【摘 要】
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缩聚反应挤出过程的螺杆结构需随着反应进程相应变化才能高效稳定地生产高分子量、高品质的产品。采用有限元数值方法，构建了同向旋转双螺杆中反应挤出过程的三维数值模型，较系统地模拟分析了挤出设备中流场与反应之间的相互关系。提出了构建聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合反应挤出螺杆结构的优化方案，发现PPTA预缩聚过程以提高微观混合为主，应使用小导程的全螺纹元件或螺纹混合元件可对物料进行多次分流，改善径向混
【机 构】
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华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海,200237
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缩聚反应挤出过程的螺杆结构需随着反应进程相应变化才能高效稳定地生产高分子量、高品质的产品。采用有限元数值方法，构建了同向旋转双螺杆中反应挤出过程的三维数值模型，较系统地模拟分析了挤出设备中流场与反应之间的相互关系。提出了构建聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚合反应挤出螺杆结构的优化方案，发现PPTA预缩聚过程以提高微观混合为主，应使用小导程的全螺纹元件或螺纹混合元件可对物料进行多次分流，改善径向混合，实现反应液快速均化；主缩聚过程以提高聚合反应程度为主要目的，需要增大反向螺纹元件和捏合块所占的比例，能有效控制挤出过程的温度均匀性和保证反应停留时间；后缩聚过程需要高应力和强应变破坏PPTA聚集体结构，在保证输送性能前提下应采用捏合块以增强分散作用。开发了PPTA缩聚反应挤出过程虚拟仿真平台，可以进行参数化和模块化设计。研究结果可以为PPTA等缩聚反应挤出过程操作和设计优化提供指导。
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