微反应器技术可控制备高分子是当今研究热门领域之一,但是有关微反应器内高分子溶液混合的研究报道匮乏。为研究微通道内高分子溶液混合性能,本文选择羟乙基纤维素高分子溶液作为工作体系,首先考察各操作工艺参数因素对高分子溶液微观混合性能的影响。之后进一步采用气体强化技术研究气-高分子溶液两相流对微通道内高分子溶液微观混合的影响,并基于实验获得的混合规律,实现微反应器内制备磺化聚苯乙烯和盐酸苯肼。首先,实验发现微通道内高分子溶液混合初期会出现条状混合带。增大剪切作用,减小通道内径,采用螺旋式布置微通道可改善高分子溶液的微观混合效果。本文强调了剪切作用对混合作用的影响,通过引入减阻系数建立SE(stretching efficiency)计算模型,确定高分子溶液的微观混合时间处在0.1-8.0 ms。模型计算结果表明,由于剪切作用的存在,微通道内低雷诺数的高分子流体也可以达到较高的微观混合效率。其次,本文研究惰性气体强化技术对微通道内高分子溶液的微观混合行为的影响。导入惰性氮气可以显著改善微通道内高分子溶液的微观混合性能。研究发现,气体强化技术需要选择适当的操作区间和操作模式,避免形成不稳定流型。利用高速摄像技术,本文发现了微通道内气-高分子溶液串联的泡状流。基于简化的数学模型,本文求解出泡状流的速度场分布,突显了气体的剪切作用对高分子溶液微观混合过程的影响。根据气-液两相流操作的条件下高分子溶液的混合规律,实验设计了气-液两相流微反应器装置用于制备磺化聚苯乙烯。当气含率从0增加到0.4,高分子的磺化率从0.42增到0.575,进一步证明导入惰性气体能显著提高高分子溶液微观混合效率,进而提高高分子的改性效率及原料利用率。最后为简化高分子溶液混合实验溶液重氮盐配制流程,本文开发了在微反应器内制备重氮盐工艺。实验验证了重氮盐常温制备的可行性。本文优化了微通道管长、流体流速和重氮化反应温度等工艺条件。实验装置在流体雷诺数为400,微通道内径为0.5 mm,管长为1m条件下,可达到80%的收率。