聚合物脱挥PDF电子书下载

第1章 绪言 1

1.1 引言 1

1.2 理论背景 1

1.3 脱挥机理和模型 4

1.4 脱挥设备 5

符号说明 6

参考文献 7

第2章 聚合物脱挥的热力学研究 10

2.1 聚合物的形态 10

2.2 链增长-链断裂平衡：“最高温度”的含义 10

2.3 在低浓度下估算聚合物中挥发分的分压：推荐使用的方程和表列数据 12

2.4 溶解于聚合物的挥发性混合物的热力学行为：Flory-Huggins理论 14

2.4.1 晶格的定义 14

2.4.2 混合“构形”熵△S＊的确定 15

2.4.3 混合焓：最简单的形态 17

2.4.4 Flory-Huggins相关系数x的初始定义 18

2.4.5 挥发分（溶剂）从混合自由能中获得的化学势 18

2.4.6 x的测定：试验与理论的早期比较 19

2.5 与内聚能密度参数和溶解度参数相关的参数x 20

2.6 反相气相色谱分析（气相-液相色谱分析） 22

符号说明 23

参考文献 25

第3章 聚合物体系中的溶剂扩散 27

3.1 引言 27

3.2 自由体积理论 28

3.3 自由体积理论的应用 30

3.4 温度高于Tg时扩散系数的估算 31

3.5 温度高于Tg时聚合物-溶剂体系扩散系数的定量表征 38

3.6 温度低于Tg时的溶剂痕量扩散 41

3.7 温度低于Tg时聚合物-溶剂扩散的定性表征 43

3.8 结论 43

符号说明 45

参考文献 47

第4章 聚合物溶液中的气泡成核 49

4.1 引言 49

4.2 均相气泡成核理论 49

4.2.1 1980年以前的工作 49

4.2.2 最新的理论 53

4.2.3 聚合物体系的实验结果 56

4.3 非均相气泡成核 60

4.3.1 经典气泡成核理论 61

4.3.2 混合型气泡成核 63

4.3.3 实验结果 64

4.3.4 剪切速率对非均相气泡成核的影响 64

4.3.5 非经典气泡成核理论 65

4.4 气体-聚合物体系物理性能的测定 66

4.4.1 表面张力 67

4.4.2 黏度 68

4.4.3 扩散系数 70

符号说明 71

参考文献 74

第5章 气泡增长的原理 77

5.1 引言 77

5.2 传质控制的气泡增长 77

5.2.1 理论背景 77

5.2.2 边界及初始条件 78

5.2.3 稳态扩散传质 78

5.2.4 非稳态扩散传质 79

5.2.5 增长速率 79

5.2.6 非稳态扩散和对流传质 81

5.3 黏性力控制的气泡增长 83

5.4 传质和黏性力共同控制的气泡增长 86

5.5 脱挥模型在实际应用中的局限性 86

符号说明 87

参考文献 88

第6章 起泡脱挥的基础研究 90

6.1 引言 90

6.2 强化泡沫分离 93

6.2.1 分离概述 93

6.2.2 真空起泡 99

6.2.3 夹带气体起泡 108

6.3 小结 109

符号说明 111

参考文献 113

第7章 用扫描电镜研究聚合物脱挥 115

7.1 引言 115

7.2 落条式脱挥 116

7.2.1 实验方法 116

7.2.2 结果与讨论 118

7.3 机理 125

7.4 超声波强化脱挥 127

7.4.1 实验方法 127

7.4.2 结果与讨论 128

7.5 排气挤出机研究 129

7.5.1 实验方法 129

7.5.2 结果与讨论 130

符号说明 135

参考文献 135

第8章 脱挥器概述 137

8.1 引言 137

8.2 过程原理 139

8.2.1 传质机理 139

8.2.2 传热限制 143

8.2.3 化学反应 145

8.2.4 多级操作和脱挥助剂 146

8.3 工业脱挥设备 148

8.3.1 静态设备 148

8.3.2 旋转设备 151

8.3.3 真空和冷凝系统 173

8.4 小结 175

8.4.1 工艺经济性 175

8.4.2 技术问题 176

8.4.3 放大 176

8.4.4 操作的可靠性 177

符号说明 178

参考文献 179

