聚氧化乙烯的等温结晶过程的计算机模拟实验

聚合物等温结晶过程的计算机模拟第一章 绪论1.1计算机模拟实验技术的优势计算机模拟实验在一定程度上可以缩短各领域科学技术实验的周期，它对于实际实验的协助程度主要依赖于对实验过程的了解程度(建模的准确性)和计算复杂度（受限于计算机的计算速度）。

理论上，如果确保了模型的准确性，那么计算机模拟实验可以弥补实际实验的一些不足，这一优势已经引起越来越多的关注。

1.2计算机模拟技术在聚合物结晶过程中的运用某些领域，譬如网络仿真和电路仿真等，由于模型结构建立的非常完善所以得以实现。

本文所讨论的内容是计算机模拟技术在聚合物结晶过程中的运用，自从Hay JN 和Przekop ZJ [1]通过结晶过程的计算机模拟实验对Avrami 方程进行评价以来，计算机模拟技术已经成为评估该类模型的有力工具。

Galeski A [2-3]通过模拟二维和三维的球晶生长，获得了不同成核方式下Avrami 指数与球晶的大小分布和形态。

Billon N [4]等人从Evans 理论导出了一个描述聚合物薄膜等温结晶过程的模型，并开发了模拟结晶过程的计算机程序用于对模型的测试。

Pineda [5]等人检测了成核和生长速率的降低以及晶核分布的非无规性对Avrami 结晶动力学过程的影响。

Piorkowska [6]对纤维增强复合材料的结晶过程进行了模拟，以验证导出的表达式和结晶形态。

正是通过学者专家们的不断研究，聚合物结晶过程模型结构体系得以逐步完善。

时至今日，计算机模拟实验在聚合物结晶动力学理论和模型验证及新发现方面发挥着重要作用.1.3高聚物等温结晶动力学的现状(1)考虑结晶后期球晶的相互挤撞一级增长动力学模型周卫华[7]等人用一级增长动力学模型描述高聚物的结晶动力学过程，即()αα-⋅⋅=1S K dtd (1) 式中,K 是不依赖于温度的常数，与结晶体的线生长速率成正比；S 是结晶体的总表面积。

该模型认为，二次结晶阶段由于结晶体相互挤撞使可供晶体生长的总表面积减少，从而导致Avrami 方程与实验数据发生偏离。

高氯酸锂分解动力学研究闫科;张彦威;王永昌;刘建忠;周俊虎;岑可法【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2013(036)003【摘要】通过高温热重-差示扫描量热(TG-DSC)同步热分析手段,在N2气氛下研究了5种不同升温速率下LiClO4的分解过程,试验温度范围从常温到900℃.分别从化学反应过程中的质量变化和能量特性两方面研究了LiClO4分解的动力学机理.通过TG和DSC数据获得2组转化率数据αTG,和αDsc.对比发现,αDSC滞后于αTG,并且随升温速率的升高,αDSC的滞后也更加严重.采用单扫描速率法拟合数据发现,分解过程可分为2个阶段,需要采用2个不同的机理函数拟合.采用多重扫描速率Friedman方法分别拟合TG和DSC数据,得到了2组活化能数据.【总页数】6页(P353-357,367)【作者】闫科;张彦威;王永昌;刘建忠;周俊虎;岑可法【作者单位】浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027;中国船舶重工集团公司第七一八研究所,邯郸056027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】V512【相关文献】1.聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂复合体系的非等温结晶动力学研究 [J], 刘清泉;潘春跃;谢治民2.聚氧化乙烯(PEO)及其与高氯酸锂复合体系的等温结晶动力学研究 [J], 刘清泉;潘春跃3.六氟磷酸锂的热分解动力学研究 [J], 姜晓萍; 左翔; 蔡烽; 杨晖4.纳米燃烧催化剂对高氯酸铵热分解动力学研究 [J], 赵文渊; 杨斌愚; 赵赫; 韩兵兵5.高氯酸消解-ICP-OES测定炭复合磷酸铁锂中的锂、铁、磷 [J], 张斌彬;李景滨;王世宁;何鹏飞;查小琴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

