اختصاصی از
نیک فایل پایان نامه مدلسازی ریاضی سینتیک هسته گذاری و رشد نانو ذرات پلیمری در فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:186
پایان نامه کارشناسی ارشد در مهندسی شیمی گرایش ترمودینامیک و سینتیک
عنوان : مدلسازی ریاضی سینتیک هسته گذاری و رشد نانو ذرات پلیمری در فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی با استفاده از نتایج هدایت سنجی
فهرست مطالب:
فصل اول 1
مروری بر فرایندهای پلیمریزاسیون 1
1-1- مقدمه 2
1-2- تقسیم بندی پلیمرها بر اساس مکانیسم پلیمریزاسیون 3
پلیمریزاسیونهای زنجیرهای 5
پلیمریزاسیونهای مرحلهای 5
فقط مونومرهایی وارد واکنش میشوند که دارای مراکز فعّال (مانند رادیکال آزاد و یا یون) باشند. 5
هردو مونومری که دارای دو عامل فعّال مختلف در دو سرخود باشند قابلیت وارد شدن در واکنش را دارند. 5
غلظت مونومر به طور یکنواخت در طول واکنش کاهش مییابد. 5
مونومرها بسرعت در مراحل اولیّۀ واکنش از بین میروند. 5
پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا به سرعت به وجود میآیند. 5
وزن مولکولی زنجیرههای پلیمری همگی با هم به آهستگی در طول زمان افزایش مییابد. 5
سرعت واکنش بسیار زیاد میباشد. 5
سرعت واکنش آهسته و کند است. 5
از ابتدای واکنش، زنجیرههایی با درجه تبدیل بالا بدست میآیند. 5
برای بهدست آوردن زنجیرههایی با درجه تبدیل بالا میبایستی واکنش را تا بیش از90% ادامه داد. 5
واکنش در چند مرحله، شروع، انتشار و اختتام انجام میپذیرد. 5
واکنش فقط در یک مرحله صورت میپذیرد. 5
فقط پلیمرهای خطی یا مولکولهایی با انشعابات کم را تولید میکند. 5
مولکولهایی با ساختار متفاوت، از مولکولهای خطی سادۀ بدون شاخه تا شبکههای حجیم با اتصالات عرضی زیاد به دست میدهد. 5
1-2-1- واکنشهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد 5
1-2-1-1- آغاز 6
1-2-1-2- رشد (انتشار) 6
1-2-1-3- پایان 6
1-2-1-4- انتقال زنجیر 7
1-2-2- طبقه بندی روشها و یا سیستمهای پلیمریزاسیون بر اساس محیط واکنش 7
1-2-2-1- پلیمریزاسیون همگن 8
1-2-2-1-1- روش پلیمریزاسیون تودهای (جرمی) (Bulk Polymerization) 8
1-2-2-1-2- روش پلیمریزاسیون محلولی (Solution Polymerization) 9
1-2-2-2- پلیمریزاسیون ناهمگن 10
1-2-2-2-1- روش پلیمریزاسیون تعلیقی (Suspension Polymerization) 10
1-2-2-2-2- روش پلیمریزاسیون امولسیونی (Emulsion Polymerization) 10
روش پلیمریزاسیون 14
مزایا 14
معایب 14
پلیمریزاسیون 14
تودهای 14
فرآیند ناپیوسته 14
سادگی فرآیند، انعطاف پذیری، هزینۀ پایین جداسازی 14
حرارت زایی واکنش، توزیع وزن مولکولی پهن، افزایش شدید ویسکوزیته و در نتیجه مشکل اختلاط و انتقال حرارت در حین واکنش 14
فرآیند پیوسته 14
قابل کنترل بودن واکنش توسط درجه حرارت، قابل کنترل بودن وزن مولکولی، خواص محصولات و در نتیجه هزینه جداسازی پایین 14
درجه تبدیل پایین، جدایی مونومر از پلیمر، نیاز به درجه حرارت بالا و در برخی مواقع نیاز به فشار بالا، چسبندگی پلیمربه دیواره راکتور 14
پلیمریزاسیون محلولی 14
نسبت به سیستم تودهای ویسکوزیتۀ کمتر و در نتیجه اختلاط و انتقال حرارت بهتر، قابل کنترل بودن واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم محلول واکنش، چسبندگی کم پلیمر به بدنه راکتور 14
هزینۀ استفاده از حلّال، آلودگی محیط به علت وجود حلّال، هزینۀ خشکسازی و جدا سازی، مشکل وجود پدیده انتقال رادیکال 14
پلیمریزاسیون تعلیقی 14
قابل کنترل بودن کیفیت محصول و واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم دانههای خشک جامد و در نتیجه هزینه پایین جداسازی، ویسکوزیته کم و درنتیجه انتقال حرارت مناسب 14
عدم امکان استفاده از فرآیندهای پیوسته، نیاز به وجود همزن و افزودنیهای خاص، چسبندگی ذرات پلیمری به بدنه راکتور 14
پلیمریزاسیون امولسیونی 14
قابل کنترل بودن واکنش توسط دما، سرعت بالای واکنش، ویسکوزیته کمتر (نسبت به سیستم های محلولی و تودهای)، انتقال حرارت مناسب، قابل مصرف بودن لانکس تولیدی 14