第9章 落条式脱挥 182

9.1 引言 182

9.1.1 概述 182

9.1.2 脱挥方式 182

9.1.3 过热度的最大化 183

9.1.4 操作指南 184

9.1.5 材质 185

9.2 基本的单级脱挥设计和操作 185

9.2.1 预热器 185

9.2.2 落条式脱挥器 186

9.2.3 熔体出料泵 188

9.2.4 挥发性添加剂 188

9.2.5 落条式脱挥器的性能 188

9.3 多级脱挥器 188

9.4 蒸气冷凝系统 190

9.5 操作过程设计 191

9.5.1 有多孔板熔体管道的单级落条式脱挥器 191

9.5.2 热熔体扩展表面 192

9.5.3 顶部安装预热器和熔体循环装置的FSD 193

9.5.4 层叠式多级落条式脱挥器 194

9.6 预热器的发展历程 194

9.6.1 装有静态混合元件的管线 194

9.6.2 壳体中有温度梯度的预热器 194

9.6.3 纵向具有熔体窄通道的预热器 195

9.6.4 有层叠式水平短通道的熔体预热器 196

9.7 与机械动力驱动装置的比较 197

9.7.1 优点 197

9.7.2 缺点 197

9.8 展望 198

符号说明 198

参考文献 198

第10章 狭缝脱挥 200

10.1 引言 200

10.2 单狭缝设备的模型 202

10.2.1 动量传递 204

10.2.2 传热 207

10.2.3 传质 208

10.2.4 边界条件与无量纲方程 209

10.3 流速下限 211

10.4 多狭缝脱挥：稳定性问题 215

10.5 结论 219

符号说明 219

参考文献 222

第11章 单螺杆挤出机脱挥 224

11.1 引言 224

11.2 历史背景 225

11.3 单螺杆挤出机的脱挥理论 226

11.4 用于放大的排气特征数 228

11.5 有汽提剂的起泡脱挥 229

11.6 单螺杆脱挥挤出机的设计与功能 230

11.6.1 有后排气口的挤出机 231

11.6.2 有前排气口的挤出机 232

11.6.3 使用汽提剂的两级前排气挤出机 234

11.7 结论 235

符号说明 235

参考文献 236

第12章 同向旋转双螺杆挤出机脱挥 237

12.1 引言 237

12.1.1 挥发分的危害 237

12.1.2 挥发分的来源 237

12.1.3 挥发分的迁移过程 238

12.1.4 用作脱挥器的挤出机 238

12.2 同向旋转双螺杆挤出机 238

12.2.1 几何结构与运动学 240

12.2.2 同向旋转啮合挤出机的历史 241

12.2.3 挤出机脱挥器 241

12.3 连续脱挥理论 242

12.3.1 具有横向蒸发作用的轴向扩散模型 243

12.3.2 液-气分配行为对几何结构、操作及机械的敏感性 244

12.3.3 设计效率 246

12.3.4 ZSK挤出机中的气-液界面 248

12.4 脱挥设备 250

12.4.1 预浓缩器 250

12.4.2 挤出机脱挥器的螺杆设计 250

12.4.3 排气元件 253

12.4.4 汽提剂的加入与混合 255

12.5 应用 256

12.5.1 本体聚合的后处理脱挥器 256

12.5.2 溶液聚合后处理脱挥器 257

12.5.3 工程聚合物与复合材料 259

12.6 结束语 259

符号说明 260

参考文献 261

第13章 逆向旋转非啮合双螺杆挤出机脱挥 262

13.1 引言 262

13.1.1 聚合物分离 262

13.1.2 单相体系 262

13.1.3 两相体系 263

13.1.4 反应体系 263

13.2 逆向旋转非啮合双螺杆挤出机的工艺原理 263

13.2.1 双螺杆挤出机的类型 263

13.2.2 螺杆设计原理 263

13.2.3 流动方程（相对的螺旋片） 265

13.2.4 混合 266

13.2.5 分段分离 267

13.2.6 增压排料 269

13.2.7 停留时间分布 269

13.2.8 放大注意事项 270

