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《浙江大学》 1996年
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乳液聚合过程的工程开发与放大研究

陈志明  
【摘要】:以过硫酸铵为引发剂、十二烷基硫酸钠为乳化剂,于70℃下进行了VAc/MMA种子与非种子半连续乳液共聚合。实验考察了组分、操作条件及种子与非种子聚合方式对体系稳定性、聚合速率、共聚物组成及其分布等的影响。同时,从理论上给出了加料速率与体系稳定性因子间的关系。在分析了乳液共聚合基本过程的基础上,建立了VAc/MMA半连续种子乳液共聚合的数学模型,着重剖析了剪切凝并对VAc/MMA乳液共聚合反应的影响。通过引入相对稳定性因子,将剪切凝并与反应动力学相联系,可预测搅拌对反应的影响,同时,可定量比较不同乳液聚合体系的稳定性。通过对所建模型的求解,定盈研究了单体比例、加料速率和乳化剂量对VAc/MMA乳液共聚合反应速率、抗剪切凝并稳定性和共聚物组成分布的影响。在考虑胶束成核和均相成核的基础上、建立了成核模型,结合建立的种子乳液共聚合模型对实验结果进行了模拟。另外,通过实验确定了不同组成VAc/MMA乳液共聚物的Mark-Houwink参数K和α值。对GPC测试数据的处理给出了加料速率、乳化剂量、单体比例及种子与非种子聚合方式对分子量及其分布的影响。在前述的种子与非种子乳液共聚合模型的基础上,建立了确定半连续乳液共聚物分子量及其分布的数学模型,用模型计算定量分析了加料速率、单体比例、乳化剂量、引发剂量、种子与非种子聚合方式对VAc/MMA乳液共聚物分子量及其分布的影响。通过将所建模型的预测值与实验值进行比较,发现其预测值与实验结果间具有良好的一致性。实验与模拟研究结果表明: (1)乳液聚合体系稳定性与加料速率成反比,加料速率越大,乳液聚合体系越不稳定,产生剪切凝并的概率越大。通过利用剪切凝并和粒子成长动力学方程积分,得到了乳液聚合体系稳定性因子ω的表达式如下:
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1996
【分类号】:TQ316.334

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