《聚合反應工程》課程教學大綱

1、PAGE PAGE - 5 -本科生課程大綱課程名稱聚合反應工程Polymerization Reaction Engineering課程代碼083703101269課程屬性專業(yè)知識課時/學分48/3課程性質必修實踐學時責任教師課外學時課程屬性：公共基礎/通識教育/學科基礎/專業(yè)知識/工作技能，課程性質：必修、選修課程介紹1.課程描述： 聚合反應工程是高分子材料與工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，向學生系統(tǒng)地介紹聚合過程（流動、混合、傳熱等物理過程及聚合反應過程）對聚合反應器設計和操作控制的要求、各種聚合方法進行工業(yè)化生產(chǎn)的特點、配方原理、流程組織原理和典型工業(yè)生產(chǎn)過程、聚合反應的基本化工單元及典型生

2、產(chǎn)設備。不同實施方法中，關鍵設備的選用，傳熱傳質和分離提純的有效措施，最能體現(xiàn)工藝意圖的設備組合，獲得預定性能和結構的聚合物生產(chǎn)的工藝方法和工藝技術。本課程具有很強的工程實踐性，因此本課程的教學目的就是要培養(yǎng)學生綜合應用各種專業(yè)知識解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學生實事求是、耐心細致及嚴謹負責的工作作風，使學生認識到遵守國家法規(guī)政策，關注經(jīng)濟形勢，培養(yǎng)良好的集體合作精神等，是完成實際工作所必不可少的，并使學生走向社會后能夠盡快地適應迅猛發(fā)展的科學技術對人才的需求。2.設計思路： 本課程以聚合反應工程、三大合成材料的工業(yè)生產(chǎn)方法的學習為主線，結合學生自主完成關于典型聚合物產(chǎn)品工藝理論分析、工藝實施

3、內容的課程訓練的方式進行，使同學們將掌握的高分子化學的理論知識和生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生從工業(yè)生產(chǎn)的角度分析問題的思維能力，使其掌握工業(yè)生產(chǎn)高聚物的技能技巧并具備從事新型高分子材料開發(fā)能力。課程內容包括三個模塊：聚合反應工程、聚合方法與工藝過程、典型聚合物的合成工藝過程。聚合反應工程主要講授聚合反應器。以攪拌聚合釜為重點，討論聚合過程（流動、混合、傳熱等物理過程及聚合反應過程）對聚合反應器設計和操作控制要求。課程包括化學反應工程基礎，聚合反應工程分析，聚合釜內流體的流動和混合，傳熱與傳質，聚合工程。聚合方法與工藝過程是學生設計聚合物生產(chǎn)工藝的基礎知識，課程將以高分子化學理論知識為依據(jù)，重點介

4、紹各種聚合方法的特點和通用工藝流程，為各種具體聚合物合成方法的選擇及工藝過程的設計提供理論依據(jù)。課程包括自由基聚合、離子聚合、配位聚合及縮合聚合生產(chǎn)工藝。典型聚合物的合成工藝過程是聚合反應工程及聚合方法與工藝過程的具體應用實例。通過典型聚合物合成工藝過程的學習，使學生將聚合反應工程和聚合方法與工藝過程的理論知識與聚合物實際生產(chǎn)過程聯(lián)系起來，掌握聚合物合成工藝設計的基本步驟及主要內容，培養(yǎng)學生綜合應用各種專業(yè)知識解決工程實際問題的能力。課程包括通用塑料、合成纖維及通用橡膠聚合物合成工藝過程。3.課程與其他課程的關系：本課程先修課程為有機化學、物理化學、化工原理、高分子化學、高分子物理等專業(yè)基礎課

5、。本課程綜合運用了所學的專業(yè)基礎知識，并將其與工程實踐緊密結合，提供了理論與實際相結合的方法與過程，因此本課程的學習對高分子材料與工程專業(yè)學生畢業(yè)以后的實際工作具有重要的實際意義。二、課程目標本課程目標是為專業(yè)基礎知識與實際生產(chǎn)相結合提供方法和過程，培養(yǎng)學生的工程觀點和工程設計能力，到課程結束時，學生應能：（1）了解聚合反應器的設計、操作和控制的基本方法。能夠根據(jù)聚合物性能要求合理確定聚合反應器的設計、操作和控制條件。（2）掌握高分子材料合成過程中的各種工藝基礎知識，將高分子化學的理論知識和生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，具備從工業(yè)生產(chǎn)的角度分析問題的思維能力，掌握工業(yè)生產(chǎn)高聚物的技能技巧并具備從事新型高分

