卧式双轴自清洁反应器粘性体系停留时间分布

在粘性体系中以茜素红为示踪剂,采用紫外光测试技术研究了卧式双轴自清洁反应器中的停留时间分布(RTD),利用返混模型对实验条件下的RTD及返混系数进行了模拟计算,得到了返混系数与雷诺数的关联式。结果表明,反应器的RTD受物料流速、搅拌速率及物料粘度等因素的影响,体系粘度增加返混系数减小;在实验范围内,基于返混模型的计算结果与实验结果基本相符。     

双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究

双螺杆挤出机中停留时间分布(RTD)是量化聚合物流动和螺杆混合性能的一个重要参数.在线测量是获得RTD的重要手段,但以往实验设备多是单探头且只能在机头处测量全局RTD.本实验室开发了双探头在线荧光测试装置,可以安装在挤出机任何部位获得部分和全局RTD,且在高温高压下得到不失真信号.基于该测量装置研究了螺杆转速和喂料量对部分和全局停留时间分布的影响,结果表明增加螺杆转速和喂料量均使停留时间分布曲线向短时间方向移动,喂料量对曲线形状影响显著.同时对部分停留时间分布利用去卷积方法得到局部停留时间分布,它可以直接比较不同元件混合性能,为模型化双螺杆选择合适参数提供帮助.对停留时间分布的时间域进行转变,得到了相关于螺杆转数的停留转数分布(RRD)和相关于挤出物体积的停留体积分布(RVD),相同流量转速比(Q/N)条件下RRD和RVD形状趋于一致.     

泰勒反应器中流体流动及停留时间分布研究

以水为介质对泰勒反应器中的流动状况和停留时间及其分布(RTD)进行了研究,并应用计算流体力学(CFD)技术对反应器进行了流场模拟和RTD计算。结果表明,在实验范围内,泰勒反应器中停留时间分布受内筒转速、轴向流动速率等因素影响,基于流体力学计算结果与实验结果基本相当。     

PS-co-TMI与己内酰胺反应研究

苯乙烯-3-异丙烯基-α,α(-二甲基苄基-异氰酸酯共聚物(PS-co-TMI)与9-(甲胺基-甲基)蒽(MAMA)和己内酰胺(ε-CL)之间的竞争反应可用于表征大分子反应体系中的微观混合特性,PS-co-TMI与ε-CL的反应速率慢于微观混合速率,动力学数据是该方法定量表征微观混合特性的基础.在500 mL的夹套式搅拌反应器中以二甲苯为溶剂研究了PS-co-TMI与ε-CL反应,采用核磁13C和傅立叶红外对反应产物进行表征,应用红外定量方法研究了反应动力学.结果表明: 在76.0℃~129.0℃、ε-CL和PS-TMI的摩尔比2.95~27.5的范围内,PS-TMI与ε-CL反应为可逆的二级加成反应,正反应活化能Ea+=82.1 kJ·mol-1,频率因数A+=6.83×108;逆反应活化能Ea-=117.8 kJ·mol-1,频率因数A-=2.43×1012.     

高黏微观混合表征新方法及其在双螺杆挤出机中的应用

在双螺杆反应挤出过程中微观混合程度是重要的操作参数。一些特别设计的经典小分子竞争反应体系常用于表征微观混合,但其用于大分子反应的高黏物系时由于大小分子扩散不同容易引起偏差。今建立了一种由苯乙烯-(3-异丙烯基-α,α′-二甲基苄基-异氰酸酯)共聚物(PSt-co-TMI)与9-(甲胺基-甲基)蒽(MAMA)为快反应、PSt-co-TMI与己内酰胺(ε-CL)为慢反应的大分子竞争反应体系,并应用于TSE-20可开启式自啮合双螺杆挤出机中微观混合状况的表征。考察了不同螺杆位置处产物的分离指数和转化率;研究了螺杆转速、喂料速率等对微观混合质量的影响。结果表明:该大分子竞争体系可很好地用于双螺杆挤出机中高黏物系微观混合表征;微观混合在物料熔融后相当短的流程内即完成,微观混合质量在挤出过程稳定后保持不变;对于推进式元件,在相同的喂料速率下随着螺杆转速的增加微观混合质量下降;填充度是影响推进元件中微观混合质量的重要因素,在特定的实验条件随喂料量增大微观混合质量反而改善的原因在于填充度的提高有利于微观混合。     

粘性体系中微观混合实验研究

体系粘度是影响微观混合质量的重要因素。文章在粘度为0.001—0.077 Pa.s的甘油-水溶液中采用碘化钾-碘酸钾平行竞争反应研究搅拌釜中粘性体系的微观混合状况,分析泛能式桨的混合能力。结果表明:随着体系粘度的增加,微观混合效果变差;搅拌转速增加,微观混合效果变好。粘性体系内微观混合质量受到“涡旋卷吸”与“分子扩散”的共同影响。低粘条件下,二叶平桨混合效果优于泛能式桨;粘度增大,单位体积功增大时泛能式桨微观混合效果优于二叶平桨。