《聚合反应工程基础》教学大纲

1、聚合反应工程基础教学大纲 课程编号：B03030200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

2、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

3、性地运用来解决材料科学中的复杂工程问题；2、32. 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、36. 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

4、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

5、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

6、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

7、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：聚合反应工程分析教学重点：由均相聚体系的自由基总浓度及聚合度随转化率变化规律的分析确定聚合反应机理；不同操作方式对自由基聚合、自由基共聚、缩聚、乳液聚合的影响；黏度对聚合过程的影响；聚合过程的操作规划和环境安全问题。教学难点：聚合反应工程分析的目的是在明确反应机理的基础上，将总聚合速率 、聚合度及其分布等与基元反应速率常数、组分浓度、反应时间等参数关联为函数式，最终以这些函数式作为反应器设计或反应操

8、作规划的基础。按不同聚合反应得特点正确的选择聚合反应器。第五章：搅拌聚合釜内流体的流动与混合教学重点：流体的流动状态和混合特性。教学难点：雷诺系数的计算及其运用。第六章：搅拌聚合釜的传热与传质教学重点：搅拌聚合釜的传热方式，传热计算公式，热量守恒，热稳定性。教学难点：聚合反应器热稳定性的计算。第七章：搅拌聚合釜的放大教学重点：搅拌聚合釜传热放大，搅拌放大效应，放大原则。教学难点：如何根据反应器类型和聚合反应类型来进行放大，放大效应。五、教学建议进度(学时数32)第一章：绪论 （1学时）第二章：化学反应工程基础 （9学时）第三章：聚合反应工程分析 （6学分）第五章：搅拌聚合釜内流体的流动与混合

9、（6学时）第六章：搅拌聚合釜的传热与传质 （5学时）第七章：搅拌聚合釜的放大 （3-5学时）第八章 聚合过程及聚合反应器 （0-2学时）（机动章节）课内外时间比例为 学生 32：10；老师 32：64六、教学方法1、在讲授每一章时，先简明扼要地向学生讲清本章主要内容、知识体系、重点、难点等，让学生在学习具体内容前先有一个轮廓式的了解，听课有针对性；2、把重点和难点讲清、讲透。对与不容易理解的理论问题和公式，采用多于实际结合的方式，让学生觉得有意思，例如举实例、采用多媒体、图片、视频等形式；3、每章结束后，引导学生及时进行归纳总结、搞清知识点之间的联系，搞清理论在实际生产中的应用，注重理论联系实际，起到举一反三、触类旁通的作用；4、每次课对上次课内容进行回顾、提问，引出本次课内容；对课后作业进行批改和讲解；考试前引导学生对整个教学内容进行完整回顾；5、通过短信、邮件、qq等形式，在课余时间对学生进行指导，答疑解惑。七、考核方式期末闭卷考试。八、成绩评定方法按照笔试考核成绩，适当结合平时成绩，平时成