13.3 脱挥理论 271

13.3.1 概述 271

13.3.2 脱挥的流动环境 272

13.3.3 传质机理 272

13.3.4 高传质速率体系（△p>>2σ/R） 275

13.3.5 低传质速率体系（△p<<2σ/R） 278

13.4 应用 284

13.4.1 溶液脱挥 284

13.4.2 胶乳的凝聚与干燥 291

13.4.3 反应挤出（举例） 296

13.4.4 附录——安全问题 298

符号说明 298

参考文献 300

第14章 聚合物脱挥的工业应用 302

14.1 引言 302

14.2 效率及平衡的方法 303

14.3 工业应用实例 304

14.3.1 汽提 305

14.3.2 热表面蒸发器 306

14.3.3 相滗析 308

14.3.4 挤出机脱挥 310

14.4 结束语 312

14.4.1 扩散控制过程 312

14.4.2 相变过程 313

14.4.3 结论 314

符号说明 314

参考文献 315

第15章 苯乙烯系聚合物的单叶轮刮膜脱挥 316

15.1 引言 316

15.2 讨论 317

15.2.1 理论 317

15.2.2 实验 319

15.3 小结 328

符号说明 329

参考文献 330

第16章 聚氯乙烯的脱挥 331

16.1 引言 331

16.2 PVC生产过程中氯乙烯单体含量的控制 331

16.2.1 PVC的生产 331

16.2.2 降低残留氯乙烯单体含量 332

16.2.3 氯乙烯单体在PVC中的扩散 333

16.3 悬浮PVC中的VCM汽提 334

16.4 乳液PVC的脱挥 335

16.5 回收的氯乙烯单体 336

16.6 SPVC的干燥 336

16.7 分析测试 336

16.8 政府颁布的标准 337

符号说明 338

参考文献 338

第17章 纤维、胶乳和颗粒的脱挥 340

17.1 引言 340

17.2 低于和接近Tg时的吸附平衡 341

17.2.1 平衡溶解度参数的测定 341

17.2.2 橡胶态聚合物中低活度气体的溶解度参数 342

17.2.3 橡胶态聚合物中高活度气体和蒸气的溶解度参数 344

17.2.4 双重模式的吸附作用 345

17.2.5 通用吸附等温线 349

17.3 低于或接近Tg时的扩散 351

17.3.1 实验方法 352

17.3.2 简单模型 353

17.3.3 非Fickian扩散区 354

17.3.4 扩散系数和通量的估算 356

17.4 脱挥应用研究 358

17.4.1 颗粒聚合物的沥滤 358

17.4.2 胶乳汽提 362

17.4.3 纤维的干燥 366

17.4.4 颗粒干燥 368

符号说明 373

参考文献 374

第18章 溶剂在聚合物生产中的应用前景 376

18.1 环境及职业法规 377

18.2 食品容器及包装材料方面的应用 379

18.3 能量及溶剂成本 380

18.4 低固含量闪蒸脱挥 382

18.5 结论 383

符号说明 383

参考文献 384

第19章 聚合物中挥发分的分析 385

19.1 引言 385

19.2 气相色谱法 386

19.2.1 挥发分 386

19.2.2 仪器简介 392

19.3 紫外光谱仪 397

19.3.1 挥发分 397

19.3.2 仪器简介 399

19.4 极谱法 401

19.4.1 挥发分 401

19.4.2 仪器简介 405

19.5 高效液相色谱 407

19.5.1 挥发分 407

19.5.2 仪器简介 409

19.6 其他方法 413

19.7 顶空分析 413

19.7.1 溶液顶空气相色谱法 413

19.7.2 固体聚合物-顶空分析法 415

19.8 吹扫和捕集法 426

19.8.1 挥发分 426

19.8.2 仪器简介 429

19.9 水分的测定 429

参考文献 430

附录A 常用溶剂和单体的蒸气压 434

附录B 聚合物-溶剂相关系数 454

附录C 部分聚合物脱挥文摘 465

索引 483