论文部分内容阅读
原子转移自由基聚合(ATRP)是一种不同于一般自由基聚合的可逆失活自由基聚合技术,其特有的“ATRP平衡”能大大降低反应体系中活性链的浓度,从而将链终止反应限制在很低的水平,同时链增长反应以很缓慢的速度进行。因此,所得到的聚合产物的分子量分布较窄,并且能够进行进一步的化学修饰以及嵌段共聚物的合成。然而,ATRP本身还存在着许多的缺陷,比如产物中残留有催化剂,反应过程需无氧环境等等。这些问题对ATRP的实际应用带来了负面的影响。 本文采用模拟计算的方法来研究原子转移自由基共聚合(ATRcoP)在不同类型反应器中的反应性能及产物性质。首先采用一系列合理的假设,对 ATRcoP的反应机理进行简化,从而确定了对应的动力学方程;接着采用矩方法,将动力学方程转化为便于求解的矩方程;然后针对不同的反应器类型以及操作方式分别建立对应的反应器模型,将矩方程与反应器模型相耦合,得到各个反应组分的连续方程;最后通过求解连续方程,即可输出模拟结果。从模拟的结果来看,间歇条件下单体的转化率最好,分子量分布最窄;半连续下可以很好地控制共聚物的链组成;连续搅拌釜式反应器下可以连续生产性质均一的共聚物,但是分子量分布很宽;多釜串联模式下共聚物的分子量分布得到大大改善,但是装置的成本较高;管式条件下的聚合产物性能与反应器内物料的流动形态有很大关系。ATRcoP无论在哪种反应器中进行,都各有利弊。面对复杂的实际生产过程,最好的选择就是根据具体情况具体分析,综合多方面的因素来确定最合适的反应器类型。