二氧化碳抗溶劑法制備聚合物微顆粒的研究.pdf

1、微顆粒的研制已成為當(dāng)今高新技術(shù)中的一個(gè)熱門領(lǐng)域.超臨界流體結(jié)晶技術(shù)擁有一些傳統(tǒng)技術(shù)不具備的優(yōu)點(diǎn),可以不造成或減少環(huán)境污染,是一種新的、很有發(fā)展前景的綠色微顆粒制備技術(shù).國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,但因缺乏定量描述過(guò)程的模型,對(duì)有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象尚難給出滿意的解釋,操作條件與產(chǎn)物粒徑和形態(tài)間的比較準(zhǔn)確的關(guān)系也尚未建立,距放大到工業(yè)規(guī)模形成生產(chǎn)力尚有相當(dāng)大的差距.論文通過(guò)超臨界流體抗溶劑過(guò)程(SAS)的理論研究和實(shí)驗(yàn),探討了SAS過(guò)

2、程制備聚合物微顆粒的原理和實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)顆粒形態(tài)的影響;計(jì)算了高壓下相平衡性質(zhì),回歸二元相互作用參數(shù);建立了SAS過(guò)程的傳質(zhì)模型,用于溶劑在噴嘴出口瞬間的傳質(zhì)速率及液滴在下降過(guò)程中擴(kuò)散消失時(shí)間的計(jì)算;在自行設(shè)計(jì)和搭建的SAS實(shí)驗(yàn)裝置上成功地制備了聚苯乙烯微顆粒;并考察了過(guò)程參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響.研究表明,回歸得到的(CH<,3>)<,2>SO-CO<,2>、CH<,2>Cl<,2>-CO<,2>兩個(gè)體系MPR方程中的二元相互作用參數(shù),計(jì)算相

3、平衡值與文獻(xiàn)值的平均誤差約為1.5％;根據(jù)建立的SAS過(guò)程的傳質(zhì)模型,預(yù)測(cè)了液滴消失時(shí)間t與CO<,2>密度ρ<,B>、液滴下降速度vt、噴嘴直徑d、摩爾分?jǐn)?shù)xA的關(guān)系,部分結(jié)果與一些文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符.通過(guò)預(yù)測(cè)釜中流體的相態(tài)變化,結(jié)合抗溶劑原理較好地解釋了抗溶劑與溶劑流量比對(duì)顆粒形成的影響.表明長(zhǎng)時(shí)間制備聚合物微顆粒時(shí),該流量比存在最小值,此比值應(yīng)維持釜中的甲苯含量小于或略高于甲苯在二氧化碳中的溶解度.通過(guò)釜中甲苯含量變化與清洗時(shí)間關(guān)系

4、的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明,清洗時(shí)間決定了甲苯殘留量,而甲苯殘留量對(duì)顆粒形態(tài)有較大影響.實(shí)驗(yàn)表明,CO<,2>密度從446kg/m<'3>到719kg/m<'3>變化時(shí),生成聚苯乙烯粒徑變化不大;降低溫度有利于聚合物結(jié)晶生成離散微顆粒,而較高的溫度會(huì)使聚合物塑化,25℃時(shí)聚苯乙烯無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生;溶液濃度的增加,不利于聚合物結(jié)晶形成微顆粒,當(dāng)溶液濃度5％時(shí),生成熔融狀聚苯乙烯,無(wú)顆粒生成;攪拌不利于聚合物結(jié)晶;在超臨界狀態(tài)下CO<,2>所含雜質(zhì)不利