دانلود پایان نامه نگرشی بر بسپارش پلی وینیل کلراید (PVC) با توزیع اندازه متفاوت به روش تعلیقی

\n \n

نگرشی بر عوامل مؤثر بر پارامتر های فرآیندی کوپلیمر استایرین–بوتادین

\nدانلود پایان نامه ویرایش شده ( پروژه دوره کارشناسی )\n\nکوپلیمر استایرین\n\nعنوان های این پایان نامه عبارتند از :\n\nنگرشی بر بسپارش پلی وینیل کلراید با توزیع اندازه ذرات مختلف به روش تعلیقی\n\nاین پایان نامه به صورت کامل ویرایش، شماره گذاری و صفحه بندی شده است. شما تنها کاری که انجام می دهید جایگذاری اسم، لگو دانشگاه، پرینت و تحویل به استاد مربوطه می باشد. باید ذکر شود از بابت مطالب موجود در متن آسوده خاطر باشید. تمام نوشته ها مرجع گذاری شده اند. همچنین اغلب مطالب درج شده برگرفته از مراجع لاتین هستند که پس از ترجمه و تحلیل درون پایان نامه قرار گرفته است. اضافه می کنم که این پایان نامه بخشی از یک پایان نامه کارشناسی ارشد است که جلسه دفاع را طی کرده و نمره بالا کسب کرده است.\n\nفهرست مطالب این پروژه :\n\n1-1- روش های پلیمریزاسیون\n\n1-1-1- پلیمریزاسیون مرحله ای\n\n1-1-2- پلیمریزاسیون افزایشی\n\n1-1-2-1- فرآیند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد\n\n1-1-2-1-1- پلیمریزاسیون جرمی\n\n1-1-2-1-2- پلیمریزاسیون محلولی\n\n1-1-2-1-3- پلیمریزاسیون تعلیقی\n\n1-1-2-1-4- پلیمریزاسیون امولسیونی\n\n1-2- پلیمریزاسیون سوسپانسیونی یا تعلیقی\n\n1-2-1- کلیات پلیمریزاسیون سوسپانسیونی\n\n1-2-2- عوامل فعال سطحی\n\n1-2-3- پدیده اختلاط\n\n1-2-4- فرآیند پلیمریزاسیون سوسپانسیونی دانه ای\n\n1-2-5- فرآیند پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مرواریدی\n\n1-3- مطالعه ای بر پلیمریزاسیون سوسپانسیونی وینیل کلراید (PVC)\n\n1-3-1- تاریخچه ای مختصر از پلی وینیل کلراید (PVC)\n\n1-3-2- کاربرد های پلی وینیل کلراید (PVC)\n\n1-3-3- مونومر وینیل کلراید\n\n1-3-4- پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر وینیل کلراید (VCM)\n\n1-3-5- بررسی فاکتور های مؤثر بر پلیمریزاسیون سوسپانسیونی وینیل کلراید (VCM) و مرفولوژی PVC\n\n1-3-5-1- عوامل تعلیق ساز\n\n1-3-5-2- اغتشاش\n\n1-3-3-2-1- بررسی مرفولوژی نمونه های بدست آمده از سرعت دور های مختلف\n\n1-3-5-3- دما\n\n1-3-5-4- آغازگر\n\n1-3-5-5- بافر\n\n1-3-5-6- اکسیژن\n\nمنابع و مآخذ\n\nفهرست شکل ها\nشکل 1-1- شماتیکی از یک راکتور پلیمریزاسیون سوسپانسیونی 13\nشکل 1-2- وابستگی قطر قطرات مونومری به سرعت اغتشاش برای (آ) انواع متفاوت از PVA و (ب) غلظت های متفاوت از PVA. 18\nشکل 1-3- تغییرات کشش بین سطحی نرمال بوتیل کلراید/آب به همراه غلظت PVA در دمای C°20 برای سه نوع متفاوت از PVA 21\nشکل 1-4- ذرات پلیمری EPS 27\nشکل 1-5: دانه های پلیمر PVC 29\nشکل1-6: فرمولاسیون شکل گیری مونومر VCM از طریق روش کلر زنی مستقیم. 35\nشکل 1-7- واکنش کلر زنی اکسیژن در حضور اتیلن 36\nشکل 1-8- شماتیک کلی واکنش شکل گیری VCM. 36\nشکل 1-9- وضعیت عوامل تعلیق کننده بر سطح قطرات VCM. (الف) اولیه، (ب) ثانویه، (ج) ترکیب پذیرفته شده از لرنر و نیمت 40\nشکل 1-10- تأثیر پایداری قطرات VCM اولیه بر موفولوژی ذرات PVC 46\nشکل 1-11-. توزیع اندازه ذرات PVC براساس سرعت های متفاوت همزن. از راست : ()1000، () 1100، () 1200 () 1400 ; از چپ: () 400،() 600، () 700، () 800. سرعت ها بر حسبrpm است ................................................................................................................................... 44\nشکل 1-12- نمودار بهینه سازی سرعت همزدن در مقابل متوسط اندازه ذرات 49\nشکل 1-13- شکل SEM ذرات PVC آماده سازی شده در سرعت دور های A) rpm 400، B) rpm 1000، C) rpm 1300 ................................................................................................................................. 50\nشکل 1-14- تصویر SEM از لایه در بر گیرنده ذرات PVC ............................................................... 51\nشکل 1-15- تصاویر SEM آماده سازی شده با سرعت دور rpm 400 ............................................ 52\nشکل 1-16- تصاویر SEM آماده سازی شده با سرعت دور rpm 1000 ......................................... 52\nشکل 1-17- تصاویر SEM از درون ذرات بزرگ PVC آماده سازی شده با سرعت دور rpm 1000 ............................................................................................................................................................................. 53\nشکل 1-18- اثر دمای پلیمریزاسیون بر ثوابت نسبی واکنش 56\nشکل 1-19- شماتیک شکل گیری وینیل کلراید پلی پراکساید. 61\nشکل 1-20- شماتیک ترکیب VCPP 61\n\n

