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研究生:李得元
研究生(外文):LI,DE-YUAN
論文名稱:環管式反應器內連續乳化聚合反應之研究
論文名稱(外文):Study for emulsion polymerization of styrene in a continuous loop tubular reactor
指導教授:郭人鳳王振華王振華引用關係
指導教授(外文):GUO,REN-FENGWANG,ZHEN-HUA
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1989
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:環管式反應器連續乳化聚合反應苯乙烯乳化連續環管式反應器聚合反應視活化能-的斜率
外文關鍵詞:(ARRHENIUSPLOT)
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本文設計一個方型環管式反應器, 做為苯乙烯乳化聚合反應的反應器。首先以追蹤劑
脈衡注射法, 測量該反應器之流力性質, 該反應器在推進器418rpm轉動速率與25至13
0 分鐘的滯留時間下, 有Bodenstein數100 (換算成軸向分散係數則為15.24cm2/sec)
及回流比0.992。 這些反應器性質不太受推進器轉動速率及滯留時間的影響。本文在
做苯乙烯乳化聚合反應動力時, 其操作維持於推進器418 rpm 轉動速率及36.7分鐘的
滯留時間 (除了探討滯留時間的影響外)。
本文選擇滯留時間、單體濃度、乳化劑濃度、起始劑濃度、及反應溫度作為乳化聚合
反應的變數, 並測量反應過程中, 單體轉化率、乳液顆粒平均粒徑、粒子數目濃度、
及平均分子量與分子量分佈,探討環管式反應器內苯乙烯之乳化聚合反應的動力。結
果發現:
1.該乳化聚合反應中, 單體轉化率和粒子數目濃度有超越現象, 但挨反應時間100 分
鐘後便趨於單一穩定狀態, 並無一般連續攪拌槽反應器的振盪現象或多種穩定狀態。
2.乳化劑用量增加至12.40 g SLS/1-water,單體轉化率的超越不再發生。這個超越之
乳化劑監界濃度[SLS]。 介於8.02至12.40g SLS/1-water之間。
3.穩定單體轉化率Xe對滯留時間τ、單體濃度[St]、乳化劑濃度[SLS]、 及起始劑濃
度[KPS] 的依存性, 同時受制於所使用乳化劑濃度, 為
Xe ∼[SLS]1 [KPS]0.3 [St]0.0τ 0.2 [SLS]≦[SLS]。
XE ∼[SLS]0 [KPS]0.1 [SLS]≧[SLS]。
4.穩定顆粒粒徑Dpe 對上述變數之依存性為
Dpe ∼ [SLS]-0.24 [KPS]0 [St]0τ0
5.穩定粒子數目濃度Ne對四種變數之依存性為
Ne ∼[SLS]1 [KPS]0.3 [St]0τ0 [SLS]≦[SLS]。
Ne ∼[SLS]0.67 [KPS]0.1 [SLS]≧[SLS]。
6.在連續環管式反應器內, 苯乙烯乳化聚合反應的單體轉化率與粒子數目濃度對乳化
劑濃度之依存性比連續攪拌槽反應器者小; 而其等對起始劑濃度和滯留時間之依存性
比連續攪拌槽反應器者大。
7.顆粒體積成長速率與顆粒粒徑成正比, 但是, 當乳化劑濃度大於監界濃度時, 則僅
與粒徑平方根成正比。
8.溫度並不能改變聚合反應的穩定性, 在乳化劑濃度的變因下呈現超越者, 乳化聚合
反應在改變探討的溫度範圍(50°-60℃) 內仍呈現超越; 相反的, 在乳化劑濃度的變
因下不出現超越者, 這些溫度 (縱然已升高至70℃) 下的乳化聚合反應亦不出現超越

9.顆粒粒徑成長均呈兩階段, 成長不穩定期與穩定期; 不過, 12.40g SLS/1- water
者, 在61°及65℃之反應不呈穩定顆粒粒徑成長, 卻與時間呈線性成長。
10. 穩定聚合反應速率的視活化能(Arrhenius plot 的斜率)與生成粒子的視活化能
均隨乳化劑濃度用量的增加而減少。
11. 聚合反應呈現的分子量分佈接近於2,不過,24.24g SLS/1-water 者, 在反應前期
卻呈現4-5 的寬分子量分佈。聚合反應的平均分子量受乳化劑濃度的影響並不大, 除
24 .24 g SLS/1-water 者的前期反應有約二倍大於其他反應者的分子量。
誌謝
中文摘要
英文摘要
符號說明
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
第二章 文獻回顧
2-1 環管式反應器
2-2 環管式反應器內流體流動之理論模式
第三章 實驗部分
3-1 試料
3-2 儀器裝置
3-3 實驗步驟
3-4 分析方法
第四章 結果與討論
4-1 連續環管式反應器之流動特性
4-2 環管式反應器內之連續乳化聚合反應
第五章 結論
參考文獻
自述
目錄
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