搅拌设备在聚合反应中的作用和发展

制造业的生产效率和创新能力直接关系到国家的经济实力和竞争力。近年来，随着科技的飞速发展和市场需求的变化，搅拌行业也经历了一系列的创新，这些创新显著提高了生产效率。

1. 搅拌设备在聚合反应中的作用

1.使物料混合均匀：搅拌设备可以使反应釜内的各种原料充分混合，确保反应物的浓度均匀一致，从而提升反应效率和搅拌物质量。

2.使气体在液相中很好地分散：在特定的聚合反应中，需将气体（如氧气、氮气等）引入到液相中，搅拌能确保这些气体均匀分散，增加气-液相的接触面积，从而提高传质效率。

3.使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀悬浮：在聚合反应中，催化剂起有关键作用，搅拌过程可以防止催化剂沉降，确保其在搅拌反应物中均匀分布，来提高反应速率和选择性。

4.使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化：在乳液聚合等工况活动中，通过搅拌设备可以将不相溶的液相均匀悬浮或乳化，增加相界面，提高传质及传热效率。

5.强化相间的传质（如吸收等）：搅拌过程可以增加相间的接触面积，提升传质速度，以加速反应进程。

6.强化传热：搅拌设备可以促进物料的流动，使热量分散均匀，防止局部的过热或过冷现象，确保反应在理想的温度下进行，提高反应效率和产品质量。

2. 搅拌设备在聚合反应中的应用

1.溶液聚合和本体聚合：搅拌设备可以促进反应釜内物料的流动，使反应器内物料均匀分布，扩大传质和传热系数。防止聚合物产生粘壁现象。随着转化率的增加，聚合液的黏度也会增加。良好的搅拌可以防止传热系数下降或局部过热，避免物料和催化剂分散不均匀，防止聚合物粘壁，确保聚合反应顺利进行。

2.互不相溶的液相混合或液-固相混合：搅拌设备可以增大接触面，增加一物相混入另一物相的速度，进而加速反应进程。创造良好条件。搅拌设备可以加强传热作用，减少局部过热，避免加热过程中物质的焦化现象等。

3.高压聚乙烯生产：搅拌设备可以确保催化剂在反应器内均匀分布，防止局部猛烈的聚合作用造成爆炸等案例隐患。

CFD模拟研究：

流场特性：基于网格重叠技术（MST）和动网格方法，可以解决复杂几何结构的桨叶和翅片、双轴的旋转运动以及啮合机构非常小的间隙等难题。通过CFD模拟，可以精确追踪气-液相界面，模拟反应器中的成膜过程及表面更新特性，进而深入分析设备中的传质过程。

混合特性：对于复杂的几何结构和边界条件的挤出机或捏合机，通常需要借助特殊的方法来对流动区域的网格进行划分。研究证明，搅拌转速对混合效率的影响比较大。

停留时间分布特性：停留时间分布（RTD）反映了连续过程中物料的返混程度，对后期脱挥与反应效果具有明显的影响。CFD可以模拟反应器等设备的RTD，并可通过实验技术进行验证。

成膜特性：反应器中的成膜性能包括持液量、液膜厚度以及成膜速度，和黏度、液位以及转速等因素相关。搅拌设备的成膜特性决定有效脱挥面积和生产强度。