6、子材料開發(fā)能力。（3）提高學生工程意識以及分析問題和解決問題的能力，為今后從事的科研和生產(chǎn)工作打下堅實的基礎。三、學習要求要完成所有的課程任務，學生必須：（1）按時上課,上課認真聽講，積極參與課堂討論、作業(yè)典型案例分析。本課程將包含較多的課下作業(yè)、討論、小組作業(yè)展示等課堂活動。（2）保質保量的按時完成課下作業(yè)。這些作業(yè)要求學生按書面形式提交，只有按時提交作業(yè)，才能掌握課程所要求的內容。延期提交作業(yè)需要提前得到任課教師的許可。（3）在課程學習及課下作業(yè)的基礎上，學期結束前完成一種聚合物的合成工藝設計，促進學生工程設計能力的提高。四、教學進度序號專題或主題計劃課時主要內容概述1緒論、化學反應工程基

7、礎8了解聚合反應工程課程研究內容，了解化學反應的類型、化學反應器的類型，平推流與理想混合流反應器的流動形態(tài)。掌握連續(xù)反應器停留時間分步測量技術和數(shù)據(jù)處理方法。2聚合反應工程分析6了解不同類型的反應器，對自由基加聚反應或縮聚反應，對聚合度和分子量分布的影響，從而正確選擇反應器類型。3聚合釜內流體的流動和混合2了解攪拌釜式反應器在聚合物生產(chǎn)中的重要地位，了解攪拌聚合釜的基本構造，了解釜內流體的流況類型，攪拌雷諾準數(shù)的定義，攪拌雷諾準數(shù)與流體流型的關系，漩渦的危害和防止措施；攪拌功率的因次分析方法，功率曲線圖的應用和攪拌功率公式的推導，掌握混合攪動操作條件下轉速的計算，了解混合均勻程度的概念，掌握混

8、合均勻程度與混合速度準數(shù)聯(lián)立求解攪拌轉速。4傳熱與傳質2了解聚合反應的熱效應，放熱高峰與放熱平均值區(qū)別，高粘度體系的攪拌熱的概念，攪拌釜傳熱的布置形式，加熱和冷卻方法，傳熱的計算，強化傳熱可采取的措施。5聚合釜的放大2了解聚合釜放大的意義，放大的數(shù)模和相似放大方法，著重了解在幾何相似放大情況下，傳熱面積，反應釜體積，傳熱系數(shù)的變化規(guī)律，初步了解按照操作目的選定放大準則。6聚合物生產(chǎn)工藝3掌握高分子合成材料生產(chǎn)的主要過程，掌握合成樹脂與合成橡膠聚合方法及生成過程的區(qū)別，了解高分子合成材料的單體及單體的原料路線。7自由基聚合生產(chǎn)工藝10了解自由基聚合的實施方法、各類方法特點及工藝過程，掌握LDPE

9、、PS、PVC、PAN、SBR等聚合物合成工藝。8配位聚合生產(chǎn)工藝3了解配位聚合特點及工藝過程，掌握PP、BR等聚合物合成工藝。9離子聚合生產(chǎn)工藝2了解離子聚合特點及工藝過程，掌握IIR等聚合物合成工藝。10縮聚物生產(chǎn)工藝10了解縮聚反應的特點及實施方法，掌握PET、雙酚A型環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等聚合物合成工藝。五、參考教材與主要參考書1、選用教材：（1）聚合反應工程基礎，史子瑾主編，化學工業(yè)出版社，北京，1991。（2）高聚物合成工藝學，趙德仁、張蔚盛，化學工業(yè)出版社，1997年第二版。2、主要參考書：（1）聚合過程及設備，計其達主編，化學工業(yè)出版社，北京，1981。（2）聚合反應工程基礎，陳甘堂著，中國石化出版社，1991。（3）高分子合成原理及工藝學，李克友、張菊華、向福如編，科學出版社，1999年。（4）高聚物合成工藝，王久芬，國防工業(yè)出版社，2005年。（5）高分子工藝，復旦大學高分子科學系編，2002年10月。（6）高分子合成化學，馮新德編，科學出版社，1981年1月。六、成績評定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績綜合評分體系： 成績綜合評分體系比例%1.出勤，課堂表