Математическая модель процесса полимеризации винилхлорида. Радикальная полимеризация протекает по цепному механизму

Радикальная полимеризация протекает по цепному механизму. Как указывалось выше, в этом процессе имеют место две противоположности: рост цепи и обрыв цепи.

Для скоростей отдельных стадий можно написать такие уравнения:

для инициирования

,

для роста цепи

,

для обрыва цепи

.

Здесь - константа инициирования, - константа роста цепи, - константа обрыва цепи, - концентрация инициатора, - концентрация мономера, - концентрация радикала.

Используя методологию амбивалентных систем, были получены дифференциальные уравнения для процесса полимеризации винилхлорида по мономеру, радикалу, инициатору и уравнение теплового баланса:

.

.

.

.

В этих обозначениях: , - начальные концентрации мономера и инициатора; - температура реакции; - входная температура винилхлорида; - входная температура эмульсионной воды; - температура стенки реактора; - объем реактора; - время; - объемная скорость подачи винилхлорида; - объемная скорость подачи эмульсионной воды; - объемная скорость отвода реагирующей смеси; - плотность реагирующей смеси; - плотность винилхлорида; - плотность воды; - теплоемкость реагирующей смеси; - теплоемкость винилхлорида; - теплоемкость воды; - тепловой эффект реакции; - коэффициент теплопередачи; - площадь поверхности теплообмена.

При проведении полимеризации вскоре после начала реакции устанавливается стационарный режим, характеризующийся тем, что скорость образования свободных радикалов равна скорости их исчезновения, т.е. , и, следовательно, концентрация свободных радикалов остается постоянной.