聚合物反应工程(1、2-1,2)
- 格式:ppt
- 大小:493.00 KB
- 文档页数:62
聚合反应工程基础教学设计1. 背景聚合反应工程是高分子化学重要分支之一,它涉及到反应动力学、传热传质、流体力学等多学科知识。
聚合反应工程的发展极大地促进了高分子材料的生产和应用。
在高等学校化学工程专业中,聚合反应工程已经成为一个必修课程,对于专业技能的培养和研究生的继续深造也非常重要。
针对聚合反应工程的教学,如何使学生掌握基本理论和实验操作,成为一个重要的问题。
本文针对聚合反应工程的教学进行设计和讨论。
2. 教学目标本课程旨在让学生掌握以下内容:•完全和半聚合反应的定义、判别及其动力学•树枝状聚合及其分支反应机理•高分子的重量平均和数平均分子量的计算方法•溶液聚合反应的条件、过程及反应控制方法3. 教学内容3.1 完全和半聚合反应完全聚合反应和半聚合反应是高分子聚合反应中最基本的两种类型。
完全聚合反应是指反应物完全转化为高分子聚合物的反应过程,而半聚合反应则是反应物转化为高聚物的同时,部分未反应物参与组成高聚物。
本部分将介绍完全聚合反应和半聚合反应的定义、判别及其动力学。
3.2 树枝状聚合树枝状聚合是高分子聚合反应中的一种重要分支反应机理。
树枝状聚合相比于线性聚合更具有分支特点,使聚合物的结构更加复杂和多样化。
本部分将介绍树枝状聚合的分支反应机理。
3.3 高分子量的计算方法高分子量是高分子聚合物物理性质的重要指标之一,它可以通过重量平均分子量和数平均分子量来计算。
在本课程中将介绍这两种计算方法及其公式。
3.4 溶液聚合反应溶液聚合反应是高分子化学中常见的一种反应类型。
本部分将介绍溶液聚合反应的条件、过程及反应控制方法,并通过实验操作帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
4. 教学方式和教学手段本课程采用一系列教学方式和教学手段,包括:•理论讲授:通过课堂讲授、多媒体演示等方式,讲解相关理论知识点。
•实验操作:通过根据课程内容设计的实验方案,让学生亲身参与实验操作,掌握相关实验技能和知识点。
•课程练习:通过作业、练习题等方式,让学生巩固和回顾所学知识,并提高思维能力和解题能力。
聚合物反应工程基础第二版习题答案1.说明聚合反应工程的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,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础;②将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段;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:聚合反应工程研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制。
2.动力学方程建立时,数据收集方式和处理方式有哪些?收集方式:化学分析方法,物理化学分析方法处理方式:积分法,微分法。
3.反应器基本要求有哪些①提供反应物料进行反应所需容积,保证设备一定生产能力;②具有足够传热面积;③保证参加反应的物料均匀混合4.基本物料衡算式,热量衡算式①物料衡算:反应物A流入速度-反应物A流出速度-反应物A 反应消失速度-反应物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-反应系统与外界交换热量+反应过程的热效应-积累热量=05.何谓容积效率?影响容积效率的因素有哪些工业上,衡量单位反应器体积所能达到的生产能力称之为容积效率,它等于在同一反应,相同速度、产量、转化率条件下,平推流反应器与理论混合反应器所需总体积比:η=Vp/Vm=τp/τm。
影响因素:反应器类型,反应级数,生产过程中转化率有关6.何为平推流和理想混合流?①反应物料在长径比很大的反应器中流动时,反应器内每一微元体积中流体均以同样速度向前移动,此种流动形态称平推流;②由于反应器强烈搅拌作用,使刚进入反应器物料微元与器内原有物料元瞬时达到充分混合,使各点浓度相等且不随时间变化,出口流体组成与器内相等此流动形态称理想混合流。
7.实现反应器的热稳定操作需满足哪些条件?①Qr=Qc,Qr体系放出热量;②②dQc/dT>dQr/dT,Qc除热量;③③△T=T-Tw<RT2/E,E反应活化能,T反应器温度,Tw冷却液温度8.何为返混?形成返混的主要原因有哪些?返混:指反应器中不同年龄的流体微元间的混合;原因:①由于物料与流向相反运动所造成,②②由于不均匀的速度分布所引起的,③由于反应器结构所引起死角、短路、沟流、旁路等。
聚合反应工程聚合反应工程是化学工程学科中的一个分支,研究的是聚合反应的工艺与过程。
本文将从聚合反应工程的定义、原理、应用和未来发展等方面进行详细介绍。
定义聚合反应工程是指在控制条件下,通过引发剂或催化剂的作用,将单体分子通过化学键的重组反应形成分子量较大且具有规则结构的高分子化合物的反应过程。
聚合反应工程研究的重点在于控制聚合过程的反应速率、聚合程度和聚合产物的分子量分布。
原理聚合反应的原理主要包括以下几个方面:1.单体引发:通过引发剂或催化剂的作用,使单体分子发生自由基聚合或离子聚合反应。
2.自由基聚合:聚合反应中最常见的是自由基聚合。
自由基聚合反应是指通过引发剂引发自由基的形成,并由自由基引发自由基聚合。
3.离子聚合:离子聚合分为阳离子聚合和阴离子聚合。
离子聚合反应是通过引发剂引发离子的形成,并由离子引发离子聚合。
4.聚合速率控制:聚合反应的速率主要受到聚合度、温度、浓度和溶剂等因素的影响。
5.分子量分布控制:在聚合反应工程中,需要控制聚合产物的分子量分布,以满足特定的应用要求。
应用聚合反应工程在许多领域中都有着广泛的应用,包括:1.聚合物合成:聚合反应工程在合成高分子聚合物方面有着重要的应用。
通过控制聚合反应的条件和参数,可以合成具有特定性能和结构的聚合物材料,广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等行业。
2.药物制剂:聚合反应工程在药物制剂方面也有着重要的应用。
通过聚合反应工程的研究,可以合成控释药物、胶囊等药物制剂,提高药物的疗效并减少副作用。
3.燃料电池:聚合反应工程在新能源领域中也起到了重要的作用。
通过聚合反应工程的研究,可以合成用于燃料电池中的聚合物电解质,提高燃料电池的效率和稳定性。
4.生物医学工程:聚合反应工程在生物医学工程领域中也有广泛的应用。
通过聚合反应工程技术,可以制备生物材料、组织工程支架等,用于修复和替代人体组织和器官。
未来发展聚合反应工程将会在未来的发展中得到更广泛的应用和深入的研究,其发展方向主要包括:1.绿色化:聚合反应工程将会在绿色合成方面得到更广泛的应用。