《聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

1、聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱 課程編號：B03030200課程名稱：聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)英文名稱：Basic Principles of Polymerization Engineering課程性質(zhì)：限選課學(xué)時/學(xué)分：32 /2考核方式：考試選用教材：聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)，史子瑾編著，化學(xué)工業(yè)出版社，1991年先修課程：化工原理、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高聚物合成工藝學(xué)適用專業(yè)及層次：高分子材料與工程專業(yè) 本科一、課程目標(biāo)通過本課程在以工業(yè)規(guī)模的聚合過程為對象，以聚合動力學(xué)和聚合物系的傳遞為基礎(chǔ)，并把二者結(jié)合起來，從明確一般的定性規(guī)律深入到數(shù)模，從解決一般的技術(shù)問題到聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、放大、聚合過程的開發(fā)和

2、工程分析，優(yōu)化工藝條件的確定和操作條件，聚合反應(yīng)器的動態(tài)特性和操作穩(wěn)定性，聚合過程優(yōu)化及包括聚合反應(yīng)在內(nèi)的全過程的系統(tǒng)工程等的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生具備下列能力： 1.能夠準(zhǔn)確理解和掌握聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)過程中涉及的關(guān)鍵問題；2.能夠運(yùn)用高分子材料聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行高分子材料合成工程中的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)問題；3.能夠把握高分子材料制備過程中反應(yīng)器設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，并用于反應(yīng)器設(shè)計(jì)優(yōu)化；4.能夠在反應(yīng)器和反應(yīng)過程設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用和掌握高分子材料相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識產(chǎn)權(quán)和法規(guī)；二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1. 工程知識1-5熟悉并掌握高分子材料的加工原理、工藝、設(shè)備與配方知識，綜合

3、性地運(yùn)用來解決材料科學(xué)中的復(fù)雜工程問題；2、32. 問題分析2-2能夠通過對復(fù)雜的高分子材料與工程問題進(jìn)行預(yù)測、評估，正確表達(dá)復(fù)雜工程問題；1、36. 工程與社會6-1具有工程實(shí)習(xí)和社會實(shí)踐經(jīng)歷，熟悉高分子材料工程生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與開發(fā)等方面相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)。2、4三、教學(xué)基本內(nèi)容第一章：緒論第二章：化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)（支撐課程目標(biāo)1、3）2.1化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)器分類2.2 均向反應(yīng)動力學(xué)2.3 理想反應(yīng)器的設(shè)計(jì)2.4 理想混合反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性2.5 連續(xù)流動反應(yīng)器的停留時間分布2.6 流動模型2.7 停留時間分布與化學(xué)反應(yīng)要求學(xué)生：掌握化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、反應(yīng)器模型、反

4、應(yīng)器中物料的流動等復(fù)雜工程力學(xué)和機(jī)械問題。第三章：聚合反應(yīng)工程分析（支撐課程目標(biāo)2、4）3.1概述3.2聚合反應(yīng)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 連鎖聚合反應(yīng)得平均聚合度及聚合度分布3.5 粘度對聚合反應(yīng)得影響3.6 均相自由基共聚要求學(xué)生：針對高分子化合物合成中的反應(yīng)機(jī)理與聚合反應(yīng)工程相結(jié)合，進(jìn)行分析和運(yùn)用；并在設(shè)計(jì)中結(jié)合聚合工藝特點(diǎn)，考慮到聚合反應(yīng)工程相關(guān)的法律法規(guī)。第五章：攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動與混合（支撐課程目標(biāo)1、3）5.1 概述5.2 攪拌釜內(nèi)流體的流動狀況5.3 攪拌器的結(jié)構(gòu)與選擇5.4 攪拌功率的計(jì)算5.5 攪拌器的流動特性及轉(zhuǎn)速的確定5.6 攪拌

5、器的混合特性5.7 攪拌釜中的分散過程要求學(xué)生：對不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器進(jìn)行選擇，并會對反應(yīng)過程中的流動和分散問題進(jìn)行計(jì)算和分析；了解和學(xué)會如何查閱相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)。第六章：攪拌聚合釜的傳熱與傳質(zhì)（支撐課程目標(biāo)1、2、3、4）6.1 聚合過程的傳熱問題6.2 攪拌聚合釜的幾種傳熱6.3 攪拌聚合釜的傳熱計(jì)算6.4 攪拌釜內(nèi)的傳質(zhì)過程6.5 聚合反應(yīng)釜的安全操作要求學(xué)生：對特定的攪拌釜式反應(yīng)器，掌握和了解傳熱的方式、計(jì)算依據(jù)和傳質(zhì)過程；了解反應(yīng)釜安全操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范。第七章：攪拌聚合釜的放大（支撐課程目標(biāo)1、2、3、4）7.1 概述7.2 攪拌聚合釜的傳熱放大 7.3 攪拌聚合釜的攪拌放

