新型二元相互作用参数公式及在CO2/VC体系中的应用

论文摘要

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-CO2）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/CO2的相行为,并进行实验验证的基础上,研究以Sc-CO2为介质的VC沉淀聚合规律,为开发在Sc-CO2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CO2/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kij的新型普遍化公式: kij=1-((2 （IiIj）1/2)/（Ii+Ij）)(（θiθj）1/2)/θij(（φiφj）1/2)/φij((（φiφj）1/2)/φij(（ViVj）1/2)/Vij)n-3/3 基于经验取Mie势能常数n=3,则可简化为: kij=1-(2 (（IiIj）1/2)/（IiIj）)(（θiθj）1/2)/θij(（φiφj）1/2)/φij无需通过实验数据返算,以组分的θ和φ算术平均值替代κij和φij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: lij=1-1/(4φij)(（φibi）1/3+（φjbj）1/331/（bi+bj） 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:

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 引言
• 2.2 状态方程和二元相互作用参数
• 2.2.1 状态方程的发展
• 2.2.2 立方型状态方程
• 2.2.3 立方型状态方程参数的计算
• 2.2.4 混合规则
• 2.2.5 二元相互作用参数
• 2.2.5.1 二元相互作用参数的应用
• 2.2.5.2 二元相互作用参数的关联式
• 2.3 超临界二氧化碳用于聚合反应和改性
• 2的性质'>2.3.1 Sc-CO₂的性质
• 2作为介质合成高分子研究的回顾'>2.3.2 以Sc-CO₂作为介质合成高分子研究的回顾
• 2作为聚合反应介质的特点'>2.3.3 Sc-CO₂作为聚合反应介质的特点
• 2为介质的聚合工艺'>2.3.4 Sc-CO₂为介质的聚合工艺
• 2.3.5 均相溶液聚合
• 2.3.5.1 氟代单体和氟代聚合物在超临界二氧化碳中的溶解性
• 2.3.5.2 均相自由基聚合合成氟代聚合物
• 2.3.6 沉淀聚合
• 2.3.6.1 VDF的连续沉淀聚合
• 2.3.6.2 丙烯酸的沉淀聚合
• 2.3.6.3 其他一些单体的沉淀聚合
• 2.3.7 分散聚合
• 2中的分散聚合的成粒机理'>2.3.7.1 Sc-CO₂中的分散聚合的成粒机理
• 2分散聚合中分散剂的稳定作用'>2.3.7.2 Sc-CO₂分散聚合中分散剂的稳定作用
• 2.3.7.3 分散剂对树脂颗粒特性的影响
• 2用于高分子改性'>2.3.8 Sc-CO₂用于高分子改性
• 2中聚合物吸附小分子的机理'>2.3.8.1 Sc-CO₂中聚合物吸附小分子的机理
• 2.3.8.2 渗入单体和引发剂制备高分子共混物
• 2.3.8.3 渗入有机金属化合物改性高分子材料
• 2.3.8.4 高分子中引入有机添加剂
• 2.4 课题思路
• 参考文献
• 第三章 立方型状态方程引力项二元相互作用参数的公式
• 3.1 引言
• 3.2 基础理论
• 3.2.1 Mie 势能函数
• 3.2.2 London 色散力公式
• 3.2.3 对应状态原理
• 3.3 二元相互作用参数公式的推导
• 3.3.1 引力参数几何结合规则推导
• 3.3.2 对二参数对应状态原理偏离的修正
• 3.3.2.1 分子形状系数的修正
• 3.3.2.2 虚拟临界规则
• 3.3.3 二元相互作用参数公式
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 引力项二元相互作用参数公式的讨论和说明
• 4.1 引言
• 4.2 不同分子间形状系数的确定
• 4.3 虚拟临界规则的选择
• y的因素'>4.4 影响k_y的因素
• 4.5 公式的特点
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 引力项二元相互作用参数公式的应用
• 5.1 引言
• 5.2 计算程序
• 5.2.1 结构化程序
• 5.2.2 计算程序
• 5.3 应用
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 斥力项和引力项二元相互作用参数的公式及其应用
• 6.1 引言
• 6.2 引力项和斥力项参数及其二元相互作用参数
• 6.3 SRK 方程的二元相互作用参数公式
• 6.3.1 斥力项二元相互作用参数
• 6.3.2 引力项二元相互作用参数
• 6.4 SRK 方程二元相互作用参数公式的应用
• 6.5 本章小结
• 参考文献
• 第七章 氯乙烯-二氧化碳二元系的临界点
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.2.1 实验原料
• 7.2.2 实验装置
• 7.3 测定二元混合物临界点、泡点和露点的新方法
• 2／VC二元混合物的临界点，泡点和露点'>7.4 CO₂／VC二元混合物的临界点，泡点和露点
• 2／NC二元系的相边界点'>7.4.1 CO₂／NC二元系的相边界点
• y应用于CO₂／VC二元系临界点压力的计算'>7.4.2 k_y应用于CO₂／VC二元系临界点压力的计算
• y和l_y应用于CO₂／VC二元系临界点压力的计算'>7.4.3 k_y和l_y应用于CO₂／VC二元系临界点压力的计算
• 7.5 本章小结
• 参考文献
• 2中聚合的压力变化和相行为'>第八章 VC在Sc-CO₂中聚合的压力变化和相行为
• 8.1 引言
• 8.2 实验部分
• 8.2.1 实验装置
• 8.2.2 实验原料
• 8.2.3 实验过程
• 8.2.4 表征
• 8.3 结果与讨论
• 2中聚合'>8.3.1 VC在Sc-CO₂中聚合
• 8.3.2 聚合过程的压力变化
• 8.3.3 聚合过程的相行为
• 8.3.4 伴随聚合过程相行为的压力变化
• 8.4 本章小结
• 参考文献
• 2中聚合'>第九章 VC在Sc-CO₂中聚合
• 9.1 引言
• 9.2 实验部分
• 9.2.1 实验装置
• 9.2.2 实验原料
• 9.2.3 实验过程
• 9.2.4 表征
• 9.3 结果与讨论
• 2中的聚合速率'>9.3.1 VC在Sc-CO₂中的聚合速率
• 2中聚合的转化率'>9.3.2 VC在Sc-CO₂中聚合的转化率
• 9.3.2.1 压力和引发剂浓度对聚合转化率的影响
• 9.3.2.2 搅拌对聚合转化率的影响
• 9.3.2.3 引发剂添加方式对聚合转化率的影响
• 2中聚合产物的分子量'>9.3.3 VC在Sc-CO₂中聚合产物的分子量
• 2中聚合产物的颗粒特性'>9.3.4 VC在Sc-CO₂中聚合产物的颗粒特性
• 9.4 本章小结
• 参考文献
• 第十章 结论、创新点和展望
• 10.1 结论
• 10.1.1 立方型状态方程的二元相互作用参数
• 2／VC二元系的相边界点'>10.1.2 CO₂／VC二元系的相边界点
• 2中的沉淀聚合'>10.1.3 VC在Sc-CO₂中的沉淀聚合
• 10.2 创新点
• 10.3 展望
• 致谢
• 作者简介
• 攻读博士学位期间发表的论文