《聚合反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備》課程教學(xué)大綱

《聚合反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備》課程教學(xué)大綱英文名稱：PolymerizationReactionProcessingandEquipment課程類型：專業(yè)技能課課程要求：選修學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2適用專業(yè)：高分子材料工程技術(shù)一、課程性質(zhì)與任務(wù)聚合反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備課程是高分子材料工程技術(shù)專業(yè)選修的專業(yè)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，掌握反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析的知識(shí)和技能；掌握聚合反應(yīng)工程分析方法，理解攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合、傳熱；了解高聚物生產(chǎn)工藝設(shè)備的操作管理；掌握聚合反應(yīng)器的特性及攪拌聚合釜放大設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生將所學(xué)過(guò)的基本理論和技能與聚合反應(yīng)設(shè)備緊密結(jié)合在一起，形成有機(jī)地統(tǒng)一體，加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)在聚合物合成工程實(shí)踐中的運(yùn)用能力，從而提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外聚合物生產(chǎn)設(shè)備和發(fā)展方向有所了解。二、課程與其他課程的聯(lián)系聚合反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備課程是高分子材料工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課，是在學(xué)生在學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)及化工原理等基礎(chǔ)課程，掌握了高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物近代儀器分析等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)之后，所學(xué)的關(guān)于聚合物合成的，具有工程實(shí)踐指導(dǎo)意義的專業(yè)課。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之后，有助于對(duì)聚合物加工及應(yīng)用的相關(guān)課程，如聚合物改性、聚合物加工原理及設(shè)備、高分子材料應(yīng)用基礎(chǔ)等課程內(nèi)容的掌握和理解。三、課程教學(xué)目標(biāo)1．學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論知識(shí)，掌握化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)、反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性、停留時(shí)間分布等基本知識(shí)，了解化學(xué)反應(yīng)工程研究的內(nèi)容，具有選用化學(xué)反應(yīng)器的能力；2．學(xué)習(xí)聚合反應(yīng)工程分析的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論知識(shí)，掌握聚合反應(yīng)工程分析的方法、聚合反應(yīng)器的選擇及調(diào)控等基本知識(shí)，了解聚合反應(yīng)工程研究的內(nèi)容；3．掌握攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合對(duì)聚合物合成的影響及攪拌器設(shè)計(jì)基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有分析、選用攪拌釜的能力；4．掌握聚合反應(yīng)器的傳熱方式、計(jì)算方法及放大原理、方法；5．培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生掌握典型聚合反應(yīng)設(shè)備的選擇、設(shè)計(jì)方法，獲得實(shí)踐技能的基本訓(xùn)練，具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；6．了解國(guó)內(nèi)外聚合物生產(chǎn)設(shè)備和發(fā)展動(dòng)向。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程教學(xué)目標(biāo)1一、緒論1.聚合反應(yīng)工程形成歷史及發(fā)展前景；2.聚合反應(yīng)工程研究的內(nèi)容。1.了解本課程研究的對(duì)象、內(nèi)容2.了解聚合反應(yīng)工程研究的內(nèi)容。2講授2、52二、化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)1.化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)器分類，均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；2.理想反應(yīng)器的設(shè)計(jì)；3.返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響、RTD的分析測(cè)定；4.根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)器的性能特征正確選擇反應(yīng)器型式與操作方式；5.非理想流動(dòng)的原因及其測(cè)定與描述，非理想流動(dòng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。1.了解化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)器分類，掌握均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)2.掌握各類反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理；3.掌握返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響、RTD的分析測(cè)定；4.