《聚合反应工程基础》教学大纲.doc

PAGE PAGE 1 《聚合反应工程基础》教学大纲 课程编号：课程名称：聚合反应工程基础 英文名称：Basic Principles of Polymerization Engineering 课程性质：限选课 学时/学分：32 /2 考核方式：考试 选用教材：《聚合反应工程基础》，史子瑾编著，化学工业出版社，1991年 先修课程：化工原理、物理化学、高分子化学、高聚物合成工艺学 适用专业及层次：高分子材料与工程专业 本科 一、课程目标 通过本课程在以工业规模的聚合过程为对象，以聚合动力学和聚合物系的传递为基础，并把二者结合起来，从明确一般的定性规律深入到数模，从解决一般的技术问题到聚合反应器的设计、放大、聚合过程的开发和工程分析，优化工艺条件的确定和操作条件，聚合反应器的动态特性和操作稳定性，聚合过程优化及包括聚合反应在内的全过程的系统工程等的学习过程中，学生具备下列能力： 1.能够准确理解和掌握聚合反应器设计过程中涉及的关键问题； 2.能够运用高分子材料聚合反应器设计的原理进行高分子材料合成工程中的生产与设计问题； 3.能够把握高分子材料制备过程中反应器设计过程中的关键参数，并用于反应器设计优化； 4.能够在反应器和反应过程设计中合理运用和掌握高分子材料相关技术标准、知识产权和法规； 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1. 工程知识 1-5熟悉并掌握高分子材料的加工原理、工艺、设备与配方知识，综合性地运用来解决材料科学中的复杂工程问题； 2、3 2. 问题分析 2-2能够通过对复杂的高分子材料与工程问题进行预测、评估，正确表达复杂工程问题； 1、3 6. 工程与社会 6-1具有工程实习和社会实践经历，熟悉高分子材料工程生产、设计与开发等方面相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规。 2、4 三、教学基本内容 第一章：绪论 第二章：化学反应工程基础（支撑课程目标1、3） 2.1化学反应及反应器分类 2.2 均向反应动力学 2.3 理想反应器的设计 2.4 理想混合反应器的热稳定性 2.5 连续流动反应器的停留时间分布 2.6 流动模型 2.7 停留时间分布与化学反应 要求学生：掌握化学反应器设计的基础理论、反应器模型、反应器中物料的流动等复杂工程力学和机械问题。 第三章：聚合反应工程分析（支撑课程目标2、4） 3.1概述 3.2聚合反应速率的工程分析 3.3 聚合物的聚合度及聚合度分布表示方法 3.4 连锁聚合反应得平均聚合度及聚合度分布 3.5 粘度对聚合反应得影响 3.6 均相自由基共聚 要求学生：针对高分子化合物合成中的反应机理与聚合反应工程相结合，进行分析和运用；并在设计中结合聚合工艺特点，考虑到聚合反应工程相关的法律法规。 第五章：搅拌聚合釜内流体的流动与混合（支撑课程目标1、3） 5.1 概述 5.2 搅拌釜内流体的流动状况 5.3 搅拌器的结构与选择 5.4 搅拌功率的计算 5.5 搅拌器的流动特性及转速的确定 5.6 搅拌器的混合特性 5.7 搅拌釜中的分散过程 要求学生：对不同结构的反应器进行选择，并会对反应过程中的流动和分散问题进行计算和分析；了解和学会如何查阅相关技术标准和知识产权。 第六章：搅拌聚合釜的传热与传质（支撑课程目标1、2、3、4） 6.1 聚合过程的传热问题 6.2 搅拌聚合釜的几种传热 6.3 搅拌聚合釜的传热计算 6.4 搅拌釜内的传质过程 6.5 聚合反应釜的安全操作 要求学生：对特定的搅拌釜式反应器，掌握和了解传热的方式、计算依据和传质过程；了解反应釜安全操作的技术标准和安全规范。 第七章：搅拌聚合釜的放大（支撑课程目标1、2、3、4） 7.1 概述 7.2 搅拌聚合釜的传热放大 7.3 搅拌聚合釜的搅拌放大 7.4 非几何相似放大 7.5 放大准则的确定 要求学生：对聚合反应器放大过程中的传热和搅拌等关键工程技术问题进行学习，了解放大准则和要求。 第八章 聚合过程及聚合反应器（支撑课程目标1、2、3、4） 8.1 工业聚合方法 8.2 聚合反应器 8.3 聚合反应器选择原则 8.4 聚合过程实例 要求学生：了解一些常用的工业聚合方法和反应器，讲述聚合工程实例。 四、教学重点与难点 第二章：化学反应工程基础和第三章：聚合反应工程分析为本课程重点与难点。 第二章：化学反应工程基础 教学重点：等温情况下动力学方程式的建立；各类反应器设计基本原理；返混对化学反应的影响；停留时间分布的测定及数字特征；理想与非理想流动模型；模型参数与化学反应得关系；混合状态与化学反应得影响。 教学难点：r如何根据反应的特点与反应器的性能特征来正确选择反应器性式与操作方式；造成非理想流动的原因及其测量与描述，非理想流动对化学反应的影响。 第三章