乙烯聚合反应分步实验乙烯聚合是合成重要的聚合物如聚乙烯的常见方法之一。

在实验室中，通过控制反应条件和添加特定催化剂，可以实现乙烯的聚合反应。

本实验旨在通过分步骤的操作，演示乙烯聚合反应的基本原理以及实验过程。

实验步骤第一步：准备实验器材和试剂在进行乙烯聚合反应实验之前，需要准备一定的实验器材和试剂。

实验器材包括搅拌器、恒温水浴、培养皿等；试剂则包括乙烯单体、催化剂等。

第二步：制备催化剂溶液首先，在培养皿中配制催化剂溶液，通常可以选择钛或铀系列的催化剂。

催化剂的选择对于乙烯聚合反应起着至关重要的作用。

在这一步骤中，需要注意催化剂的溶解度和浓度。

第三步：设定反应条件将配制好的催化剂溶液倒入反应容器中，然后加入适量的乙烯单体。

根据实验要求，设定适当的反应温度和时间，控制反应条件，促使乙烯单体发生聚合反应。

第四步：反应结束和产物处理在一定的反应时间后，停止搅拌和加热，将反应产物取出。

通过适当的分离和纯化技术，可以得到聚合物产物。

可运用色谱、质谱等技术对产物进行结构分析和表征。

实验原理乙烯聚合反应是通过乙烯单体分子之间的加成聚合反应来实现的。

在催化剂的作用下，乙烯单体分子发生聚合，逐渐形成聚合物链。

聚合反应的速度和产物结构受到反应条件和催化剂种类的影响。

实验意义乙烯聚合反应作为一种重要的聚合方法，在化工工业中有着广泛的应用。

通过实验可以理解乙烯聚合反应的基本原理，掌握聚合反应的操作技术，培养学生的实验技能和科学素养。

同时，可以通过实验过程中产物的分析和表征，了解聚合物结构及性质，为今后的研究工作奠定基础。

结语通过乙烯聚合反应的分步实验，我们可以深入了解聚合反应的原理和实验操作方法。

这也为进一步研究和应用聚合物领域提供了实验基础。

希望本实验可以帮助学生深入学习和理解聚合反应的机理，并激发对化学实验的兴趣和探索精神。

聚丙烯等温结晶实验参数的确定方法
曾春莲;林志丹
【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(042)002
【摘要】用差示扫描量热分析法,对纯聚丙烯PP在不同结晶温度Tc下进行等温结晶.应用Avrami方程进行数据处理的.结果表明结晶起始时间t0的不同取法,lg[-ln(1-Xc(t))]对lg t关系图的斜率变化很大,其线性关系的结晶度范围也不同;等温结晶温度Tc在128～134℃之间,斜率随温度升高而略有增大;成线性关系的结晶度范围基本不变;Tc在128℃以下,斜率随温度的降低减小很大,成线性关系的结晶度范围明显变窄.
【总页数】3页(P121-123)
【作者】曾春莲;林志丹
【作者单位】中山大学化学与化学工程学院,广东,广州,510275;中山大学化学与化学工程学院,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】O631
【相关文献】
1.α/β复合成核剂成核聚丙烯的结晶形态及非等温结晶动力学研究 [J], 石尧麒;辛忠;赵世成
2.α/β复合成核剂对等规聚丙烯结晶形态的影响及非等温结晶动力学 [J], 石尧麒;
辛忠
3.聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料等温结晶行为 [J], 王东庆;马敬红;梁伯润
4.β型成核剂在聚丙烯中的应用Ⅱ.NA-BW作用下聚丙烯的非等温结晶动力学 [J], 郑实;辛忠;戴干策
5.聚丙烯/石墨烯纳米复合材料的等温结晶和结晶形态 [J], 林炜植;李超群;陈枫;李志君;赵富春
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高压聚乙烯物料平衡的计算机模拟一、前言高压聚乙烯的生产工艺在世界上主要分为二大类，即管式工艺和釜式工艺，这两种工艺除了反应器不同之外，其余流程大同小异。

高压聚乙烯生产工艺具有反应压力高、反应温度高、物料流速快、反应速度快等特点。

因为以上特点，使高压聚乙烯生产过程中控制较困难，工艺参数一旦出现波动就很容易造成全装置停车。

本文论述使用计算机对高压聚乙烯工艺中的物料平衡进行计算机模拟。

通过模拟，可以探索更好的操作方法，也可以为高压聚乙烯装置操作人员的培训提供一种新的手段。

二、高压聚乙烯工艺概述国内外高压聚乙烯生产工艺彼此之间存在差异，但工艺流程大体相同。

图1是高压聚乙烯流程简图。

图1 高压聚乙烯流程简图新鲜乙烯来自界区，于增压机来的气流混合后经一次机压缩至24-30Mpa，高压循环气高压分离器低压分离器再与高压循环气回合进入二次机，二次机经过二级压缩，出口压力即达到反应压力。

