二羟甲基脲缩合反应宏观动力学模型.pdfVIP

第 4【卷 第1期 宁 渡 太 学 学 报 [理 工 版) VO【14 No 2001 ]月 JOURNAL OF NqNGBO UN1VFRslTY (NSEE) M 200 文章编号 ：1001．5132(2001))【1．0011．03 二羟甲基脲缩合反应宏观动力学模型 李广学 ，李素荣 ，王茂先 (1．淮南工业学院 化工系．安敬 淮南2320012淮化集 团泉山化1有限公司．安徽淮南 232006) 摘要：通过对脲醛树脂生产过程中的缩合反应的研究，给出了缩合反应过程中的胶粘度与 时 间、pH、温度 的是 系式：“= 】1．93exp[0．1693(T～353)×00309t+ 0．3438pH一 79515／T]． 关键词：脲醛树脂；=羟 甲基脲 ：缩合 ；模型 中图分类号 ：TQ4301 文献标识码：A 0 引 言 脲醛胶的生产经历2个阶段：碱性羟甲基化和酸性缩合 ．前段合成二羟 甲基脲单体，其工艺条件 的控制 ，影响着胶中甲醛 的含量，影响酸性缩合反 应生成 的胶中高分子聚合物 的分子量分布；同时后段酸性缩合反应工艺条 件的控制，决定着胶 中高分子聚合物 的分子量分布，从而影响胶 的粘接力， 控制不好，会形成凝胶 ，因此是腮醛胶生产的重要控制阶段 酸性缩台过程 的陕·慢，受单体合成工艺、温度．时间．口H值等因素影响，虽有许多脲醛胶的 工艺报道 ”-41，但其酸性缩台阶段的数学模型建立未见报道 因此，建立酸性 缩合的数学模型，对于指导生产很有意义 1 实 验 本实验是利用某厂的 3m 工业反应釜直接投料，酸性缩台是用 20％的氯化铵溶液调 pH(I~lI 业pH计测量)，控制在一定温度 (波动在3℃内)，反应装置见 图 l，粘度 (用涂 一4 杯测量)随时间 的变化数据见表 1、2． 111RIl℃缩台 粘度 (N-4，25℃)与时间、pH的关系 收稿 日期：2001-01-03． 第一作者简介：李广学 (1966-)，男 ，汉族，江苏徐州^ ．讲师 12 宁波大学学报{理工版) 第 l4卷 表280℃时胶 的牯度In 的数据处理 {表1) 2 数据处理与数学模型的建立 2．1胶的粘度与时间．pH的关系模型建立 舳 ℃等温时，酸性缩合反应，不同pH，胶 的粘度 随时间的 变化见表 1． 等温 80℃，按表 】做 “随t．pH变化的三维曲面见图2，即 ,／t= (t，pH)，由于粘度 随t或pH变化的单参数 曲线方程为 指数型拟合最好，所以， = (“pH)的三维 曲面方程也假定为 指数型，即 u = e 汀 ” “ ¨ = e洲 卜 ¨pH 【】)圈2胶黏度随时间 ，pH变化的三罐曲面图 80℃时， =七．e bpH 其中Ⅱ、．(e=t，)和 d分别表示粘度与时间、pH、温度有关的参数 式(1)两边取对数得 ：In =at+bpH+( (2) 由线性回归理论，用 35组 (“pH，)数据，计算： △= ∑ (In 一at—bpH—Cj (3) 对(3)式求偏导数得 = o， 筹=o， c 求得 ： =003634min ，b=0．3438，(-= I