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泰勒反应器是一种由内外同轴双圆筒组成的连续反应器,它通过内外筒的相对旋转(一般为内筒转动而外筒固定)而使环隙中的物料被搅动,并与连续的进出料相叠加,使反应器内的物料出现了Taylor涡流.Couette流和Poiseuille流的组合。泰勒反应器只要增加内筒的转速,即可将物料的停留时间分布(RTD)从典型的平推流改变为全混流;同时,泰勒反应器具有传热面大、剪切力(对物料破环)小、粘壁少等优点,因而在生物化学、酶催化化学、医学、光催化化学及聚合反应等领域有良好的应用前景。本文首先采用脉冲示踪法实验研究了反应器结构参数、操作参数和流体粘度对RTD的影响,发现泰勒反应器中物料的混合程度随泰勒数Ta的增大而增大、轴向雷诺数Reax的增大而减弱。进一步采用多级混合模型,将泰勒反应器的当量全混釜数N与反应器结构参数、Ta和Reax相关联,提出了一个具有较广适用范围的泰勒反应器当量全混釜数测算公式:N=(-87.23r+126.8)(L/b)0.2Ta-0.6Reax0.5在实验考察的范围(Ta=280-3230;Reax=0.89-6.78)内,由该式计算的N值与实验值很好地相符。进一步在泰勒反应器中进行了常规细乳液聚合和RAFT细乳液聚合。首先将苯乙烯细乳液注入泰勒反应器进行冷模实验,发现在一定的Ta范围内,看似稳定的细乳液其粒径分布会发生很大的变化,主要表现为:小粒径的液滴比例增大,液滴数大幅度增多;然而当Ta超过这一范围(泰勒涡流转变为湍动的涡流)时,这一现象消失。进一步进行该细乳液的聚合实验,发现相同的平均停留时间下,一定的Ta范围内泰勒反应器出口的单体转化率会大于平推流反应器(PFR)出口的单体转化率(通常认为是连续反应器出口转化率的最大值)。这一结果可用泰勒反应器可使细乳液粒子数增多的现象加以解释。表明,一定的Ta范围内,泰勒反应器对苯乙烯细乳液聚合确实有过程强化的效果,但也存在着分子量分布变宽的现象;当Ta>1891时,未发现细乳液粒子数增多、聚合速率变快的现象。关于细乳液的RAFT(可逆的加成-断裂链转移)聚合体系中的缓聚机理,存在着争论。本文以EPDTA为RAFT试剂进行了苯乙烯细乳液聚合。发现泰勒反应器中进行RAFT细乳液聚合时,并未出现聚合速率大幅增加的现象,且分子量分布变宽。机理分析表明,该聚合体系的缓聚主要是由于R基团逃逸使得乳胶粒子中自由基浓度降低所致。