6、大7.4 非幾何相似放大7.5 放大準(zhǔn)則的確定要求學(xué)生：對聚合反應(yīng)器放大過程中的傳熱和攪拌等關(guān)鍵工程技術(shù)問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解放大準(zhǔn)則和要求。第八章 聚合過程及聚合反應(yīng)器（支撐課程目標(biāo)1、2、3、4）8.1 工業(yè)聚合方法8.2 聚合反應(yīng)器8.3 聚合反應(yīng)器選擇原則8.4 聚合過程實(shí)例要求學(xué)生：了解一些常用的工業(yè)聚合方法和反應(yīng)器，講述聚合工程實(shí)例。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)第二章：化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)和第三章：聚合反應(yīng)工程分析為本課程重點(diǎn)與難點(diǎn)。第二章：化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)教學(xué)重點(diǎn)：等溫情況下動力學(xué)方程式的建立；各類反應(yīng)器設(shè)計(jì)基本原理；返混對化學(xué)反應(yīng)的影響；停留時間分布的測定及數(shù)字特征；理想與非理想流動模型；模型參

7、數(shù)與化學(xué)反應(yīng)得關(guān)系；混合狀態(tài)與化學(xué)反應(yīng)得影響。教學(xué)難點(diǎn)：r如何根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)與反應(yīng)器的性能特征來正確選擇反應(yīng)器性式與操作方式；造成非理想流動的原因及其測量與描述，非理想流動對化學(xué)反應(yīng)的影響。第三章：聚合反應(yīng)工程分析教學(xué)重點(diǎn)：由均相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；不同操作方式對自由基聚合、自由基共聚、縮聚、乳液聚合的影響；黏度對聚合過程的影響；聚合過程的操作規(guī)劃和環(huán)境安全問題。教學(xué)難點(diǎn)：聚合反應(yīng)工程分析的目的是在明確反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，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)時間等參數(shù)關(guān)聯(lián)為函數(shù)式，最終以這些函數(shù)式作為反應(yīng)器設(shè)計(jì)或反應(yīng)操

8、作規(guī)劃的基礎(chǔ)。按不同聚合反應(yīng)得特點(diǎn)正確的選擇聚合反應(yīng)器。第五章：攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動與混合教學(xué)重點(diǎn)：流體的流動狀態(tài)和混合特性。教學(xué)難點(diǎn)：雷諾系數(shù)的計(jì)算及其運(yùn)用。第六章：攪拌聚合釜的傳熱與傳質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)：攪拌聚合釜的傳熱方式，傳熱計(jì)算公式，熱量守恒，熱穩(wěn)定性。教學(xué)難點(diǎn)：聚合反應(yīng)器熱穩(wěn)定性的計(jì)算。第七章：攪拌聚合釜的放大教學(xué)重點(diǎn)：攪拌聚合釜傳熱放大，攪拌放大效應(yīng)，放大原則。教學(xué)難點(diǎn)：如何根據(jù)反應(yīng)器類型和聚合反應(yīng)類型來進(jìn)行放大，放大效應(yīng)。五、教學(xué)建議進(jìn)度(學(xué)時數(shù)32)第一章：緒論 （1學(xué)時）第二章：化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ) （9學(xué)時）第三章：聚合反應(yīng)工程分析 （6學(xué)分）第五章：攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動與混合

9、（6學(xué)時）第六章：攪拌聚合釜的傳熱與傳質(zhì) （5學(xué)時）第七章：攪拌聚合釜的放大 （3-5學(xué)時）第八章 聚合過程及聚合反應(yīng)器 （0-2學(xué)時）（機(jī)動章節(jié)）課內(nèi)外時間比例為 學(xué)生 32：10；老師 32：64六、教學(xué)方法1、在講授每一章時，先簡明扼要地向?qū)W生講清本章主要內(nèi)容、知識體系、重點(diǎn)、難點(diǎn)等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)具體內(nèi)容前先有一個輪廓式的了解，聽課有針對性；2、把重點(diǎn)和難點(diǎn)講清、講透。對與不容易理解的理論問題和公式，采用多于實(shí)際結(jié)合的方式，讓學(xué)生覺得有意思，例如舉實(shí)例、采用多媒體、圖片、視頻等形式；3、每章結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生及時進(jìn)行歸納總結(jié)、搞清知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，搞清理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，注重理論聯(lián)系實(shí)際，起到舉一反三、觸類旁通的作用；4、每次課對上次課內(nèi)容進(jìn)行回顧、提問，引出本次課內(nèi)容；對課后作業(yè)進(jìn)行批改和講解；考試前引導(dǎo)學(xué)生對整個教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行完整回顧；5、通過短信、郵件、qq等形式，在課余時間對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，答疑解惑。七、考核方式期末閉卷考試。八、成績評定方法按照筆試考核成績，適當(dāng)結(jié)合平時成績，平時成