单体的含量普通控制在30％～60％之间。间歇乳液聚合聚合速率：式中为乳胶粒中单体浓度，为每个乳胶粒中自由基的平均个数，为单位体积中乳胶粒的个数。提高持续乳液聚合乳胶粒数的办法：（为持续乳液聚合乳胶粒数，为间歇乳液聚合乳胶粒数）使第一釜的平均停留时间为τmax以生成最大可在主反映器前串联一管式反映器或串联一组停留时间极短的釜式反映器作为预反映器，使主反映器中的提高到与N相称采用种子聚合或增加乳化剂用量乳液聚合反映器设计要点：（这里是老师ppt上的，课本上117页尚有，记住几个就能够了）反映器满釜操作避免器壁形成粘壁物；减少反映器内部构造，反映器表面光滑；使用轴向循环搅拌浆叶（传热及混合），设立全夹套（传热及粘壁）；为确保反映体积增加能有效的增加传热面积，反映器不必按几何相似放大，d/r=2/1—30/1；满釜操作，不存留气—液相界面；聚合过程的调节与控制从生产角度看，聚合过程应满足下列规定应确保达成但愿的转化率，普通但愿转化率越高越好，但由于产品质量或反映速率的限制，经常只能适可而止；应有高的反映速率，以使反映器有高的生产能力；应确保聚合产物达成规定的平均聚合度和聚合度分布，以满足加工应用和制品质量的规定；对均相聚和应确保聚合物粒子达成一定的颗粒度和粒径分布。温度的调控控制聚合反映的放热速度调节聚合配方，使聚合反映保持匀速进行间歇操作时，采用逐步或分批加入单体或引发剂多釜串联反映器时，逐釜加入单体或引发剂强化反映器散热过程增加反映器传热面积提高夹套侧冷剂液膜给热系数合理选用反映器材质，及时消除反映器壁的聚合物垢层对高粘反映体系，采用特殊的聚合反映器选用合适冷却介质，提高传热温差聚合速率的调控调节单体及引发剂浓度，变化单体及引发剂的加料方式加入一定量的阻聚剂，以控制聚合进程调节聚合温度变化聚合配方在持续聚合时，可变化返混程度对于乳酸聚合可用调节乳化剂量来调节聚合速率调节反映压力聚合度与聚合度分布的调控调节反映温度、单体、引发剂浓度,避免波动；持续聚合时可变化返混程度，使用分子量调节剂；使用分子量调节剂；乳液聚合可通过调节乳化剂来调节聚合度；对缩聚反映应严格控制组分问的等摩尔比及去除反映副产物，以得到高分子量产物。粒径及粒径分布的调控调节搅拌强度；调节搅拌釜内流体的循环次数；调节搅拌转速；变化聚合配方；采用种子聚合；变化反映器的返混程度；第四章（填空、选择）流变学就是研究物质的变形和流动的科学，其任务是使物质所含有的复杂变形或流动现象更明确化、系统化、定量化、进一步把产生这些现象的机理上升到分子构造上解释。牛顿流体：流动曲线是通过座标原点的始终线，其斜率即为粘度。水、酒精、酯类、油类等属牛顿流体。非牛顿流体：流动曲线不是直线或虽为直线但不通过座标轴原点的流体。粘度随剪切速率而变。高聚物浓溶液、熔融体、悬浮液、浆状液等大多属于这类。牛顿粘性定理：在稳态下，施于运动面上的力F，必然与流体内因粘性而产生的内摩擦力相平衡，施于运动面上的剪切应力与速度梯度成正比，可写为：其中表达剪切速率，惯用表达，为粘度。依时性非牛顿流体触变性流体：该流体的粘度不仅随剪切速率而变化并且在恒定剪切速率下，它的粘度也随着时间的推移而下降并达成一种恒定值。当剪切作用停止后，粘度随时间而增高经几小时或更长时间能够恢复到最初的粘度值。震凝性流体：这是一类比触变流体更不常见的流体它含有和触变流体相反的流动行为，称为反触变行为。在任一给定的剪切速率下，剪切应力随时间的增加将趋近一种最大值，达成最大值所需时间取决于体系的性质，往往在10～200分钟范畴内。只有在一定的剪切速率范畴内，才干促使流体中某种构造的形成从而出现震凝性。非依时性非牛顿流体幂律模型：或其中n为非牛顿指数或者流动行为指数，表达偏离牛顿流体流动的程度。时为牛顿流体；时为假塑性流体；为胀塑性流体。第五章（填空，选择，简答）搅拌反映器的作用：推动液体流动，混匀物料。产生剪切力，分散物料，并使之悬浮。增加流体的湍动，以提高传热速率。加速物料的分散和合并，增大物质的传递速率。在高粘体系，更新表面促使低分子物排除、1、搅拌釜内的流体流况（在整个搅拌容器中流体速度向量的方向）宏观流动：指流体以大尺寸(凝集流体、气泡、液滴)的微元在较大的范畴中(整个釜内空间)的流动状况，含有一定的方向性，因此也称循环流动。效果：混合、搅拌、悬浮循环流动存在三种典型的流况，径向流动、轴向流动、切线流动微观流动：指流体以分子尺度或靠近分子尺度(小气泡、液滴分散成更小的液滴)在小范畴空间(气泡、液滴大小的空间)中的流动。产生因素：由于搅拌桨的剪切作用而引发的局部混合作用，它促使气泡、液滴的细微化最后由于分子扩散达成微观混合。效果：分散，增大不同物相的接触面积，加紧传热、传质2、搅拌雷诺数与流体流动状态的关系搅拌雷诺数：式中，D为桨叶直径，N为搅拌器转速。雷诺数不同的不同流动状态：A区间(）液体仅在桨叶附近呈滞流旋转流动，桨叶无液体吐出，釜内的其它部分为液体停滞区(即死角)。B区间()当雷诺数达数十时，自桨叶端开始有吐出流产生，并引发整个釜内流体的上下循环流动(可能尚存在四周死角)，此时处在层流。C区间(）此时处在过渡流态，即在桨叶周边液体为湍流状态，上下循环流动为滞流，随雷诺数增大，其湍动程度增大。D区间()整个釜内的上下循环流动都处在湍流状态。无挡板时会引发旋涡,有挡板时整釜会处在湍流状态。打旋现象、挡板与导流筒。打旋现象：当流体粘度不大，搅拌转速较高，并且桨叶放在釜的中心线时，液体将随着桨叶旋转的方向循着釜壁滑动，釜内液体在离心力作用下涌向釜壁，使液面沿袭壁上升，中心部分的液面下降，形成一种漩涡，普通称打漩现象。害处是：减少混合效率、搅拌效果；影响转轴强度。挡板：挡板的作用：使流型从重要生成漩涡的旋转型变化为对混合有利的流动，即将切向流转变为轴向流和径向流；增大被搅拌液体的湍动程度，变化搅拌效果。挡板型式：平板式、管式、D型、指数挡板、内冷挡板挡板安装位置：贴壁安装：J/T=1/12适于低粘度系数，易造成搅拌死角产生；离壁安装：J/T=1/16可避免搅拌死角，但搅拌阻力加大，挡板与釜壁之间留有1/6板宽的间隙；倾斜安装：粘度较高，带固体粒子体系，阻力小避免物料堆积。导流筒：提高釜内流体的搅拌程度，加强桨叶对流体的直接剪切作用。造成一定的循环流型，使釜内