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绪论 高分子工程基础概论1

0.1 高分子工程历史和发展2

0.2 高分子工程及其工业现状5

0.2.1 什么是高分子工程5

0.2.2 高分子工程现状7

0.2.3 大学高分子系案例9

0.2.4 高分子工程发展史10

0.3 高分子工程研究课题13

0.3.1 高分子反应领域主要研究工作13

0.3.2 高分子成型加工主要研究工作13

0.3.3 高分子工程可持续发展方向主要研究工作14

参考文献14

第1章 高分子工程概论17

1.1 聚合反应工程基础18

1.2 化学反应动力学18

1.2.1 化学反应分类19

1.2.2 反应速率19

1.2.3 均相反应动力学20

1.3 化工流变学基础23

1.3.1 牛顿黏性定律24

1.3.2 非牛顿流体的分类25

1.3.3 非牛顿流体流变特性26

1.3.4 非牛顿流体表观黏度27

1.4 聚合物流变学27

1.4.1 聚合物流变学基础27

1.4.2 影响聚合物流体剪切黏性因素29

1.4.3 悬浮液流变特性31

1.4.4 非牛顿流体流变性测量31

参考文献32

第2章 聚合反应基础33

2.1 聚合反应基础34

2.2 聚合反应动力学36

2.3 聚合反应速率工程分析38

2.3.1 活性链总浓度［P］与聚合反应机理38

2.3.2 平均聚合度？n与反应机理39

2.3.3 聚合度及聚合度分布表示法39

2.3.4 聚合度分布函数40

2.3.5 连锁聚合反应平均聚合度及聚合度分布41

2.3.6 间歇操作（或连续平推流操作）时聚合度和聚合度分布43

2.3.7 单釜全混流连续操作时聚合度和聚合度分布43

2.3.8 多级全混流连续操作时聚合度和聚合度分布44

2.3.9 缩聚反应聚合度和聚合度分布44

2.4 黏度对聚合反应影响45

2.5 均相自由基共聚46

2.5.1 间歇共聚操作46

2.5.2 半间歇共聚操作47

2.5.3 连续共聚操作48

2.6 缩聚反应48

2.7 非均相聚合反应50

2.7.1 间歇乳液聚合51

2.7.2 连续乳液聚合51

2.8 流动与混合对聚合分布影响52

2.8.1 返混影响53

2.8.2 混合尺寸影响53

2.8.3 聚合度与聚合度分布调控53

2.8.4 粒径及粒径分布调控54

2.9 聚合反应技术学科发展55

参考文献56

第3章 聚合釜-流动与混合57

3.1 概论58

3.2 聚合釜概述58

3.3 聚合釜内流体流动状况60

3.4 挡板与导流筒61

3.5 搅拌器类型和选用62

3.5.1 搅拌器类型62

3.5.2 搅拌器选用63

3.6 聚合釜搅拌功率计算64

3.6.1 均相流体搅拌功率计算64

3.6.2 非均相流体搅拌功率计算65

3.6.3 非牛顿流体搅拌功率计算65

3.7 搅拌器流动特性和转速65

3.7.1 搅拌转速确定66

3.7.2 颗粒悬浮类型搅拌器转速确定67

3.7.3 搅拌釜内物料混合原理68

3.7.4 搅拌聚合釜内物料混合机理68

3.8 搅拌器混合特性68

3.8.1 无量纲混合时间数68

3.8.2 无量纲混合时间数与雷诺数68

3.9 搅拌釜内液-液分散与合并69

3.9.1 分散69

3.9.2 合并70

3.9.3 分散与合并统一70

3.9.4 聚合物颗粒特性表示方法70

3.9.5 搅拌对粒径及粒径分布影响70

参考文献71

第4章 聚合釜-传热73

4.1 搅拌聚合釜传热方式74

4.2 搅拌聚合釜工程分析与传热计算75

4.2.1 均相液体的传热76

4.2.2 非均相体系传热77

4.2.3 非牛顿流体的传热77

4.2.4 搅拌聚合釜总传热77

4.3 搅拌聚合釜热稳定性77

4.3.1 热稳定性和参数灵敏性78

4.3.2 全混流搅拌反应器多态78

4.3.3 全混搅拌釜定常态热稳定性判据79

参考文献80

第5章 聚合釜-传质81

5.1 流体在管中流动模型82

5.2 带死角和短路理想混合模型82

5.3 停留时间分布83

5.4 分散体系传质84

5.5 扩散模型85

参考文献87

第6章 聚合釜-放大技术89

6.1 放大技术基础90

6.2 搅拌聚合釜传热放大92

6.2.1 搅拌传热釜按动力相似放大93

6.2.2 搅拌传热釜按叶端速度相等放大94

6.2.3 搅拌传热釜按给热系数相等放大94

6.2.4 搅拌传热釜按单位体积输入搅拌功相等放大94

6.2.5 搅拌传热釜按单位体积传热速率不变放大94

6.2.6 搅拌传热釜按总传热系数K放大95

6.3 搅拌聚合釜搅拌放大96