根据工艺的不同，反应压力为180-300Mpa ，气体进入反应器后，由注入的引发剂引发聚合反应，在反应器的末端由反应器出料阀，此阀是控制反应器压力的主要手段。

乙烯与熔融的聚乙烯在反应器出料阀处降压膨胀，进入高压分离器，多数未反应的乙烯逸出形成高压循环气，经冷却及分离油蜡后返回二次机的入口。

高压分离器中的熔融聚合物仍溶有大量乙烯，这股物料经高分下料阀再次降压膨胀进入低压分离器，其中溶解的乙烯逸出形成低压循环气，经冷却及分析油蜡后返回增压机。

在高压聚乙烯生产工艺中，乙烯气体的压缩采用往复式压缩机，其控制压缩机出口流量的方式主要是设置自动旁通阀，同时，设置旁通阀有利于压缩机的启动。

在聚合反应中，为了能控制反应产物的分子量，通常加入一定量的调聚剂，例如丙烯、丙烷、乙烷、丙醛等。

在生产过程中，系统中必须保持有一定浓度的调聚剂。

不同熔融指数牌号的切换也是通过改变系统调聚剂浓度实现的。

三、计算机建模1、确定工艺物料的状态参数：在高压聚乙烯装置的连续生产过程中，工艺物料在任何一点都具有温度、压力、流量、密度等宏观状态参数。

课题：聚乙烯生产过程建模及PID控制器设计Polyethylene production process modeling and PID controller design一、课题研究的目的和意义：随着控制对象变得复杂，应用常用PID控制，精度和鲁棒性降低。

因此设置一种模糊自调整PID控制器，以提高控制精度。

要求简单却具有鲁棒性的控制算法来实现控制。

这里主要是在模糊PID控制领域进行研究。

当控制对象很复杂的情况下，常规PID控制器已经不再适用了，为提高PID控制欲Puzzy控制的简便性、灵活性遗迹鲁棒性融为一体，构造了一个自适应模糊PID控制器。

本文研究的重点研究聚乙烯串级自适应控制系统，构造一种改进的四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)法、阿当姆斯(Adman)法等算法，并利用C语言编程，实现了参数整定和对象仿真，提高了系统的鲁棒性和性能指标。

二、课题分析：归属学科：信息科学与系统科学研究内容：本文以Unipol气相法工艺为例，对乙烯聚合的激励进行了深入的研究，并在此基础上，节后Hmanmerstein模型的特点，加入非线性求逆环节，用PAO_SVM算法从稳态数据中获取聚乙烯过程的非线性稳态模型的逆模型，将已辨识出来非线性部分的SXM逆模型与原非线性被控对象串联而构成了一个伪逆线性系统，利用特种建模方法对此伪线性系统进行建模；在控制器设计方面，对LMI算法进行了研究，丙通过数值实验仿真对各种算法的性能进行了比较，最后将新的算法应用与PID控制器设计问题，进而得到满意的控制效果。

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第1篇一、实验目的1. 了解聚乙烯的制备原理和过程。

2. 掌握聚合反应的基本操作技能。

3. 学习聚乙烯的性能测试方法。

二、实验原理聚乙烯是一种由乙烯单体通过加成聚合反应制得的线性高分子聚合物。

在催化剂的作用下，乙烯单体在加热、加压的条件下发生聚合反应，生成聚乙烯。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、搅拌器、温度计、压力计、冷凝器、接收瓶、电子天平、剪刀、密封胶等。

