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聚合反應器的分類(lèi)和特點(diǎn)
反應器內的微觀(guān)分子混合、流動(dòng)、傳遞與反應的環(huán)境和狀態(tài)遠遠偏離實(shí)驗室小反應器。反應器的形式很多,但不論是哪一類(lèi)反應器,要發(fā)生的是哪一種反應,反應過(guò)程基本上都可以分解為反應、放熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞等。
聚合物生產(chǎn)工業(yè)通常由原料準備與精制、引發(fā)劑(催化劑)配制、聚合、分離、后處理及回收等六個(gè)工藝過(guò)程組成。聚合物品種不同,生產(chǎn)工藝條件不同,輔助過(guò)程的重要性有所差異,但聚合過(guò)程總是整個(gè)工藝過(guò)程的核心。而聚合反應器則是核心中的核心。采用不同的聚合反應器對聚合產(chǎn)物的結構和性能產(chǎn)生顯著(zhù)的影響。另一方面不同的聚合反應機理對于單體、引發(fā)劑(催化劑)和反應介質(zhì)的要求各不一致,所以實(shí)現這些聚合過(guò)程要采用不同的聚合方法。因而,聚合操作方式和聚合反應器的選定,又和聚合方法密切相關(guān)。
聚合反應器的種類(lèi)是多種多樣的,按反應器的型式可分為攪拌槽式、管式、塔式、流化床式等。85%左右的聚合反應器是攪拌槽式反應器;按操作方法分,反應器有分批式、連續式和半連續式三種。按流動(dòng)模式看有平推流式、全混式等。
聚合反應器在反應工程的解析上有下列特點(diǎn):
1)聚合反應是由各種基元反應組成的復雜反應;
2)聚合反應時(shí)體積是收縮的,因此反應速率不能僅用-dC/dt的形式表示;
3)發(fā)生的聚合熱相當大;
4)隨反應的進(jìn)行,體系的粘度上升,由此易于發(fā)生自動(dòng)加*應、不*混合、溫度不均一等;
5)由于3)、4)兩項的關(guān)系,工業(yè)上廣泛利用乳液聚合和懸浮液聚合等非均相聚合,由此會(huì )引出膠束的生成和消失,液滴的分散和合一等一系列問(wèn)題;
6)對生成的聚合物的性質(zhì)能進(jìn)行總括表示的特性很少,具有代表性的性質(zhì)可舉出分子量和分子量分布,然而對其測定所需時(shí)間很長(cháng),難于向過(guò)程進(jìn)行反饋。