---

\n\n \n\nتکه های از این پروژه  : \n\n- اغتشاش[1]\n\nدر طول پلیمریزاسیون سوسپانسیونی، واسطه پلیمریزاسیون به صورت پیوسته همزده می شود. در ابتدا مونومر های وینیل کلراید به فرم قطرات درون محیط واکنش منتشر می شوند، این عمل انتقال حرارت میان واسطه واکنش و دیوراه راکتور و همچنین حرارت رسانی به عمق مراکز واکنش درون ذرات را بهبود می بخشد. گذشته از این، طبیعت عوامل تعلیق ساز، نوع همزن و سرعت اغتشاش از جمله عوامل تأثیرگذار بر قطر نهایی و موفولوژی ذرات پلیمری هستند [26].\n\nمحدوده سرعت اغتشاش به صورت معمول در دو نسبت سرعت های بسیار بالا و سرعت بسیار پایین کاربری دارد. با نسبت های بسیار پایین اغتشاش، به دلیل آنکه شکست قطرات VCM کمتر است، ذرات بزرگ شکل گیری می شوند. هنگامی که سرعت اغتشاش افزایش می یابد، قطرات و به دنبال آن ذرات نهایی، تا اندازه ای که به یک مقدار حداقل معین برسند، کوچک تر می شوند. بالاترین سطح اغتشاش، کوچک ترین قطرات VCM و بزرگ ترین مساحت سطحی حمایتی را به دنبال خواهد داشت. در یک سرعت مشخص از اغتشاش، قطرات به حدی کوچک می شوند که دیگر توانایی پایدار شدن به اندازه کافی را نخواهند داشت، در چنین شرایطی تجمع این قطرات اتفاق می افتد و سپس ذرات بزرگ تر شکل گیری می شوند. حداقل سرعت اغتشاش، حداقل سرعتی است که با استفاده از آن انتشار کامل فاز آلی در آب بدست می آید. در هر حال هنگامی که سرعت اغتشاش کاهش یافت، انتشار کامل VCM درون فاز آبی و آن هم در ابتدای واکنش پلیمریزاسیون میسر شد، با افزایش درجه تبدیل مونومر این اغتشاش می تواند به حد ناکافی برسد، به دلیل آنکه ویسکوزیته سیستم پلیمریزاسیون با پیشروی درجه تبدیل، افزایش می یابد. در بدترین حالت از این روند، یک بلوک پلیمری بزرگ می تواند بدست آید [26].\n\nبنابراین حداقل سرعت اغتشاش به آن اطلاق می شود که بتواند تنها در سراسر محیط پلیمریزاسیون، به خصوص در طول فشار قطرات، حالت سوسپانسیون برقرار کند. در جریان این مرحله (مرحله فشار قطرات)، VCM از فاز گازی نهادینه در ذرات PVC خارج شده و منتشر می شود، به همین علت یک کاهش در فشار سیستم روی می دهد. اگر سرعت اغتشاش ناکافی باشد. گردابه تشکیل نخواهد شد و یک لایه تجمع شده PVC در بالای سطح مشترک داخلی آب/بخار شکل می گیرد و در ادامه کاهش فشار قطره در تمام پلیمریزاسیون بسیار آهسته تر از حد انتظار یا به شکل نابرابر اتفاق می افتد. بهینه سازی فرآیند پلیمریزاسیون در یک دما و غلظت مشخص از عوامل تعلیق ساز می تواند به وسیله ترسیم یک نمودار اغتشاش برای هر یک از اجزاء سیستم امکان پذیر بشود. این نمودار اغتشاش دارای یک شکل سهمی وار است که سرعت اغتشاش لازم برای دستیابی به یک قطر نهایی از ذرات PVC را نشان می دهد[26].\n\nسرعت اغتشاش بر تخلخل ذرات نیز تأثیرگذار است. به دلیل آنکه جریان سوسپانسیون VCM یک جربان توربولنت است، قطرات VCM متحمل یک چرخش حول محور خود می شوند. این قطرات در حال چرخش بر ذرات اولیه درون قطرات یک نیروی گریز از مرکز اعمال می کنند که با افزایش سرعت اغتشاش، در نتیجه، نیروی گریز از مرکز اعمال شده بر ذرات اولیه نیز افزایش خواهد یافت. به همین دلیل بسیاری از ذرات اولیه به سمت سطح مشترک آب/VCM حرکت می کنند و این لایه به تدریج سفت تر می شود، اینگونه عملکرد، با افزایش درجه تبدیل، ریزش ذرات را عقب انداخته و تخلخل بیشتری در دانه های PVC ایجاد می کند [26].