نیاز به غلظت بالای امولسیفایر، نیاز به پایدارسازی ذرات، چسبندگی ذرات به بدنه راکتور 14
1-2-3- اهمیت پلیمریزاسیون امولسیونی 14
1-2-4- مکانیسم پلیمریزاسیون امولسیونی 15
1-2-5- مراحل پلیمریزاسیون امولسیونی 18
1-2-6- مکانیسم ایجاد ذرّه 22
1-2-6-1- هستهزایی مایسلی 22
1-2-6-2- هستهزایی همگن 23
1-2-6-3- هستهزایی قطرهای 23
1-2-7- پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 24
1-2-8- معرفی مونومر بوتادین 24
1-2-9- مواد مورد استفاده در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 27
1-2-9-1- امولسیفایر 27
1-2-9-2- شروع کننده 28
1-2-9-3- بافر 29
1-2-10- مروری بر کارهای انجام شده در زمینۀ شبیه سازی وکنترل توزیع اندازه ذرّات 29
فصل دوم 35
سینتیک پلیمریزاسیون امولسیونی 35
2-1- مقدمه 36
2-2- رخدادهای فاز پیوسته 36
2-3- رخدادهای فاز قطرات مونومری 36
2-4- رخدادهای فاز ذرات پلیمری 37
2-5- مایسلهای متورّم شده با مونومر 38
2-6- مدلسازی 42
2- 6-1- واکنشهای آغازین 42
2-6-2- الیگومرهای فاز آبی 43
2-6-3- هستهزایی 44
2-6-4- موازنۀ منومرها 45
2-6-5- موازنه ماده فعال سطحی 47
2-6-5-1- مدل صفر - یک 48
2-6-5-2- مدل شبه توده 49
2- 6-6- معادلات مدل شبه توده برای موازنه جمعیتی ذرات پلیمری 49
2-6-6-1- تعداد متوسط رادیکالها در ذّرات 50
2-6-6-2- رشد ذرات پلیمری 51
2-6-6-3- ورود الیگومرها به ذرّات 51
2-6-6-4- دفع الیگومرها از ذرّات 52
2-6-6-5- اختتام در داخل ذرّات 52
2-6-7- معادلات مدل صفر-یک برای موازنۀ جمعیتی ذرّات پلیمری 52
2-6-8- حل عددی معادلات موازنه جمعیتی 55
2-6-8-1- المان محدود (Finite Elements) 56
2-6-8-2- حجم/تفاضل محدود 57
فصل سوم 59
محاسبۀ CMC با استفاده از نتایج هدایت سنجی 59
3-1- مقدمه 60
3-2- آزمایش 61
3-3- تأثیرات الکترولیتها بر روی CMC در دمای 25ºC 62
3-4-1- تأثیر تک تک الکترولیتها بر روی CMC در دمای 60ºC 65
3-4-2- تأثیر تلفیق الکترولیتها بر روی CMC 68
فصل چهارم 70
شبیهسازی امولسیونی پلیبوتادین و مقایسه با دادههای تجربی 70
4-1- مقدمه 71
4-2- مدلسازی 73
4-2-1- مقیاس مدلسازی 73
4-2-2- مراحل مدلسازی در واکنشها و فرآیندهای پلیمریزاسیون 74
4-2-3- روشهای انتخاب مدل در واکنشها و فرآیندهای پلیمریزاسیون 75
4-3- مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 75
4-4- فرضیّات در نظر گرفته شده در طرح سینتیکی ارائه شده برای پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 76
4-5- حل معادلات حاصل شده در مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 77
4-5-1- گسسته سازی معادلات دیفرانسیلی جزیی موازنه جمعیتی 78
4-6- پارامترهای استفاده شده در مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 79
4-7- مقایسۀ نتایج حاصل از مدلسازی سینتیکی با دادههای آزمایشگاهی 81
4-7-1- شرح دستگاه و تجهیزات 81
4-7-2- روش آزمایش 82
4-7-3- خوراک هر آزمایش 84
4-7-4- پلیمریزاسیون با سدیم دودسیل سولفات 84
فصل پنجم 103
پیشبینی هدایت در طول فرایند پلیمریزاسیون 103
5-1- مقدمه 104
5-2- آزمایش 105
5-3- پیشبینی هدایت الکتریکی محلولها بدون واکنش شیمیایی 106
5-3-1 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای Na2CO3 و KPS در دمای 25ºC و 60ºC 106
5-3-2 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای Na2CO3 و KPS در دمای 60ºC 135
5-4- پیشبینی هدایت الکتریکی واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرّات پلیبوتادین (به صورت Online) 146
فصل ششم 148
نتیجه گیری و پیشنهادات 148
6-1 نتیجهگیری 149
6-2- پیشنهادات 150
مراجع 152
پیوستها 158
محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na2CO3 در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C 159
محاسبه CMC در حضور 75/0 گرم KPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C 160
محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na2CO3 در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C 162
محاسبه CMC در حضور 1 گرمKPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C 164
فهرست جدول ها
جدول 1- 1. اختلافات موجود بین پلیمریزاسیونهای زنجیره ای و مرحله ای 5
جدول 1- 2. مقایسه روشهای پلیمریزاسیون 14
جدول 1- 3. خواص فیزیکی و ترمودینامیکی بوتادین. 26
جدول 1- 4. خوراکهای استفاده شده در پلیمریزاسیون امولسیون بوتادین 27
جدول 1- 5. لیست مقالات انجام گرفته در دهه گذشته براساس مدلهای موازنه جمعیتی . 32
جدول 2- 1. رویدادهای سینتیکی داخل فاز پیوسته (آب) 40
جدول 2- 2. رویداد های سینتیکی داخل فاز ذره پلیمر 41
جدول 2- 3. معادلات سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی 42
جدول 3- 1. ضرایب به دست آمده برای فرمول (3- 1). 63
جدول 3- 2. مقادیر CMC سدیم دو دسیل سولفات (SDS) برای غلظتهای مختلف الکترویتهای اضافه شده در 25ºC 64
جدول 3- 3. ضرایب به دست آمده برای فرمول (3- 2). 66
جدول 3- 4. مقادیر CMC سدیم دو دسیل سولفات (SDS) برای غلظتهای مختلف الکترویت اضافه شده در دمای60°C 67
جدول 3- 5. اطلاعات کاملی از غلظتهای مختلف تلفیق دو الکترولیت Na2CO3 و KPS، CMC تجربی، CMC به دست آمده از فرمول ارائه شده، و میزان خطای حاصله از این فرمول برای هر کدام از غلظتهای فوق 69
جدول 4- 1. طرح سینتیکی در نظر گرفته شده برای پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 76
جدول 4- 2. پارامتر¬های استفاده شده درمدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 79
جدول 4- 3. پارامترهای بدست آمده با استفاده از مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 80
جدول 4- 4. داده¬ها برای سورفکتانت سدیم دو دسیل سولفات 80
جدول 4- 5. مقادیر مواد استفاده شده در آزمایشات پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین 84
جدول 5- 1. مقادیر هدایت اولیه الکترولیتهایKPS و Na2CO3 در دمای الف) 25ºC ب) 60ºCکه دستگاه هدایت¬سنج نشان می¬دهد. 110
جدول 5- 2. ضرایب معادله (5- 7) در دمای الف) 25ºC ب) 60ºC 112
جدول 5- 3. ضرایب هدایت برآورد شده در روش دوّم در الف)ºC 25 ب) 60ºC 114
جدول 5- 4 .ضرایب هدایت Gi و مقادیر هدایت معادل هر یک از گونه¬های یونی (ºλi) برآورد شده در الف) ºC25 ب)60ºC 115
جدول 5- 5. خطای نسبی هدایت اولیه (σo) غلظتهای مختلف الکترولیتهای Na2CO3 و KPS در هر روش الف) 25ºC ب) 60ºC 116
جدول 5- 6. خطای نسبی (σcalc) غلظتهای مختلف الکترولیتهای Na2CO3 و KPS درمحلولهای SDS در هر روش در الف) 25ºC ب) 60ºC 120
جدول 5- 7. خطای نسبی σcalc غلظتهای مختلف الکترولیت با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیه نشان داده شده توسط سیستم هدایت¬سنج در الف) 25ºC ب) 60ºC 131
جدول 5- 8. مقادیر هدایت اولیه، σo، غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای Na2CO3و KPS در دمای 60ºC 135
جدول 5- 9. مقایسهای بین اعداد پیش¬بینی شده در روش ارائه شده در این تز، با روش دوّم و سوّم برای هدایت اولیه تلفیق دو الکترولیت در دمای 60ºC 137
جدول 5- 10. اعداد پیش-بینی شده با روش ارائه شده در این تز برای هدایت اولیّۀ تلفیق دو الکترولیت در دمای 60ºC 139
جدول 5- 11. خطای نسبی (σcalc) محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از تلفیق دو الکترولیت در هر روش. 140
جدول 5- 12. خطای نسبی σcalc غلظتهای مختلف تلفیق دو الکترولیت، با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیّۀ نشان داده شده توسط سیستم هدایت¬سنج در دمای 60ºC 144
فهرست شکل ها
شکل 1- 1. نمایش ساده شده یک سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی 18
شکل 1- 2. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله I 19
