Химические процессы в производстве полимеров. Никифоров В.А - 97 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТвГТУ | Тверь

Составители: 

Рубрика: 

- 97 -
превращения протекают в высоковязких системах, тормозящих удаление
низкомолекулярного продукта поликонденсации из реакционной зоны и
препятствующих росту молекулярной массы продукта. В-третьих,
кинетика поликонденсационного синтеза определяет как выход полимера,
так и его состав и строение. Поэтому о макрокинетических
закономерностях можно судить не только по конверсии функциональных
групп и выходу полимера, но и
по величине средней молекулярной массы,
молекулярно-массовому распределению, изомерному составу и другим
структурным показателям.
На процесс синтеза полимеров методом поликонденсации оказывает
тепло- и массоперенос. Специфические особенности массо- и
теплообменных процессов находятся в прямой зависимости от способа
проведения поликонденсации.
Гомофазная гомогенная равновесная поликонденсация в расплаве
проводится при высоких температурах, превышающих температуры
плавления мономеров и полимеров. Процесс протекает очень медленно
(длительность цикла в периодическом производстве и время пребывания в
непрерывном процессе достигают десятков часов), характеризуется
низкими тепловыми эффектами и высокой, следовательно, энергоёмкостью
(велики затраты тепла на нагрев и электроэнергии на перемешивание
высоковязких реакционных систем). Для ускорения достижения
положения термодинамического равновесия и получения
полимера с
максимально возможной молекулярной массой применяют катализаторы,
повышающие скорость основной реакции и понижающие интенсивность
побочных процессов. Кинетика поликонденсации в расплаве не осложнена
диффузионным торможением, причём на начальных стадиях описывается
выведенными выше при стехиометрическом и нестехиометрическом
соотношениях мономеров уравнениями
)t(fP = для идеальных систем. На
глубоких стадиях скорость поликонденсации выражают уравнением,
учитывающим обратимость процесса:
,
k
ax
)x1(kv
t
2
tpt
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅
−−=
где
v
t
– суммарная скорость (брутто-скорость) образования полимера к
моменту времени
t; k
p
– константа скорости прямой реакции
поликонденсации;
k – константа равновесия; x
t
– доля реакционных
центров исходного мономера, вступивших в реакцию поликонденсации к
моменту времени
t; a – количество низкомолекулярного продукта,
образовавшегося за время
t.
При степени завершённости реакции
p>0,9-0,95 кинетику процесса
лимитирует скорость удаления низкомолекулярного продукта
поликонденсации из реакционной зоны.

Страницы