結晶過程是一個重要的單元操作,在化工、制藥、材料等許多領域用于產品的分離和純化。對于晶體固體產品,除了對產品的純度和雜含量有要求外,其穩(wěn)定性、晶型、吸濕性、晶體形貌和粒度等也是重要的需要在結晶工藝中控制的產品質量指標,因為這些參數對于晶體產品的使用性能(例如藥物的溶出速率、溶解度以及藥效)和后續(xù)可加工性(例如干燥、壓片、運輸和包裝等)都會有重要的影響。但是由于化合物結晶的高度復雜性,直到今天對結晶過程中一些主要的過程也沒有達到完全了解的程度。相應的,結晶過程的設計和優(yōu)化目前還不能依靠計算機模擬,還必須依靠實驗,即從小試到中試再到放大這樣一個過程。隨著人們對產品質量的要求越來越高,國際上對結晶工藝的研究近年來更加活躍,試圖在關鍵方面取得突破。本文結合一個有機化合物偶氮二異丁腈(2,2’-azobis(isobutyronitrile),AIBN)的結晶工藝,重點研究了結晶過程晶體形貌和粒度的控制以及其成核規(guī)律(包括初次成核和二次成核)。AIBN是一個重要的工業(yè)添加劑,被廣泛應用作塑料和橡膠發(fā)泡劑以及自由基引發(fā)劑,但是該工業(yè)晶體產品經常會在保存中出現流動性變差甚至結塊的現象,嚴重影響其使用...

【文章頁數】：201 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 晶體尺寸與形貌描述
        1.2.1 晶體尺寸分布
        1.2.2 晶體形貌分布
    1.3 結晶過程監(jiān)測手段的發(fā)展
        1.3.1 激光監(jiān)測技術
        1.3.2 二維成像技術
        1.3.3 三維成像技術
    1.4 晶體行為控制
        1.4.1 成核行為
        1.4.2 晶體生長
        1.4.3 團聚與破碎
    1.5 論文主要研究目的與內容
第二章 AIBN結晶熱力學研究
    2.1 文獻綜述
    2.2 理化性質研究
        2.2.1 AIBN晶胞結構
        2.2.2 AIBN熱性質
        2.2.3 密度測量
    2.3 AIBN溶解度測量
        2.3.1 實驗方法
        2.3.2 溶解度模型
        2.3.3 結果與分析
    2.4 AIBN介穩(wěn)區(qū)測量與預測
        2.4.1 實驗裝置
        2.4.2 實驗設計與方法
        2.4.3 介穩(wěn)區(qū)影響因素分析
        2.4.4 介穩(wěn)區(qū)寬度預測
    2.5 本章小結
第三章 AIBN降溫結晶工藝優(yōu)化
    3.1 研究背景
    3.2 結晶工藝研究
        3.2.1 實驗設計與方法
        3.2.2 實驗結果
    3.3 變速降溫結晶工藝
    3.4 加晶種降溫結晶工藝
    3.5 本章小結
第四章 AIBN初次成核過程研究
    4.1 文獻綜述
        4.1.1 均相成核
        4.1.2 非均相成核
    4.2 AIBN初次成核動力學研究
        4.2.1 實驗裝置搭建
        4.2.2 實驗設計與方法
    4.3 實驗結果與分析
        4.3.1 誘導時間統計與分析
        4.3.2 初次成核動力學擬合
    4.4 本章小結
第五章 基于PAT技術AIBN晶面生長速率的測量
    5.1 研究背景
    5.2 AIBN晶體形貌模擬
        5.2.1 晶型判斷
        5.2.2 AIBN晶體形貌預測
        5.2.3 AIBN晶體形貌校準
    5.3 在線濃度監(jiān)測模型的建立
        5.3.1 實驗裝置
        5.3.2 實驗設計與方法
        5.3.3 在線濃度監(jiān)測模型建立
    5.4 晶面生長動力學測量系統搭建
    5.5 單晶生長實驗方法
        5.5.1 晶種的制備與選擇
        5.5.2 晶種固定
        5.5.3 實驗設計與測量過程
    5.6 三維重構
    5.7 結果與討論
        5.7.1 溶解度轉化
        5.7.2 3D立體成像系統的精度研究
        5.7.3 AIBN晶面生長速率
    5.8 面生長動力學擬合
        5.8.1 晶體生長模型
        5.8.2 晶面生長動力學擬合
    5.9 本章小結
第六章 AIBN結晶過程二次成核研究
    6.1 二次成核研究進展
        6.1.1 二次成核來源
        6.1.2 成核模型
        6.1.3 測量方法
    6.2 實驗裝置搭建
    6.3 實驗設計與方法
        6.3.1 標準曲線建立
        6.3.2 二次成核監(jiān)測實驗
    6.4 實驗結果與分析
        6.4.1 實驗結果與成核參數擬合
        6.4.2 二次成核過程參數分析
    6.5 實驗結果擬合
        6.5.1 平均二次成核速率
        6.5.2 誘導時間
        6.5.3 最終顆粒懸浮密度
    6.6 本章小結
第七章 基于MPB模型對AIBN結晶過程的模擬與模型驗證
    7.1 文獻綜述
    7.2 MPB模型建立
    7.3 晶種表征
    7.4 結晶過程模擬
    7.5 MPB模型的實驗驗證
        7.5.1 實驗方法
        7.5.2 驗證結果
    7.6 本章小結
結論與展望
    結論
    創(chuàng)新點
    展望
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3803850