شکل 1- 3. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله II 20
شکل 1- 4. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله III 21
شکل 1- 5. رفتارهای مختلف سرعت مشاهده شده در پلیمریزاسیون امولسیونی. 21
شکل 1- 6. مراحل پلیمریزاسیون امولسیونی در مکانیسم هستهزایی هموژن. 23
شکل 2- 1. حوادث مربوط به هسته گذاری ذرات در فاز پیوسته 39
شکل 2- 2. حوادث مرتبط با فاز پیوسته و فاز ذرّه پلیمری 39
شکل 2- 3. نحوه تبدیل انواع ذرّات به یکدیگر در مدل صفر - یک 53
شکل 3- 1. اندازه گیری¬های هدایت-سنجی برای محلولهای SDS در حضور الف) KPS ب) Na2CO3در دمای 25ºC 62
شکل 3- 2. تأثیر الکترولیتهای اضافه شده بر روی غلظت بحرانی مایسل (CMC) SDS در دمای 25ºC 63
شکل 3- 3. اندازه گیریهای هدایت-سنجی برای محلولهای SDS در حضور الف) KPS ب) Na2CO3در دمای 60ºC 65
شکل 3- 4. تأثیر الکترولیت اضافه شده بر روی غلظت بحرانی مایسل (CMC) SDS در دمای 60°C 66
شکل 4- 1. تغییرات کارایی شروع کننده با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 85
شکل 4- 2. تغییرات سرعت هسته¬زایی همگنی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 86
شکل 4- 3. تغییرات غلظت سورفکتانت آزاد در فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 86
شکل 4- 4. تغییرات غلظت مایسل در فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 87
شکل 4- 5. تغییرات هسته زایی مایسلی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 87
شکل 4- 6. تغییرات هسته¬زایی کلی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 88
شکل 4- 7. تغییرات تعداد ذرات پلیمری دارای رادیکال پلیمریک به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 89
شکل 4- 8. تغییرات تعداد ذرات پلیمری بدون رادیکال به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 89
شکل 4- 9. تغییرات تعداد ذرات پلیمری دارای رادیکال مونومریک به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 90
شکل 4- 10. تغییرات تعداد متوسط رادیکالها به ازای ذرات ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 90
شکل 4- 11. تغییرات تعداد کل ذرات به ازای واحد حجم فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 91
شکل 4- 12. تغییرات سطح کل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 91
شکل 4- 13. تغییرات حجم کل ذرات پلیمری به ازای حجم فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 92
شکل 4- 14. تغییرات ضریب نفوذ مونومر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 93
شکل 4- 15. تغییرات ضریب سرعت انتشار نفوذی داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 93
شکل 4- 16. تغییرات غلظت مونومر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 94
شکل 4- 17. تغییرات کسر حجمی پلیمر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 95
شکل 4- 18. تغییرات غلظت مونومر داخل فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 95
شکل 4- 19. تغییرات حجم قطرات مونومری به ازای حجم فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 96
شکل 4- 20. تغییرات غلظت مونومربا زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 97
شکل 4- 21. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 97
شکل 4- 22. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 98
شکل 4- 23. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 98
شکل 4- 24. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 99
شکل 4- 25. تغییرات سرعت پلیمریزاسیون با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 99
شکل 4- 26. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 100
شکل 4- 27. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 101
شکل 4- 28. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 101
