بررسی عامل‌های تعلیق کننده بر توزیع اندازه ذره ها در پلیمریزاسیون تعلیقی استایرن در راکتور مقیاس نیمه صنعتی شرکت پتروشیمی تبریز

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تبریز، شرکت پتروشیمی تبریز

2 تهران، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر، گروه محیط زیست معدنی

3 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، گروه مهندسی شیمی

چکیده

پلیمریزاسیون تعلیقی استایرن، یک روش مهم و گسترده برای تولید پلی‌استایرن به ویژه پلی‌استایرن انبساطی است. در این شیوه آب، فاز پیوسته و مونومر استایرن به همراه افزودنی‌هایی مانند شروع کننده ‌ها، فاز پخش شده توسط همزن است. برای پایداری سامانه تعلیق از پایدارکننده آلی و معدنی به ‌صورت تکی و ترکیبی استفاده می ‌شود.در طول پلیمریزاسیون با افزایش درصد تبدیل، ویسکوزیته قطره‌ های مونومری افزایش می‌یابد. متوسط اندازه ذره ‌ها و توزیع آن، دو پارامتر کلیدی هستند که باید در طول پلیمریزاسیون تعلیقی استایرن کنترل شوند. در این پژوهش برای کنترل این دو، از عامل‌های تعلیق کننده پلی‌وینیل‌الکل و تری‌کلسیم ‌فسفات و هیدروکسی‌اتیل‌سلولز هم به صورت مجزا، هم به صورت ترکیبی در راکتور نیمه صنعتی شرکت پتروشیمی تبریز استفاده و دیده شد که در صورت مصرف مجزای عامل‌های تعلیق، برای تولید اندازه ذره ‌های پلیمری کروی قابل استفاده در صنعت، بایستی مقدارهای زیادتری از تری‌کلسیم‌فسفات را نسبت به پلی‌وینیل‌الکل استفاده کرد. این در حالی است که هیدروکسی‌اتیل‌سلولز به تنهایی قادر به پایدارسازی سامانه تعلیق نمی باشد. اما زمانی که از پایدارکننده‌ها به صورت ترکیبی استفاده می‌ شود هیدروکسی‌اتیل‌ سلولز به همراه تری‌کلسیم ‌فسفات نتیجه‌ های بهتری نشان می‌ دهد. نتیجه آزمایش ‌ها نشان داد که تأثیر هیدروکسی‌اتیلسلولز در حضور تری‌کلسیم ‌فسفات به مراتب بیشتر از پلی‌وینیل‌الکل می ‌باشد. مشاهده ‌های عینی نیز نشان داد که در موقع استفاده از تری‌کلسیم ‌فسفات چه به ‌صورت مجزا و چه ترکیبی آلودگی در راکتور ایجاد نمی‌ شود. این در حالی است که باید از مقدار بهینه‌ای از پلی‌وینیل‌الکل استفاده کرد تا هم چسبیدن ذره‌ ها به دیواره و تجهیزهای داخل راکتور کمینه شود و هم اندازه‌های مورد استفاده در صنعت بیشتری تولید شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Peter Svec, "Styrene-Based Plastics and Their Modification", John Wiley & Sons Canada, (1991).

[2] Snijders E.J., "Water Expandable Polystyrene (WEPS): Computational and Experimental Analysis of Bubble Growth", PhD Thesis, Einhoven University of Technology, chap 1, Endhoven University Press (2003)

[3] ادیان، جرج؛ ترجمه مهندس حسین سعیدیان و مهدی وفائیان،"  اصول بسپارش"، ص 218-207 ، ص 332-329، چاپ دوم، مرکز نشر دانشگاهی، (1981).

[4] Scheirs J., Periddy D., "Modern Styrenic Polymers Polystyrenes and Styrenic Copolymers", John Wiley & Sons Canada, pp.170-180 (2003).

[5] Machando R.A.F., Pinto J.C., Arajo P.H.H., Bolzan A., Mathematical Modeling of Polystyrene Particle Size Distribution Produced by Suspension Polymerization, Braz. J. Chem. Eng., 17, (2000).

[6] Villalobos M.A., Hamielec A.E., Wood Ph.E., Bulk and Suspension Polymerization of Styrene in Presence of n-Pentane. An Evaluation of Monofunctional and Bifunctional Initiation, Journal of Applied Polymer Science, 50(327), (1993).

[7] Gonçalves O.H., Nogueira A.L., Schilischting R., Coan T., Sanches A.A.F., Machado R.A.F., Methyl Methacrylate Suspension Polymerization: Strategies on Particle size Distribution ,2nd Mercosur Congress on Chemical Engineering, Rio de Janeiro, (2005).

[8] Mendizabal E., Castellanos-Ortega J.R., Puig J.E., A Method for Selecting Polyvinyl Alcohol as Stabilizer in Suspension Polymerization, Colloids and Surfaces, 63, p. 209 (1992).

[9] Fatemeh jahanzad, Shahriar Sajjadi, Brain W. Brooks, On the Evoluation of Particle Size and Distribution in Suspension Polymerization, Macromol. Symp.,  Canada, p. 255 (2004).

[10] Mikko Kono, Kunio Arai, Shozaburo Satio, The Effect of Stabilizer on Coalescence of Dispersed Drops in Suspension Polymerization of Styrene, Journal of Chemical Engineering of Japan, 15(2), p. 131 (1982).

[11] Holmberg K., Gonsson B., and Linfdman B., "Surfactants and Polymer in Aqueous Solution", 2nd ed., pp. 357-387, Wily and sons, England, (2002).