Složení drift - Composition drift

Složení drift nastává během procesu kopolymerace volných radikálů, což způsobuje změnu okamžité molové frakce a monomer přidáno k kopolymer, proto se mění chemické složení kopolymeru během doby přeměny.^[1]

Stupeň posunu složení je přímo ovlivněn poměry reaktivity každého monomeru v kopolymerním systému. Oba Mayo-Lewisova rovnice a graf rovnice jasně ukazuje, že jak se zvyšuje konverze monomeru, složení kopolymeru se bude driftovat, jak se mění preference pro monomery v důsledku interakce mezi poměry reaktivity a okamžitou koncentrací každého monomeru.^[2]

K posunu složení do určité míry dojde, pokud se poměry reaktivity pro oba monomery nebudou rovnat 1. V tomto případě každý monomer preferuje reakci sám se sebou a druhý monomer stejně. To způsobuje stejné rychlosti spotřeby při tvorbě kopolymeru a vede k náhodné kopolymeraci.^[3]

Krtek frakce

${ displaystyle F_ {1} =}$ molární podíl monomeru přidaného okamžitě ke kopolymeru, kterým je monomer 1.^[4]

${ displaystyle f_ {1} =}$ okamžitá molární frakce směsi monomerů, kterou je monomer 1.^[5]

Azeotropické směsi

Azeotropický bod a odpovídající posun složení spojené s tímto nestabilním kritickým bodem.

Binární kopolymerizace se podobá destilaci dvousložkové kapalné směsi s poměry reaktivity odpovídajícími poměru tlaků par čistých složek v druhém případě. Destilační terminologie je rovněž převzata pro případ azeotropních směsí v kopolymerních systémech. Azeotropické body se vyskytují kde ${ displaystyle F_ {1}}$ je rovný ${ displaystyle f_ {1}}$ . V těchto bodech nedojde k posunu složení. Rovnice pro azeotropickou koncentraci je uvedena níže při daných poměrech reaktivity pro každý druh monomeru:^[6]

${ displaystyle (f_ {1}) _ {a} = { frac {1-r_ {2}} {2-r_ {1} -r_ {2}}} ,}$

Azeotropické koncentrace jsou nestabilní pracovní body, protože jakákoli malá změna teploty způsobí posun molární koncentrace prostřednictvím účinků poměru reaktivity a způsobí následující posun složení.^[7] K azeotropickým bodům dochází, když mají vstupní monomery poměry reaktivity, které jsou oba menší než 1 nebo oba větší než 1.^[8]

Řízení nebo eliminace posunu složení

Cílem inženýrství pro kopolymerizaci volných radikálů je mít ${ displaystyle F_ {1} = f_ {1}}$ v širokém rozsahu konverzí. Pro komerční aplikace musí být složení kopolymeru konzistentní napříč agregátem. Dávkové reaktory nemají žádnou kontrolu nad driftem složení a vyžadují implementaci technických řešení k omezení driftu. Některá možná technická řešení reaktorů zahrnují:^[9]

Semibatch reaktor nebo vsádkový reaktor: přidáním monomeru, který se přednostně spotřebovává při reakční rychlosti, ${ displaystyle f_ {1}}$ lze udržovat konstantní a udržované.^[10]
Kontinuální míchaný tankový reaktor (CSTR): v ustáleném stavu složení reaktoru ( ${ displaystyle f_ {1}}$ ) je konstantní a neumožňuje drift složení. Je důležité si uvědomit, že tyto reaktory mohou mít problém s několika ustálenými stavy, pokud reakce v CSTR probíhá exotermický proces.^[11]

Viz také

Reference

^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.
^ Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.
^ Moad, Graeme; Solomon, D. H. Chemie radikální polymerace. Elsevier. 333–412. ISBN 978-0-08-04428-84.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.
^ Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

Další zdroje

Cowie, J.M.G .; Arrighi, Valeria (2007-07-27). Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, Third Edition. CRC Press. str. 122–. ISBN 9781420009873. Citováno 12. ledna 2015.

[1] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[2] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[3] Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.

[4] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[5] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[6] Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.

[7] Rudin, Alfred; Choi, Phillip. Prvky polymerní vědy a inženýrství. Elsevier. 391–425. ISBN 978-0-12-382178-2.

[8] Moad, Graeme; Solomon, D. H. Chemie radikální polymerace. Elsevier. 333–412. ISBN 978-0-08-04428-84.

[9] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[10] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[11] Torkelson, John (14. října 2014). Che 361: Úvod do polymerů (Mluvený projev). Northwestern University. Evanston, IL.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]