شکل 4- 29. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 102
شکل 5- 1. پیشبینی مدل و دادههای تجربی هدایت برای تیتراسیون آب مقطر با SDS در دمای الف)25ºC ب) 60ºC 108
شکل 5- 2. جذب سورفکتانت روی ذرّات پلیمر و تجمع سورفکتانت برای تشکیل مایسل 109
شکل 5- 3. تغییرات هدایت اولیه الکترولیت با غلظت نمک در الف) 25ºC ب) 60°C 113
شکل 5- 4. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده با کلیۀ روشها برای الکترولیتهای KPS و Na2CO3 در دو دمای الف) 25ºC ب) 60ºC 129
شکل 5- 5. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای KPS و Na2CO3 با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیه نشان داده شده توسط سیستم هدایتسنج در الف) 25ºC ب) 60ºC 134
شکل 5- 6. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده در هر روش برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای KPS و Na2CO3 142
شکل 5- 7. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده با هدایت دقیق اولیه برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای KPS و Na2CO3 145
شکل 5- 8. پیش¬بینی هدایت الکتریکی واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرّات پلیبوتادین به صورت Online 146
چکیده
بخش عمده ای از خواص نهایی محصول در پلیمریزاسیون امولسیونی توسط توزیع اندازه ذرّات تعیین می-گردد. در این پروژه، یک مدل دقیق بر مبنای معادلات موازنه جمعیتی ( مدل صفر- یک) که دربرگیرندۀ پدیده¬های هسته زایی و رشد ذرّه می¬باشد برای پیش¬بینی توزیع اندازه ذرّات انتخاب گردیده است. برای حل معادلات موازنه جمعیتی از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، اثر پارامتر غلظت اولیه ماده فعال سطحی روی درصد تبدیل و توزیع اندازه ذرّات بصورت تجربی و به کمک شبیه¬سازی بررسی گردیده است. بر اساس نتایج حاصله، با کاهش مقدار ماده فعال سطحی، اندازه ذرّات افزایش می¬یابد. در کلیّه موارد فوق، نتایج شبیه¬سازی و تجربی تطابق مطلوبی دارند. در این پروژه، روابط مناسبی برای محاسبۀ تجربی CMC با استفاده از داده¬های آزمایشگاهی به¬صورت y=A Ln(x) + B در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد ارائه شد، و نیز در دمای 60 درجه سانتیگراد فرمول تجربی برای تلفیق دو الکترولیت Na2CO3 و KPS که در پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرات پلی¬بوتادین به¬ترتیب به¬عنوان بافر و شروع¬کننده استفاده می¬شود با روش حداقل مربعات به صورت z=A(x)m(y)n به¬دست آمد که در تمام موارد فوق ضرایب به¬گونه¬ای به¬دست آورده شد که با داده¬های آزمایشگاهی بهترین تطابق را داشته باشد.
همچنین، هدایت اولیه الکتریکی سیستم بر حسب غلظت یونها، در حضور الکترولیت¬های موجود در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین در دو دمای 25 و 60 درجۀ سانتیگراد با چهار روش به¬دست آمده است. ابتدا با روش تجربی و با استفاده از داده¬های آزمایشگاهی فرمولی به¬صورت y=A(x) برای هدایت الکترولیت-های فوق در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد به¬دست آمده است. سپس دو روش ارائه شده در مقالات بررسی شده است، و در نهایت روشی ابداعی برای محاسبه هدایت الکتریکی محلول¬های فوق ذکر گردیده و درصد خطای هرکدام از روش¬ها به صورت جداولی آورده شده است. در نهایت هدایت الکتریکی سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین بدون خضور مونومر و نیز به صورت Online در حضور واکنش بدست آمده است. صحّت این روابط از طریق داده¬های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.
کلمات کلیدی: پلیمریزاسیون امولسیونی، بوتادین، توزیع اندازه ذرّات، موازنه جمعیتی، مدلسازی
دانلود با لینک مستقیم
پایان نامه مدلسازی ریاضی سینتیک هسته گذاری و رشد نانو ذرات پلیمری در فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی 