2. 试剂：乙烯单体、催化剂、溶剂、引发剂等。

四、实验步骤1. 准备反应釜，加入适量的溶剂和催化剂。

2. 将乙烯单体和引发剂按照一定比例混合均匀。

3. 将混合好的乙烯单体和引发剂加入反应釜中，开启搅拌器。

4. 升温至反应温度，保持恒温，反应一定时间。

5. 停止加热，冷却反应体系，得到聚乙烯。

6. 将聚乙烯从反应釜中取出，用剪刀剪成一定长度，密封保存。

五、实验结果与分析1. 实验结果实验过程中，反应体系温度逐渐升高，压力逐渐增大，反应结束后，反应釜中得到了一定量的聚乙烯。

2. 分析（1）聚合反应过程中，乙烯单体在催化剂的作用下发生加成聚合反应，生成聚乙烯。

反应过程中，反应体系的温度和压力对聚合反应的速率和产物性能有重要影响。

（2）实验过程中，反应体系的温度控制在一定范围内，可以保证聚合反应的顺利进行。

过高或过低的温度都会对反应速率和产物性能产生不利影响。

（3）反应过程中，压力的增大有利于提高聚合反应的速率，但过高的压力会导致反应体系不稳定，甚至发生爆炸。

六、实验讨论1. 实验过程中，反应体系的温度和压力对聚合反应的速率和产物性能有重要影响。

在实际生产中，应根据需要调整反应条件，以获得性能优良的聚乙烯。

2. 聚合反应过程中，催化剂的选择对产物性能有较大影响。

在实际生产中，应选择合适的催化剂，以提高聚乙烯的性能。

3. 聚乙烯的制备过程中，反应体系的搅拌对聚合反应的速率和产物性能有重要影响。

搅拌速度过快或过慢都会对反应产生不利影响。

七、实验结论通过本次实验，我们掌握了聚乙烯的制备原理和过程，了解了聚合反应的基本操作技能，学习了聚乙烯的性能测试方法。

郑州大学硕士学位论文聚合物结晶动力学参数测定及结晶度预测姓名：张世勋申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：申长雨;陈静波2003.4.1图４．１和图４．２分别为ＰＡ６、ＰＡ６ｍＦＡＰＲ复合材料的等温结晶ＤＳＣ曲线。

ＰＡ６／ＵＦＡＰＲ复合材料与纯ＰＡ６相比其结晶诱导期较短，结晶完成时间明显减少，表明超细全硫化粉末丙烯酸酯橡胶（ＵＦＡＰＲ）的加入使ＰＡ６的结晶速率增大。

比较不同结晶温度下的等温ＤＳＣ结晶曲线，发现随着结晶温度的提高，ＤＳＣ曲线的放热峰明显右移，峰形加宽，说明随着结晶温度的提高，结晶时间延长，结晶速率下降。

４．１纯ＰＡ６的ＤＳＣ曲线４，２ＰＡ６ｆＯＦＡＰＲ的ＤＳＣ曲线图４．３是纯ＰＡ６及其与ＵＦＡＰＲ的共混物在１９３＂Ｃ时的等温结晶ＤＳＣ曲线，从图上可以看到当ＵＦＡＰＲ的用量是５份时，ＵＦＡＰＲ的加入使ＰＡ６的结晶放热峰左移．且峰形交窄，表明总结晶速率加快，ＵＦＡＰＲ对ＰＡ６有成核作用；当ＵＦＡＰＲ的用量是１０份时，ＰＡ６的结晶放热峰右移，且峰形变宽，表明总结晶速率减慢，这是因为ＵＦＡＰＲ作为弹性体，其大量的）０ｈＡ．对ＰＡ６分子链的运动有一定的阻碍作用，这种作用掩盖了ＵＦＡＰＲ的成核作用对提高结晶速率的贡献。

图４．３ＰＡ６、ＰＡ６／ＵＦＡＰＲ体系在１９３℃时的等温结晶ＤＳＣ曲线４．２．２采用Ａｖｒａｍｉ方程解析等温结晶ＤＳＣ曲线图４．４、４．５分别为纯ＰＡ６和ＰＡ６／ＵＦＡＰＲ共混物按Ａｖｒａｍｉ方程处理后的等温结晶曲线。

可以看到在一个比较大的相对结晶度范围内，样品的ｌｇ［－ｌｎ（１一算（ｒ））】对ｌｇ，有着良好的线性关系，表明它们的等温结晶行为符合Ａｖｒａｍｉ方程，由直线斜率和截距可分别求得ｎ和ｌｇｋ．结果见表４．１。

４．４纯ＰＡ６的培卜ｌｎ０一工Ｏ））】对Ｉｇｔ关系图复杂性，成核过程不可能完全按一种方式进行，晶体形态也不一定按一种均一的形态生长，因而Ａｖｒａｍｉ指数不恒为整数，多为小数。

聚合物共混和枝化反应以及挤出成型过程计算机模拟研究聚合物(反应)加工包括原料输送、熔融、共混、化学反应(与加工成型融为一体)、解吸与脱挥、成型等环节,原料经历(反应)加工过程最终获得具有一定内部结构与外形的制品。

