SCF環(huán)境下聚合物中吸附及傳質(zhì)特性研究.pdf

1、超臨界流體協(xié)助滲透技術(shù)為聚合物加工工藝注入了新的活力，使許多傳統(tǒng)工藝都得到創(chuàng)新和發(fā)展。超臨界流體染色便是這一技術(shù)的代表性應(yīng)用。目前針對(duì)超臨界染色工藝已作了大量研究工作，但要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，還需要對(duì)該過(guò)程的相平衡和傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行模型化描述，為該技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。 本文通過(guò)測(cè)定超臨界條件下CO<,2>在聚合物中的等溫吸附曲線及CO<,2>和染料在聚合物中的擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)小分子在聚合物中的熱力學(xué)行為和傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)作初步探討

2、，為超臨界染色技術(shù)的工業(yè)化開發(fā)，提供基本依據(jù)。 CO<,2>在聚合物中的的吸附量非常小，準(zhǔn)確測(cè)量超臨界CO<,2>在聚合物中的吸附量一直是該課題的實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外其他學(xué)者的實(shí)驗(yàn)方法之后，采用差壓法原理設(shè)計(jì)了一套測(cè)量高壓氣體在聚合物中吸附量的實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)引入一個(gè)參考系統(tǒng)，使得該裝置的最大工作壓力達(dá)到30MPa并具有較好的測(cè)量效果。 通過(guò)測(cè)量超臨界CO<,2>在PET、PS、PVC中的等溫吸附曲線和吸附量隨時(shí)間變

3、化曲線，得到一系列溫度、壓力條件下超臨界CO<,2>在上述三種聚合物中的吸附量和擴(kuò)散系數(shù)，結(jié)果表明：溫度對(duì)吸附量的影響有兩種情況，溫度較低時(shí)，升高溫度能促進(jìn)吸附量的增加，溫度較高時(shí)，升高溫度會(huì)抑制吸附量增加，擴(kuò)散系數(shù)則隨著溫度的升高而增大；吸附量會(huì)隨著壓力的升高而增大，擴(kuò)散系數(shù)受壓力的影響會(huì)因?yàn)闇囟鹊母叩投煌?，溫度較低時(shí)，隨著壓力的增加擴(kuò)散系數(shù)會(huì)先增大后減小，溫度較高時(shí)，隨著壓力的增加，擴(kuò)散系數(shù)增大。 應(yīng)用S-L格子流體模型對(duì)