پلیمریزاسیون تودهای و محلولی
پلیمریزاسیون تودهای و محلولی قالبهای فرآیند همگن هستند: پلیمریزاسیون تودهای مونومر رقیقنشده را برای حداکثر خلوص واکنش میدهد، در حالی که پلیمریزاسیون محلولی یک حلال را برای کنترل گرانروی و دفع گرمای واکنش اضافه میکند.
Definition
پلیمریزاسیون تودهای در مونومر رقیقنشده (اختیاراً با یک آغازگر محلول) انجام میشود، در حالی که پلیمریزاسیون محلولی با مونومر و آغازگر حلشده در یک حلال بیاثر انجام میشود که در طول واکنش یک فاز واحد باقی میماند.
Scope
این موضوع دو فرآیند پلیمریزاسیون همگن – تودهای (جرم) و محلولی – را پوشش میدهد، از جمله رفتار انتقال حرارت و گرانروی آنها، خطر خودتسریع در سیستمهای تودهای، نقش حلال در تعدیل دما و گرانروی، انتقال زنجیره به حلال، و مبادلات عملی خلوص، مراحل حذف، و طراحی راکتور که تعیینکننده زمان انتخاب هر یک است.
Core questions
- چگونه گرمای شدید پلیمریزاسیون بدون رقیقکننده در سیستمهای تودهای مدیریت میشود؟
- چگونه حلال اضافه شده گرانروی، انتقال حرارت و جرم مولی را تغییر میدهد؟
- چه زمانی انتقال زنجیره به حلال به طور قابل توجهی جرم مولی را محدود میکند؟
- چه اشکال و خلوص محصولی پلیمریزاسیون تودهای را در مقابل پلیمریزاسیون محلولی ترجیح میدهد؟
Key theories
- خودتسریع در پلیمریزاسیون تودهای
- با افزایش تبدیل و گرانروی در یک سیستم رادیکالی رقیقنشده، خاتمه محدود به انتشار کند میشود در حالی که انتشار ادامه مییابد، که باعث تسریع سرعت و دما میشود (اثر ژل یا ترومسدورف)، یک خطر مرکزی و مشکل کنترلی در فرآیندهای تودهای.
Mechanisms
در پلیمریزاسیون تودهای، تنها گونههای موجود مونومر، آغازگر و پلیمر در حال رشد هستند، بنابراین محیط با افزایش تبدیل به شدت غلیظ میشود و مانع از حذف گرما و اختلاط شده و خودتسریع را ترویج میکند. در پلیمریزاسیون محلولی، یک حلال بیاثر سیستم را رقیق میکند، گرانروی را کاهش میدهد و گرمای واکنش را پخش میکند، که کنترل دمای یکنواختتری را فراهم میکند؛ مبادلات شامل کاهش بهرهوری راکتور، انتقال احتمالی زنجیره به حلال که جرم مولی را محدود میکند، و یک مرحله حذف حلال بعدی است.
Clinical relevance
پلیمریزاسیون تودهای برای اقلام ریختهگری مانند ورق پلی(متیل متاکریلات) و برای برخی از پلیمرهای تراکمی که خلوص اهمیت دارد و محصولات جانبی تحت خلاء حذف میشوند، استفاده میشود. پلیمریزاسیون محلولی زمانی ترجیح داده میشود که پلیمر مستقیماً در محلول استفاده شود – مانند بسیاری از پوششها، چسبها و محصولات حساس به فشار – یا زمانی که کنترل دقیق دما ضروری است.
History
ریختهگری تودهای پلی(متیل متاکریلات) در دهه ۱۹۳۰ تجاری شد، و پدیده خودتسریع که در کینتیک رادیکالی تودهای محوری است، توسط ترومسدورف و توسط نوریش و اسمیت در دهه ۱۹۴۰ مشخص شد و محدودیتهای مدیریت حرارت را که هنوز طراحی فرآیند را هدایت میکند، تثبیت کرد.
Key figures
- Ernst Trommsdorff
- Eberhard Norrish
Related topics
Seminal works
- odian2004
- stevens1999
Frequently asked questions
- چرا حلال اضافه کنیم اگر پلیمریزاسیون تودهای محصول خالصتری میدهد؟
- حلال گرمای زیاد پلیمریزاسیون را جذب میکند و گرانروی را قابل کنترل نگه میدارد و از نقاط داغ و واکنشهای خارج از کنترل جلوگیری میکند. هزینه آن کاهش توان عملیاتی، مرحله حذف حلال و انتقال احتمالی زنجیره به حلال است که جرم مولی را محدود میکند.
- چه محصولی به طور کلاسیک با ریختهگری تودهای ساخته میشود؟
- ورق پلی(متیل متاکریلات) (شیشه اکریلیک) به صورت تودهای بین صفحات شیشهای ریختهگری میشود و از عدم وجود حلال برای تولید محصولی شفاف و با خلوص بالا بهره میبرد.