偶氮二异丁腈结晶过程研究

发布时间：2023-04-28 05:37

　　结晶过程是一个重要的单元操作,在化工、制药、材料等许多领域用于产品的分离和纯化。对于晶体固体产品,除了对产品的纯度和杂含量有要求外,其稳定性、晶型、吸湿性、晶体形貌和粒度等也是重要的需要在结晶工艺中控制的产品质量指标,因为这些参数对于晶体产品的使用性能(例如药物的溶出速率、溶解度以及药效)和后续可加工性(例如干燥、压片、运输和包装等)都会有重要的影响。但是由于化合物结晶的高度复杂性,直到今天对结晶过程中一些主要的过程也没有达到完全了解的程度。相应的,结晶过程的设计和优化目前还不能依靠计算机模拟,还必须依靠实验,即从小试到中试再到放大这样一个过程。随着人们对产品质量的要求越来越高,国际上对结晶工艺的研究近年来更加活跃,试图在关键方面取得突破。本文结合一个有机化合物偶氮二异丁腈(2,2’-azobis(isobutyronitrile),AIBN)的结晶工艺,重点研究了结晶过程晶体形貌和粒度的控制以及其成核规律(包括初次成核和二次成核)。AIBN是一个重要的工业添加剂,被广泛应用作塑料和橡胶发泡剂以及自由基引发剂,但是该工业晶体产品经常会在保存中出现流动性变差甚至结块的现象,严重影响其使用...

【文章页数】：201 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 晶体尺寸与形貌描述
        1.2.1 晶体尺寸分布
        1.2.2 晶体形貌分布
    1.3 结晶过程监测手段的发展
        1.3.1 激光监测技术
        1.3.2 二维成像技术
        1.3.3 三维成像技术
    1.4 晶体行为控制
        1.4.1 成核行为
        1.4.2 晶体生长
        1.4.3 团聚与破碎
    1.5 论文主要研究目的与内容
第二章 AIBN结晶热力学研究
    2.1 文献综述
    2.2 理化性质研究
        2.2.1 AIBN晶胞结构
        2.2.2 AIBN热性质
        2.2.3 密度测量
    2.3 AIBN溶解度测量
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 溶解度模型
        2.3.3 结果与分析
    2.4 AIBN介稳区测量与预测
        2.4.1 实验装置
        2.4.2 实验设计与方法
        2.4.3 介稳区影响因素分析
        2.4.4 介稳区宽度预测
    2.5 本章小结
第三章 AIBN降温结晶工艺优化
    3.1 研究背景
    3.2 结晶工艺研究
        3.2.1 实验设计与方法
        3.2.2 实验结果
    3.3 变速降温结晶工艺
    3.4 加晶种降温结晶工艺
    3.5 本章小结
第四章 AIBN初次成核过程研究
    4.1 文献综述
        4.1.1 均相成核
        4.1.2 非均相成核
    4.2 AIBN初次成核动力学研究
        4.2.1 实验装置搭建
        4.2.2 实验设计与方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 诱导时间统计与分析
        4.3.2 初次成核动力学拟合
    4.4 本章小结
第五章 基于PAT技术AIBN晶面生长速率的测量
    5.1 研究背景
    5.2 AIBN晶体形貌模拟
        5.2.1 晶型判断
        5.2.2 AIBN晶体形貌预测
        5.2.3 AIBN晶体形貌校准
    5.3 在线浓度监测模型的建立
        5.3.1 实验装置
        5.3.2 实验设计与方法
        5.3.3 在线浓度监测模型建立
    5.4 晶面生长动力学测量系统搭建
    5.5 单晶生长实验方法
        5.5.1 晶种的制备与选择
        5.5.2 晶种固定
        5.5.3 实验设计与测量过程
    5.6 三维重构
    5.7 结果与讨论
        5.7.1 溶解度转化
        5.7.2 3D立体成像系统的精度研究
        5.7.3 AIBN晶面生长速率
    5.8 面生长动力学拟合
        5.8.1 晶体生长模型
        5.8.2 晶面生长动力学拟合
    5.9 本章小结
第六章 AIBN结晶过程二次成核研究
    6.1 二次成核研究进展
        6.1.1 二次成核来源
        6.1.2 成核模型
        6.1.3 测量方法
    6.2 实验装置搭建
    6.3 实验设计与方法
        6.3.1 标准曲线建立
        6.3.2 二次成核监测实验
    6.4 实验结果与分析
        6.4.1 实验结果与成核参数拟合
        6.4.2 二次成核过程参数分析
    6.5 实验结果拟合
        6.5.1 平均二次成核速率
        6.5.2 诱导时间
        6.5.3 最终颗粒悬浮密度
    6.6 本章小结
第七章 基于MPB模型对AIBN结晶过程的模拟与模型验证
    7.1 文献综述
    7.2 MPB模型建立
    7.3 晶种表征
    7.4 结晶过程模拟
    7.5 MPB模型的实验验证
        7.5.1 实验方法
        7.5.2 验证结果
    7.6 本章小结
结论与展望
    结论
    创新点
    展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3803850