بررسی تاثیر عوامل فرآیندی بر روی اندازه متوسط و توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی کوپلیمرهای استایرن و بوتادین برای تشکیل لاستیک SBR

تعداد صفحات : 42 فرمت ورد و قابل ویرایش

چکیده :

توزیع اندازه ذرات یکی از مهمترین پارامترهای لاتکسهای تولیدشده به روش پلیمریزاسیون امولسیونی است.این پارامتر بر خواص رئولوژیکی، نوری، چسبندگی، تشکیل فیلم و مقاومت مکانیکی لاتکس تاثیر ميگذارد؛ به همين دليل، مدل سازی توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی از نقطه نظر مطالعات مکانیزمی و کاربردی اهمیت فراوان دارد. در این پژوهش، يك مدل مکانیزمی برمبنای معادلات موازنه جمعیت برای پیش بینی توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین توزيع و همچنین مدل پليمريزاسيون امولسيوني

استايرن ارائه شد. نتایج حاصل از مد لسازی این دو فرآیند براي بررسی اثر غلظت عامل فعال کننده سطح بر روی تغییرات درصد تبدیل و متوسط قطر ذرات با داده های تجربی مقايسه شد ه اند. طبق نتایج به دست آمده، با افزایش غلظت عامل فعال کننده سطح، متوسط سرعت پلیمر شدن افزایش و متوسط قطر ذرات کاهش می‌ابد و به دنبال افزایش مدت زمان هست هزایی و رشد ذرات، منحنی توزیع اندازه ذرات پهنتر می شود.

کلمات کلیدی : پليمريزاسيون امولسيوني ، توزیع و اندازه ذرات، کوپلیمرهای استایرن و بوتادین ، لاستیک SBR.

فصل اول : کلیات

در سالهاي اخير هيبريد بسپارهاي آلي و تركيبات معدني توجهات زيادي را معطوف خود ساخته است . اين ذرات به عنوان مخلوطي از اجزاء آلي و معدني در مقياس نانو، ويژگيهايي را ارائه مي دهند كه تركيبي از خواص اجزاء م عدني و آلي تشكيل دهنده آنها مي باشد . تركيباتي همچون سيليكاتهاي لايه اي، نانو ذرات فلزي، اكسيدهاي فلزي، نيمه هادي ها از جمله مواد معدني هستند كه يا به صورت طبيعي در محيط وجود دارند و يا آنكه مي توان آنها را به مقدار زياد و با استفاده از تخريب حرارتي ، آبكافت 1، كاهش و ساير واكنشهاي شيميايي بوجود آورد . علاوه بر امكان كنترل ابعاد، اين مواد را مي توان در آرايه هاي دو بعدي و سه بعدي در كنار يكديگر قرار داد . در تهيه هيبريد بسپارهاي آل ي - تركيبات معدني، تركيبات معدني را مي توان قبل يا بعد و يا درحين تشكيل ماتريس پليم ري، با پليمر تلفيق نمو د . علاوه بر آن عمل تلفيق را مي توان در محيطهاي محلول، مذاب و يا محيطهايي كه در آن پليمر در يك فاز پيوسته، به صورت پراكنده وجود دارد، انجام داد . در حالت آخر، هيبريدهايي پديد مي آيند كه به صورت ذرات معلق در فاز پيوسته پراكنده شده اند.

روشهاي گوناگوني براي سنتز ذرات هيبريدي وجود دارد . اين روشها را مي توان بر اساس طبيعت ذرات درپوشش به قالب دو راهبرد بيان كر د . در راهبرد اول ، از طريق روشهايي چون خوده مگذاري لايه به لايه يا رسوب دادن فلز ، كه در آنها ذرات پليمري توسط تركيبات معدني پوشانده ،روش سل – ژل شود. در راهبرد دوم سطح ذرات معدني با يك لايه نازك از ماكروملكولها اصلاح شده ، يا توسط لايه اي متراكم از پليمر پوشش داده مي شود.

در پليمريزاسيون امولسيوني، هسته زايي ذرات تابع غلظت مايسل ها بوده و آن هم به نوبه خود بستگي به سطح غلظت ماده فعال سطحي آزاد نسبت به غلظت بحراني مايسلي دارد. در نتيجه غلظت ماده فعال سطحي آزاد به پديده هاي موثر روي توزيع اندازه ذرات بسيار نزديك است. بنابراين در صورت اندازه گيري غلظت ماده فعال سطحي آزاد مي توان پديده هسته زايي مايسلي   )مكانيسم غالب( را بهتر تخمين زده و در نهايت توزيع را بهتر پيش بيني كنيم.

وسايل اندازه گيري توزيع اندازه ذرات، عموماً off-line و داراي پاسخ بسيار کندي مي باشند و در ضمن بسيار گران قيمت هستند. بنابراين ارايه يک مشاهده گر، که توزيع اندازه ذرات در پليمريزاسيون امولسيوني را به خوبي پيش بيني كند از اهميت خاصي برخوردار است.

در اینجا به بررسی تاثیر عوامل فرآیندی بر روی اندازه متوسط و توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی کوپلیمرهای استایرن و بوتادین برای تشکیل لاستیک SBR پرداخته شد.