而在聚合物(反应)加工过程中,物理共混、化学反应共混以及成型过程又是决定制品性能的关键环节。

由于实验研究手段的局限性,对这些环节开展计算机模拟辅助研究有利于深入理解聚合物(反应)加工过程和揭示加工对材料结构乃至性能影响的本质问题。

本文主要采用计算机模拟技术,研究了聚合物材料在密炼机中的三种输运过程:不相容双组分聚合物共混、均相聚合物反应共混、单一聚合物混合和三种重要的挤出成型工艺(纺丝、吹塑、共挤出)中聚合物熔体的流动行为。

重点深入到聚合物复杂体系复杂流场中的输运过程,研究了实际加工条件下聚合物化学反应动力学机理、复杂多相体系输运规律,建立了在复杂化学与物理条件下聚合物反应加工过程的理论模型和模拟方法,分析并总结了挤出工艺参数对生产过程与制品性能的影响规律。

关于不相容聚合物共混体系的模拟研究,前人主要集中在简单、均一流场下“微观局部”尺度上的共混研究,缺乏对于时空不均匀的动力学过程的研究,与实际加工过程偏离很远;本文对实际加工流场下的聚合物不相容共混体系开展模拟研究,兼顾分散与分布混合作用,考察混合进程、明确共混机理、总结了影响混合效果的因素。

通过材料在转矩流变仪中的共混实验直接计算被混物料的粘度是科技工作者的强烈愿望,本文提出了一种较传统方法更准确的预测方法——通过模拟物料在转矩流变仪内的三维混合过程反向预测材料粘度。

另一方面,在聚合物加工过程涉及化学反应的时候,缠结大分子化学反应机理和反应动力学往往有着区别于传统小分子反应的特点和规律,即外加流场作用会影响反应历程与动力学过程。

前人对流场作用下的大分子反应动力学研究也主要局限在简单、均一流场条件(如旋转流变仪)下,且始终未获得流场对大分子反应动力学的定量影响关系。

计算机在化工中的应用,一步法制备高效光催化纳米材料g-C3N4深圳大学研究生课程论文题目一步煅烧法制备高效光催化纳米材料g-C3N4 成绩专业课程名称、代码计算机在化工中的应用2206019 年级姓名学号时间年月30 日任课教师一步煅烧法制备光催化纳米材料g-C3N41 前言过去几十年来，由于使用矿物燃料，全球能源短缺危机和环境问题的挑战日益增加1。

各国政府和研究人员正在努力发现绿色和可持续的技术创新以解决这些问题。

在潜在的替代品中，半导体光催化剂是最具代表性的，是解决全球能源短缺和生态破坏的一种有希望的方法，因为它成本低、清洁、可持续2。

石墨氮化碳以其优异的电子、结构和光学性能被认为是新的研究热点，受到了广泛的跨学科关注3。

然而，石墨氮化碳的光催化效率仍然有限，因为辐射电荷载流子的复合率高，比表面积大，孔体积低等4。

为了克服这些限制，提高g-C3N4的光催化性能，人们设计了许多策略，包括利用层状化合物分层制得纳米片，这种独特的2D材料对光催化性能有着极其有利的作用。

采用片状结构的好处包括：具有较大的比表面积，具有合理的孔隙体积，具有丰富的潜在活性位点和最小的厚度等5。

因此，石墨氮化碳纳米片( g-C3N4 NSs )有望显示出优异的光催化析氢活性。

目前合成石墨氮化碳纳米片的方法包括：g-C3N4的超声速液体剥落6, 7、化学法8、热氧化刻蚀法等9。

然而，这些方法通常涉及使用产率较低的危险试剂，并且制备时间长、操作方法繁琐，限制了石墨氮化碳纳米片在环境修复和太阳能转换等方面的规模化实际应用10, 11。

本研究以硫酸铵为气泡模板，反应较少的三聚氰胺为前驱体，使用直接有效的无毒气泡模板法大规模生产g-C3N4。

采用这种简单的气泡模板技术合成的g-C3N4 NSs 具有比表面积高、孔容大、电子迁移快的特点，并能引发辐射电荷载流子的有效分离。

因此，g-C3N4 NSs具有良好的光催化活性，对罗丹明b（RhB）和苯酚在太阳光照射下的光降解具有良好的物理化学稳定性和较高的光降解活性。