4.2~4.3聚合反应工程分析.ppt

聚合反应工程分析 1 概述 高分子材料合成工业是现代化学工业的一个重要组成部分，以产值计，它占整个化学工业60%以上的比重。 进入21世纪，新材料的发展已经成为高新技术的三大支柱之一。 2004年我国生产合成材料的总量在4800万吨左右，其中合成树脂（包括聚酯）的总量约在2500万吨左右，年增长率在12％左右。 我国高分子材料合成工业的发展仍然满足不了国内对高分子合成材料的需求，国内自给率不高，产品结构不合理。 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 平均聚合度和聚合度分布 1.数均聚合度 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 平均聚合度和聚合度分布 2.重均聚合度 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 平均聚合度和聚合度分布 3.数均聚合度分布函数 平均聚合度和聚合度分布 4.重均聚合度分布函数 3 连锁聚合反应的 聚合度和聚合度分布 在引发剂引发、偶合终止，且不存在链转移的均相系统自由基聚合中，数均聚合度的初始值（聚合率x＝0时的值）在某温度下设为pn0＝2.0×103，在此温度条件下，反应系统保持恒温，并使反应在间歇操作条件下进行。试求算聚合率x＝0.60时，生成聚合物的数均聚合度及重均聚合度分布，设随反应进行，引发反应速度及其他基元反应的速率常数不发生变化，且假定反应系统为定容系统。 在相同温度条件下，使反应在连续操作条件下进行。试求算聚合率x＝0.60时，生成聚合物的数均聚合度及重均聚合度分布。 在1-CSTR中进行某自由基聚合反应，引发剂引发，偶合终止，无链转移，已知： ， ， ，[M]0=0.5 mol/L, 反应体系为定容，求x=0.75时生成聚合物的 =？。及j=100时的 在等温间歇操作釜中进行某自由基聚合反应，引发剂引发，歧化终止，无链转移，已知： ， ， ，[M]0=0.4 mol/L, 反应体系为定容，求x=0.60时生成聚合物的 。如反应改在1-CSTR中进行，则 =？ 4 缩聚反应的聚合度和聚合度分布 * * ——构成聚合物的单体总数； ——聚合物中的分子总数； ——j聚体的浓度； ——聚合物的浓度，； ——单体的初始浓度，残留单体的浓度。 ——构成聚合物的单体总数； ——聚合物中的分子总数； ——j聚体的浓度； ——聚合物的浓度，； ——单体的初始浓度，残留单体的浓度。 ——聚体的分子数（≥2），聚体的浓度； ——聚合物的分子总数，聚合物的浓度。 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 重均聚合度分布函数和数均聚合度分布函数的关系： 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 瞬间聚合度和聚合度分布 1.瞬间数均聚合度 式中： ——单体消耗的速度（或总聚合反应速率）； ——链增长速率（在连锁聚合反应中 ）； —— 聚体的生成速度； ——聚合物生成速度（包括链终止速度、链转移速度）。 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 瞬间聚合度和聚合度分布 2.瞬间重均聚合度 式中： ——单体消耗的速度（或总聚合反应速率）； ——链增长速率（在连锁聚合反应中 ）； —— 聚体的生成速度； ——聚合物生成速度（包括链终止速度、链转移速度）。 2 聚合物的聚合度和 聚合度分布的表示法 瞬间聚合度和聚合度分布 3.瞬间数均聚合度分布函数 式中： ——单体消耗的速度（或总聚合反应速率）； ——链增长速率（在连锁聚合反应中 ）； —