《聚合反應(yīng)工程》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 5 -本科生課程大綱課程名稱聚合反應(yīng)工程Polymerization Reaction Engineering課程代碼083703101269課程屬性專業(yè)知識(shí)課時(shí)/學(xué)分48/3課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)責(zé)任教師課外學(xué)時(shí)課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹1.課程描述： 聚合反應(yīng)工程是高分子材料與工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，向?qū)W生系統(tǒng)地介紹聚合過程（流動(dòng)、混合、傳熱等物理過程及聚合反應(yīng)過程）對(duì)聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作控制的要求、各種聚合方法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)、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(yīng)的基本化工單元及典型生

2、產(chǎn)設(shè)備。不同實(shí)施方法中，關(guān)鍵設(shè)備的選用，傳熱傳質(zhì)和分離提純的有效措施，最能體現(xiàn)工藝意圖的設(shè)備組合，獲得預(yù)定性能和結(jié)構(gòu)的聚合物生產(chǎn)的工藝方法和工藝技術(shù)。本課程具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性，因此本課程的教學(xué)目的就是要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各種專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、耐心細(xì)致及嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到遵守國家法規(guī)政策，關(guān)注經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，培養(yǎng)良好的集體合作精神等，是完成實(shí)際工作所必不可少的，并使學(xué)生走向社會(huì)后能夠盡快地適應(yīng)迅猛發(fā)展的科學(xué)技術(shù)對(duì)人才的需求。2.設(shè)計(jì)思路： 本課程以聚合反應(yīng)工程、三大合成材料的工業(yè)生產(chǎn)方法的學(xué)習(xí)為主線，結(jié)合學(xué)生自主完成關(guān)于典型聚合物產(chǎn)品工藝?yán)碚摲治?、工藝?shí)施

3、內(nèi)容的課程訓(xùn)練的方式進(jìn)行，使同學(xué)們將掌握的高分子化學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)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(nèi)容包括三個(gè)模塊：聚合反應(yīng)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(yīng)工程主要講授聚合反應(yīng)器。以攪拌聚合釜為重點(diǎn)，討論聚合過程（流動(dòng)、混合、傳熱等物理過程及聚合反應(yīng)過程）對(duì)聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作控制要求。課程包括化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)，聚合反應(yīng)工程分析，聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)和混合，傳熱與傳質(zhì)，聚合工程。聚合方法與工藝過程是學(xué)生設(shè)計(jì)聚合物生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，課程將以高分子化學(xué)理論知識(shí)為依據(jù)，重點(diǎn)介

4、紹各種聚合方法的特點(diǎn)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(shè)計(jì)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(yīng)工程及聚合方法與工藝過程的具體應(yīng)用實(shí)例。通過典型聚合物合成工藝過程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生將聚合反應(yīng)工程和聚合方法與工藝過程的理論知識(shí)與聚合物實(shí)際生產(chǎn)過程聯(lián)系起來，掌握聚合物合成工藝設(shè)計(jì)的基本步驟及主要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各種專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)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(guān)系：本課程先修課程為有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理、高分子化學(xué)、高分子物理等專業(yè)基礎(chǔ)課

5、。本課程綜合運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并將其與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，提供了理論與實(shí)際相結(jié)合的方法與過程，因此本課程的學(xué)習(xí)對(duì)高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)以后的實(shí)際工作具有重要的實(shí)際意義。二、課程目標(biāo)本課程目標(biāo)是為專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合提供方法和過程，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)和工程設(shè)計(jì)能力，到課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)能：（1）了解聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、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(yīng)器的設(shè)計(jì)、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(chǔ)知識(shí)，將高分子化學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)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(xué)生工程意識(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、學(xué)習(xí)要求要完成所有的課程任務(wù)，學(xué)生必須：（1）按時(shí)上課,上課認(rèn)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(dòng)。（2）保質(zhì)保量的按時(shí)完成課下作業(yè)。這些作業(yè)要求學(xué)生按書面形式提交，只有按時(shí)提交作業(yè)，才能掌握課程所要求的內(nèi)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(xué)習(xí)及課下作業(yè)的基礎(chǔ)上，學(xué)期結(jié)束前完成一種聚合物的合成工藝設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的提高。四、教學(xué)進(jìn)度序號(hào)專題或主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述1緒論、化學(xué)反應(yīng)工程基

7、礎(chǔ)8了解聚合反應(yīng)工程課程研究內(nèi)容，了解化學(xué)反應(yīng)的類型、化學(xué)反應(yīng)器的類型，平推流與理想混合流反應(yīng)器的流動(dòng)形態(tài)。掌握連續(xù)反應(yīng)器停留時(shí)間分步測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。2聚合反應(yīng)工程分析6了解不同類型的反應(yīng)器，對(duì)自由基加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)，對(duì)聚合度和分子量分布的影響，從而正確選擇反應(yīng)器類型。3聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)和混合2了解攪拌釜式反應(yīng)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(gòu)造，了解釜內(nèi)流體的流況類型，攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)的定義，攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)與流體流型的關(guān)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(yīng)用和攪拌功率公式的推導(dǎo)，掌握混合攪動(dòng)操作條件下轉(zhuǎn)速的計(jì)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(zhǔn)數(shù)聯(lián)立求解攪拌轉(zhuǎn)速。4傳熱與傳質(zhì)2了解聚合反應(yīng)的熱效應(yīng)，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(jì)算，強(qiáng)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(yīng)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(zhǔn)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(shí)施方法、各類方法特點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(yīng)的特點(diǎn)及實(shí)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(yīng)工程基礎(chǔ)，史子瑾主編，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，1991。（2）高聚物合成工藝學(xué)，趙德仁、張蔚盛，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年第二版。2、主要參考書：（1）聚合過程及設(shè)備，計(jì)其達(dá)主編，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，1981。（2）聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)，陳甘堂著，中國石化出版社，1991。（3）高分子合成原理及工藝學(xué)，李克友、張菊華、向福如編，科學(xué)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(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系編，2002年10月。（6）高分子合成化學(xué)，馮新德編，科學(xué)出版社，1981年1月。六、成績?cè)u(píng)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(píng)分體系： 成績綜合評(píng)分體系比例%1.出勤，課堂表