6.3.1 均一相液体间混合96

6.3.2 传热为主搅拌釜放大97

6.4 非几何相似放大98

6.5 数学模拟放大99

6.6 放大准则确定100

6.6.1 按几何相似论确定放大准则100

6.6.2 按非几何相似理论确定放大准则101

6.7 非相均体系放大101

参考文献102

第7章 聚合过程及聚合反应釜103

7.1 工业聚合方法104

7.1.1 聚合反应操作方式106

7.1.2 连续流动反应器内流体流动两种理想型态107

7.1.3 聚合反应器设计基本原理108

7.2 聚合反应器110

7.3 乳液聚合反应器设计要点111

7.4 聚合反应器型式和操作方法评比和选择112

7.5 聚合过程调节与控制113

7.5.1 聚合反应放热速度控制114

7.5.2 反应器散热过程强化114

7.5.3 适当冷却介质选用114

7.5.4 聚合速率调控115

参考文献115

第8章 聚烯烃工业实施117

8.1 聚烯烃概况118

8.2 聚乙烯118

8.2.1 高压法119

8.2.2 低压法120

8.2.3 线性低密度聚乙烯装置与工艺120

8.3 双峰分子量分布聚乙烯工业化制备123

8.3.1 双峰分子量分布聚乙烯123

8.3.2 双峰分子量分布聚乙烯制备方法124

8.3.3 双峰分子量分布聚乙烯调控手段126

8.4 聚丙烯127

8.4.1 淤浆法工艺127

8.4.2 液相本体法工艺128

8.4.3 气相本体法工艺128

8.4.4 聚合反应器数学模型128

8.4.5 聚丙烯成型加工130

参考文献132

第9章 聚合物成型加工与原理133

9.1 基础知识134

9.2 塑料加工方法分类135

9.2.1 挤胀成型137

9.2.2 挤出成型137

9.3 注射成型141

9.4 吹塑成型142

9.5 反应注射成型143

9.6 压缩模塑145

9.7 铸塑146

9.8 压延146

9.9 纺丝技术基础147

9.9.1 化学纤维纺丝成型148

9.9.2 熔体纺丝148

9.9.3 湿法纺丝148

9.9.4 干法纺丝150

9.9.5 干-湿法纺丝151

9.9.6 化学纤维后加工152

9.9.7 纤维成型过程中成纤聚合物变化152

9.9.8 纺丝过程基本规律152

9.9.9 纺丝流体可纺性153

9.9.10 熔体纺丝线上传热及温度分布154

9.9.11 成纤聚合物聚集态结构155

9.9.12 纺丝线非等温结晶动力学156

9.9.13 湿法纺丝原理156

9.9.14 干法纺丝原理157

9.9.15 化学纤维拉伸原理158

9.10 静电纺丝159

9.10.1 静电纺丝基本装置159

9.10.2 聚合物中空纤维160

9.10.3 静电纺丝工艺161

9.10.4 静电纺纤维产业化应用161

参考文献162

第10章 合成纤维163

10.1 纤维的分类与特征164

10.2 聚酯纤维165

10.2.1 聚酯纤维生产工艺165

10.2.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯生产工艺166

10.2.3 聚酯纺丝166

10.2.4 聚酯纤维结构、性能及用途167

10.3 锦纶纤维167

10.3.1 聚酰胺-6（锦纶-6）纤维167

10.3.2 聚酰胺-66（锦纶-66）纤维169

10.3.3 聚酰胺纺丝170

10.3.4 聚酰胺结构、性能及用途170

10.3.5 聚酰胺纤维性能与用途171

10.4 腈纶纤维171

10.4.1 聚丙烯腈纤维生产原理与工艺171

10.4.2 聚丙烯腈及纤维结构、性能174

10.5 聚丙烯纤维174

10.5.1 聚丙烯纤维制备原理与工艺174

10.5.2 聚丙烯纺丝175

10.5.3 聚丙烯纤维性能及用途175

10.6 碳纤维176

10.6.1 碳纤维制备方法177

10.6.2 碳纤维应用179

参考文献180

第11章 从实验室研究到工业化生产181

11.1 工业聚合反应实施方法基础182

11.2 连锁聚合反应工业实施方法182

11.3 缩聚反应的工业实施方法185

11.4 案例：高性能纤维187

11.5 高性能纤维——PBO188

11.5.1 PBO及其纤维发展历史及现状189

11.5.2 PBO树脂制备190

11.5.3 PBO聚合动力学和机理193

11.5.4 搅拌聚合釜传递特性和放大技术195

11.5.5 PBO纤维纺丝技术195

11.5.6 PBO纤维取向和分子排列197

11.5.7 PBO纤维应用198

参考文献201