掌握根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)器的性能特征正確選擇反應(yīng)器型式與操作方式；5.了解非理想流動(dòng)的原因及其測(cè)定與描述，理解非理想流動(dòng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。8講授、1、5、63三、聚合反應(yīng)工程分析1.不同操作方式對(duì)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、聚合產(chǎn)物的聚合度及其分布的影響；2.由均相均聚體系的自由基總濃度及聚合度隨轉(zhuǎn)化率變化規(guī)律的分析確定聚合反應(yīng)機(jī)理；3.不同操作方式對(duì)自由基聚合；4.將總聚合速率、聚合度及其分布等與基元反應(yīng)速率常數(shù)、組分濃度、反應(yīng)時(shí)間（或轉(zhuǎn)化率）等參數(shù)關(guān)聯(lián)式作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)或反應(yīng)操作規(guī)劃的基礎(chǔ)；5.按不同聚合反應(yīng)的特點(diǎn)正確的選擇聚合反應(yīng)器；1.掌握不同操作方式對(duì)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、聚合產(chǎn)物的聚合度及其分布的影響；2.理解由均相均聚體系的自由基總濃度及聚合度隨轉(zhuǎn)化率變化規(guī)律的分析確定聚合反應(yīng)機(jī)理；3.理解不同操作方式對(duì)自由基聚合；4.理解將總聚合速率、聚合度及其分布等與基元反應(yīng)速率常數(shù)、組分濃度、反應(yīng)時(shí)間（或轉(zhuǎn)化率）等參數(shù)關(guān)聯(lián)式作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)或反應(yīng)操作規(guī)劃的基礎(chǔ)；5.理解按不同聚合反應(yīng)的特點(diǎn)如何正確的選擇聚合反應(yīng)器；8講授討論2、5、64四、攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合1.攪拌具有的混合、傳熱、傳質(zhì)等多種功能；2.攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀況及攪拌槳葉的動(dòng)力特性、循環(huán)特性、混合特性；3.低粘聚合體系、高粘和非牛頓流體的攪拌功率，攪拌器轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間的計(jì)算方法；4.攪拌器的型式、結(jié)構(gòu)及選型原則。1.了解攪拌具有的混合、傳熱、傳質(zhì)等多種功能；2.理解攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀況及攪拌槳葉的動(dòng)力特性、循環(huán)特性、混合特性；3.掌握低粘聚合體系、高粘和非牛頓流體的攪拌功率，攪拌器轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間的計(jì)算方法；4.了解攪拌器的型式、結(jié)構(gòu)及選型原則；6講授討論3、5、65五、攪拌聚合釜的傳熱1.攪拌聚合釜傳熱方式及強(qiáng)化傳熱的方法；2.牛頓流體及非牛頓流體的傳熱計(jì)算方法。1.掌握攪拌聚合釜傳熱方式及強(qiáng)化傳熱的方法；2.了解牛頓流體及非牛頓流體的傳熱計(jì)算方法。4講授討論4、5、66六、聚合反應(yīng)器的放大1.工業(yè)反應(yīng)器對(duì)放大的求；2.聚合反應(yīng)器數(shù)模放大法；3.聚合反應(yīng)器的相似放大法。1.了解工業(yè)反應(yīng)器對(duì)放大的要求；2.了解聚合反應(yīng)器數(shù)模放大方法；3.掌握聚合反應(yīng)器的相似放大方法。4講授討論4、5、6五、其他教學(xué)環(huán)節(jié)（課外教學(xué)環(huán)節(jié)、要求、目標(biāo)）1.作業(yè)：（課外8學(xué)時(shí)）完成與教學(xué)內(nèi)容相匹配的四次課程作業(yè)。六、教學(xué)方法本課程以課堂教學(xué)為主，結(jié)合作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。在課堂教學(xué)中，通過(guò)講授、提問(wèn)、討論、啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)方法和手段讓學(xué)生理解聚合反應(yīng)設(shè)備的理論體系、分析解決工業(yè)聚合物生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備的選擇及調(diào)控方法，掌握化學(xué)反應(yīng)工程、聚合反應(yīng)工程分析、攪拌聚合釜的攪拌與混合、傳質(zhì)、傳熱、放大的基本概念，基本原理，強(qiáng)調(diào)聚合理論的工程應(yīng)用背景。在作業(yè)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本課程基本原理、基本概念、基本方法及工程意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的工程能力。七、考核方式最終成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、作業(yè)成績(jī)、期末成績(jī)等組合而成。各部分所占比例如下：平時(shí)成績(jī)：20%。主要考核對(duì)每堂課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，以及課程出勤情況。平時(shí)作業(yè)成績(jī)：30%。主要考核階段知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。平時(shí)作業(yè)分為四次完成，時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別為第1、2教學(xué)內(nèi)容結(jié)束、第3教學(xué)內(nèi)容結(jié)束、第4教學(xué)內(nèi)容結(jié)束及第5、6教學(xué)內(nèi)容結(jié)束。每次作業(yè)成績(jī)獨(dú)立核算，待全部課程作業(yè)結(jié)束后給出最終作業(yè)成績(jī)。期末考試成績(jī)：50%。主要考查課程基本概念、基本問(wèn)題、計(jì)算方法的掌握程度。書面考試形式。題型為1、填空2、問(wèn)答題3、推導(dǎo)題4、計(jì)算題等。八、教材及參考書目1．教材：[1]聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ).史子瑾.化