第一章 绪论 1
1.1 聚合反应工程发展简述 1
1.2 聚合反应工程的内容 2
符号表 2
1.3 聚合反应工程的研究方法 4
参考文献 6
第二章 聚合过程的化学基础 7
2.1 聚合反应的分类 7
2.2 逐步缩合聚合 7
2.3.1 机理 9
2.3 游离基加成聚合 9
2.3.2 引发剂 11
2.3.3 链的转移 13
2.3.4 阻聚剂 14
2.4 离子型聚合 15
2.4.1 离子型聚合的特点 15
2.4.2 阳离子聚合 16
2.4.3 阴离子聚合 16
2.5 配位络合聚合 18
2.5.1 聚合物的空间结构 18
2.5.2 催化剂及反应机理 19
2.6 共聚合 22
2.7 乳液聚合 22
2.8 聚合物的分子量或聚合度 25
2.8.1 均聚物的平均分子量或聚合度 25
2.8.2 均聚物的分子量分布(MWD)或聚合度分布(DPD) 27
2.8.3 矩 29
2.8.4 分子量(聚合度)分布函数 31
2.8.5 共聚物的组成分布和聚合度分布 35
2.8.6 分支度及其分布 36
习题 37
参考文献 37
第三章 聚合反应的方法和设备 39
3.1 聚合操作方法 39
3.2 聚合方法 41
3.2.1 本体聚合 42
3.2.2 溶液聚合 42
3.2.3 悬浮聚合 43
3.2.4 乳液聚合 43
3.2.5 均相与非均相聚合 44
3.3 聚合装置 44
3.3.1 釜(槽)式聚合装置 44
3.3.2 塔式聚合装置 48
3.3.3 管式聚合装置 50
3.3.4 特殊型式的聚合装置 51
参考文献 57
第四章 聚合反应动力学 59
4.1 逐步缩合聚合 59
4.1.1 缩聚平衡与平均聚合度 59
4.1.2 缩聚反应动力学 61
4.1.3 线型缩聚物的分子量分布 64
4.1.4 官能团活性不相等时的缩聚 65
4.1.5 体型缩聚 65
4.2.1 基元反应及其速率方程 68
4.2 均相游离基链式加成聚合 68
4.2.2 反应的拟定常态分析 70
4.2.3 分子量分布 74
4.2.4 链转移 79
4.2.5 阻聚与缓聚 83
4.2.6 自动加速与凝胶效应 84
4.2.7 非定常聚合 88
4.3 均相游离基共聚合 89
4.3.1 竞聚率和共聚物组成 89
4.3.2 三元共聚 95
4.3.3 共聚合速率 96
4.3.4 平均聚合度 97
4.3.5 共聚物的链段分布 98
4.4 离子型聚合 100
4.4.1 离子型聚合的统一机理模型 101
4.4.2 反应速率 101
4.4.3 平均聚合度 103
4.4.4 分子量分布 107
4.4.5 离子型共聚合 110
4.5 配位络合聚合 113
4.5.1 聚合速率 113
4.5.3 分子量分布 116
4.5.2 平均聚合度 116
4.6 乳液聚合 122
4.6.1 阶段Ⅰ--乳胶粒生成阶段 123
4.6.2 阶段Ⅱ--匀速聚合阶段 124
4.6.3 阶段Ⅲ--降速阶段 127
参考文献 128
习题 129
第五章 聚合物系的传递过程 132
5.1 传递现象的基本方程 132
5.2.1 流体的类别 133
5.2 流体的流动特性 133
5.2.2 非牛顿流体的模型 135
5.3 管道内的流动 139
5.3.1 层流 139
5.3.2 湍流 148
5.4 管内流体的传热 153
5.4.1 层流传热 153
5.4.2 湍流传热 155
5.4.3 盘管中流动的传热 156
5.5 釜(槽)内的搅拌 156
5.5.1 液体的搅拌功率 158
5.5.2 液体的混合 162
5.5.3 非均相物系的搅拌 166
5.6 搅拌釜中的传质与传热 172
5.6.1 传质 172
5.6.2 传热 174
5.7 搅拌釜的放大 179
5.8 流化床 180
5.8.1 颗粒流体力学简述 182
5.8.2 气泡和颗粒的运动 183
5.8.3 床层中的传热和传质 184
5.9 三相鼓泡塔反应器 186
参考文献 188
习题 190
第六章 聚合装置中的流混模式与操作特性 192
6.1 停留时间分布(RTD) 192
6.1.1 停留时间分布的表示方法 192
6.1.2 示踪法测定停留时间分布 194
6.2 理想流动下的操作分析 197
6.2.1 平推流反应器(PFR)的分析 198
6.2.2 全混流反应器(CSTR)的分析 200
6.3.1 连续式全混釜的共聚方程组 211
6.3 共聚合操作的分析 211
6.3.2 全混釜中的共聚合转化率 214
6.3.3 全混釜中共聚物的平均组成 215
6.3.5 多级全混釜串联系统中的共聚合 217
6.3.6 平推流反应器中的共聚合 219
6.4 非理想流动模型 220
6.4.1 多釜串联模型 220
6.4.2 分(扩)散模型 223
6.4.3 速度分布模型 228
6.4.4 组合模型 230
6.5.1 混合状态的模式 233
6.5 混合及其影响 233
6.5.2 混合态对反应的影响 235
6.5.3 混合迟早的影响 238
6.5.4 部分离析 241
参考文献 245
习题 246
第七章 聚合过程的调控与优化 248
7.1 聚合釜的操作稳定性 248
7.1.1 衡算方程 248
7.1.2 定常操作点及其稳定性 249
7.1.3 稳定操作点的性质与稳定范围 254
7.2 聚合过程的调控 256
7.2.1 调节物料浓度的方法和影响 256
7.2.2 聚合温度的调控 259
7.2.3 结块和粘釜 265
7.3 聚合过程的优化 266
7.3.1 概述 266
7.3.2 连续多级釜的最优化 267
7.3.3 分批聚合反应时间为最短的控制 271
参考文献 275
习题 276
8.1 聚苯乙烯 277
8.1.1 引言 277
第八章 聚合实例的剖析和模拟 277
8.1.2 技术剖析 278
8.1.3 模型和模拟 283
8.1.4 其它 291
8.2 聚氯乙烯 292
8.2.1 技术剖析 292
8.2.2 设计和模拟 297
8.3 丁苯橡胶 309
8.3.1 生产技术 309
8.3.2 计算与模拟 310
6.3.4 全混釜中共聚物的聚合度分布 316
8.4 聚烯烃 322
8.4.1 高压聚乙烯 322
8.4.2 低压法聚乙烯 335
8.4.3 聚丙烯 343
8.5 聚己内酰胺 349
参考文献 356
附录1 MKS制与SI制单位换算表 360
附录2 以石油为基础的重要聚合物的生产路线 360
附录3 传递现象的基本方程组 363