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的代表性應用。目前針對超臨界染色工藝已作了大量研究工作，但要實現(xiàn)該技術的工業(yè)化應用，還需要對該過程的相平衡和傳質(zhì)過程進行模型化描述，為該技術的優(yōu)化設計提供理論基礎。 本文通過測定超臨界條件下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散系數(shù)，對小分子在聚合物中的熱力學行為和傳質(zhì)動力學作初步探討

2、，為超臨界染色技術的工業(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，準確測量超臨界CO<,2>在聚合物中的吸附量一直是該課題的實驗難點。本文在總結國內(nèi)外其他學者的實驗方法之后，采用差壓法原理設計了一套測量高壓氣體在聚合物中吸附量的實驗裝置。通過引入一個參考系統(tǒng)，使得該裝置的最大工作壓力達到30MPa并具有較好的測量效果。 通過測量超臨界CO<,2>在PET、PS、PVC中的等溫吸附曲線和吸附量隨時間變

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散系數(shù)，結果表明：溫度對吸附量的影響有兩種情況，溫度較低時，升高溫度能促進吸附量的增加，溫度較高時，升高溫度會抑制吸附量增加，擴散系數(shù)則隨著溫度的升高而增大；吸附量會隨著壓力的升高而增大，擴散系數(shù)受壓力的影響會因為溫度的高低而不同，溫度較低時，隨著壓力的增加擴散系數(shù)會先增大后減小，溫度較高時，隨著壓力的增加，擴散系數(shù)增大。 應用S-L格子流體模型對