\n\n[1] Agitation\n\n \n\n- پلیمریزاسیون جرمی\n\nدر پلیمریزاسیون جرمی، مخلوط اولیه واکنش عمدتاً از مونومر یا مونومر ها تشکیل شده است. محصول پلیمریزاسیون جرمی از درجه خلوص بالایی برخوردار بوده و عملیات تخلیص کمتری را می طلبد. البته مشکلاتی در اینگونه سیستم ها وجود دارد. برای مثال، هنگام انجام پلیمریزاسیون، ویسکوزیته افزایش یافته و این امر مشکلاتی را در حمل و نقل محصول به وجود می آورد. همچنین به دلیل آنکه واکنش های زنجیره ای عموماً گرمازا هستند و افزایش ویسکوزیته از خروج گرما جلوگیری می کند، در برخی قسمت های محصول، گرمای بیش از حد ایجاد شده که سبب تخریب ماده پلیمری می گردد[3].\n\nهمانگونه که اشاره گردید پلیمریزاسیون جرمی می تواند به صورت تک فازی (همگن) و دو فازی (ناهمگن) انجام پذیرد. این نکته وابسته به حلالیت مونومر و پلیمر در یکدیگر است. به عنوان مثال مونومر های متیل متا اکریلات، استایرن و وینیل استات در پلیمرهای خود قابل حل می باشند که این امر منجر به تشکیل یک محیط تک فازی می گردد. در نقطه مقابل آکریلونیتریل و وینیل کلراید نمونه هایی از محیط پلیمریزاسیون چند فازی می باشند. پلی ونیل کلراید (PVC) در شرایط معمولی در مونومر خود نامحلول است، ولی از آن متورم می شود. بنابراین دو فاز تشکیل شده در پلیمریزاسیون PVC، فاز های مونومر خالص و پلیمر متورم از مونومر هستند. پلیمریزاسیون در هر دو فاز ادامه می یابد، اگر چه سرعت آن در فاز غنی از پلیمر به واسطه تحرک کم ماکرورادیکال ها و در نتیجه کاهش سرعت واکنش های پایان، شدید تر است [3].\n\n \n\n1-1-2-1-2- پلیمریزاسیون محلولی\n\n     جهت رفع مشکلات موجود در پلیمریزاسیون جرمی، از روش پلیمریزاسیون محلولی استفاده می شود. در این روش، مونومر و پلیمر هر دو در یک حلال، محلول بوده و به علت وجود محیط سراسر حلال، ویسکوزیته مخلوط نسبت به پلیمریزاسیون توده ای کمتر است که در نتیجه نه تنها اختلاط بهتر انجام گرفته و کارایی شروع کننده افزایش می یابد، بلکه انتقال حرارت به خوبی انجام شده و مشکلاتی مانند پدیده ژل و اثر شیشه، بسیار ناچیز خواهند بود [3].\n\nالبته معایبی نیز برای این پلیمریزاسیون وجود دارد. جداسازی محصول از حلال در پایان پلیمریزاسیون، بسیار مشکل خواهد بود. خواه آنکه انتخاب حلالی بی اثر، به آسانی امکان پذیر نیست؛ از دیدگاه دیگر، انتقال زنجیر به حلال و محدودیت در وزن مولکولی محصول، همواره باقی خواهد بود. همچنین دمای پلیمریزاسیون در این فرآیند به نقطه جوش حلال محدود بوده و در بسیاری از موارد این مسئله، طولانی شدن زمان واکنش را در پی دارد. به عبارت دیگر، دمای واکنش از نقطه جوش حلال به کار گرفته شده، بالاتر نخواهد رفت و این امر سرعت پلیمریزاسیون را محدود می کند[2].\n\nدر صورتی که حلال به درستی انتخاب شود، محصول واکنش، محلولی پلیمری خواهد بود که برای قالبگیری یا ریسندگی قابلیت استفاده دارد. با این حال اکثر حلال ها اثرات زیان آوری بر پلیمریزاسیون دارند، علاوه بر مشکلات انتقال زنجیر به حلال و محدودیت دمایی پلیمریزاسیون، مضرات زیست محیطی حلال ها از دیگر مواردی است که می توان در این راستا اشاره داشت [2].\n\n