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新型二元相互作用参数公式及在CO_2/VC体系中的应用

陈坚  
【摘要】:针对氯乙烯(VC)悬浮聚合后处理工艺复杂,易产生废气、废水等环境污染;VC本体聚合体系粘度大,搅拌和传热困难,树脂质量难以控制等问题,本文提出了以超临界二氧化碳(Sc-CO_2)为介质进行VC聚合的新思想,在建立新的立方型状态方程二元相互作用参数理论公式预测VC/CO_2的相行为,并进行实验验证的基础上,研究以Sc-CO_2为介质的VC沉淀聚合规律,为开发在Sc-CO_2中VC沉淀聚合新方法提供基础。 对于偏离二参数对应状态原理的CO_2/VC等复杂流体,本文以Mie势能函数和London色散力理论为基础,引入基于Joffee和Stewart虚拟临界规则的Leland分子形状系数θ和φ并保留离子化势能项,推导得到状态方程中引力项二元相互作用参数k_(ij)的新型普遍化公式: k_(ij)=1-((2 (I_iI_j)~(1/2))/(I_i+I_j))((θ_iθ_j)~(1/2))/θ_(ij)((φ_iφ_j)~(1/2))/φ_(ij)(((φ_iφ_j)~(1/2))/φ_(ij)((V_iV_j)~(1/2))/V_(ij))~(n-3)/3 基于经验取Mie势能常数n=3,则可简化为: k_(ij)=1-(2 ((I_iI_j)~(1/2))/(I_iI_j))((θ_iθ_j)~(1/2))/θ_(ij)((φ_iφ_j)~(1/2))/φ_(ij) 无需通过实验数据返算,以组分的θ和φ算术平均值替代κ_(ij)和φ_(ij)即可直接计算和预测引力项二元相互作用参数,应用于PR状态方程计算二元混合物的临界压力,最大偏差为3.385%。 在Coutinho的基础上,引入分子形状系数本文推导得到SRK状态方程的斥力项二元相互作用参数公式: l_(ij)=1-1/(4φ_(ij))((φ_ib_i)~(1/3)+(φ_jb_j)~(1/3)~31/(b_i+b_j) 根据Lennard-Jones势能理论,取势能常数n=6,得到SRK状念方程的引力项二元相互作用参数的公式:


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