No category

منابع پایان نامه ارشد با موضوع زمان واکنش، اکسیداسیون، نرم افزار، توزیع شده

دانلود پایان نامه

تفاضلی پویشی (DSC) و دستگاه اندازه گیری MFFT
اشکال ۴- ۶‎، ۴-۷ و۴-۸ طیف HNMR1 مربوط به کوپلیمر حاصل از پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات ۱- هگزن ( بااستفاده ازتکنیک خوراک دهی گرسنه وسیستم آغازگر اکسیداسیون واحیاء )درزمان‎های متفاوتی از واکنش را نشان می‎دهد .

شکل ۴-۶. طیف HNMR1 پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات/ ۱- هگزن درزمان واکنش ۳ ساعت

شکل ۴-۷.طیف HNMR1 پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات/ ۱- هگزن درزمان واکنش ۴ ساعت

شکل ۴-۸. طیف HNMR1 پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات /۱- هگزن درزمان واکنش ۵ ساعت

همچنین گراف‎های ۴-۹ تا ۴-۱۱ دمای انتقال شیشه‎ای ( Tg) فیلم حاصل از لاتکس حاصله درزمان‎های متفاوتی از واکنش را نشان می‎دهد:

شکل ۴-۹. گراف DSC فیلم حاصل ازلاتکس درزمان واکنش ۳ ساعت

شکل ۴-۱۰ . گراف DSC فیلم حاصل ازلاتکس درزمان واکنش ۴ ساعت

شکل ۴-۱۱ . گراف DSC فیلم حاصل ازلاتکس درزمان واکنش ۵ ساعت

جدول ۴-۶ به بیان تاثیرزمان واکنش بر میزان مشارکت ۱- هگزن در ساختار نهایی لاتکس وسایر مشخصات آن می‎پردازد:

جدول ۴-۶. تاثیر زمان واکنش بر برخی مشخصات لاتکس حاصل
زمان واکنش)ساعت)
درصد مشارکت وزنی ا- هگزن (درصد)
دمای انتقال شیشه‎ای (°C)
MFFT*(°C)
محتوای جامد
% Solid Content
۳
۸ .۱۳
۱۷.۲
۲۱.۸
۲۷
۴
۱۸
۶ .۱۳
۸ .۲۱
۳۸
۵
۱۶
۸ .۱۳
۵ .۲۱
۵۱
*حداقل دمای تشکیل فیلم

همچنین شکل۴-۱۲به مقایسه نتایج حاصله می‎پردازد:

شکل ۴-۱۲ .مقایسه شماتیک تاثیر زمان واکنش بر برخی مشخصات لاتکس حاصل

مشاهده می‎شود که با افزایش زمان واکنش پلیمریزاسیون از۳ تا ۵ ساعت، شاهدرشد مشارکت وزنی ا – هگزن در لاتکس (ساختار کوپلیمر نهایی) بوده ایم‎، درحالیکه باادامه واکنش تا حدود ۵ ساعت ازمیزان مشارکت وزنی ۱- هگزن در لاتکس حاصله کاسته میشود ،ازطرفی باافزایش زمان انجام واکنش پلیمریزاسیون مقدارمحتوای جامد لاتکس حاصله افزایش یافته است، بعبارتی می‎توان تصورکرد با افزایش زمان واکنش سهم منومر وینیل استات درلاتکس نهایی افزایش داشته است،که البته افزایش اندک دمای انتقال شیشه‎ای لاتکس حاصل نیز این پدیده راتائید می‎کند، البته می بایست بدین نکته توجه داشت منومر آبدوست (وینیل استات) میل بالایی به جذب آب داشته وفیلم حاصله راباید درمحیط خلاء خشک کرد بگونه ای که برخی پیک های پیچیده درشکل ۴-۱۱ را می توان منتسب به ذوب کریستال های اندک آب موجوددرفیلم، به دنبال افزایش سهم وینیل استات درنمونه حاوی سهم بیشتری از این منومر آبدوست باگذشت زمان دانست . باتوجه به نتایج حاصله ونگاهی به مکانیسم هارکینز وتئوری اسمیت – اوارت برای پلیمریزاسیون امولسیونی] ۱۱ [این فرضیه مطرح می‎شودکه درابتدای واکنش وبه دنبال اختلاط منومرتنبل۱- هگزن وترکیبی از امولسیفایرهای مذکوردربخش تجربی دراثرهمزدن مکانیکی قطرات منومر ۱- هگزن درآب پخش شده و به کمک عوامل فعال سطحی درآب بصورت ذراتی پایدار معلق می‎شوند، باتوجه به حلالیت بسیار کم منومر ۱- هگزن درآب عامل فعال سطحی با نسبت هیدروفیل به لیپوفیل۶۵ پایین تر کمک بسزایی برتعلیق بهتر این منومر درآب خواهد کرد.همزمان با افزودن منومر وعوامل فعال سطحی بخشی از سیستم شروع کننده اکسیداسیون واحیاء مطابق دستورالعمل مذکوردربخش تجربی به محیط امولسیونی افزوده می‎شود. سیستم شروع کننده تجزیه شده ورادیکال‎های آزاد درفازپیوسته آبی تولید شده وبخشی از آن جذب مایسل‎های حاوی منومر ا – هگزن می‎شود. بدیهی است که باتوجه به پتانسیل شیمیایی بسیارضعیف منومر ۱- هگزن‎، با احتمال بالایی توانایی ترکیب با شروع کننده وتشکیل ماکرورادیکال رانخواهد داشت،حال با افزودن قطره قطره وتدریجی منومر واکنش پذیر وینیل استات درقالب تکنیک خوراک دهی گرسنه‎، برخی ازآنها تشکیل مایسلهای حاوی منومروینیل استات داده وبرخی نیز بکمک عامل فعال سطحی با نسبت هیدروفیل به لیپوفیل بالاتر( درکنار عامل فعال سطحی با نسبت هیدروفیل یه لیپوفیل پایین تر تشکیل مایسل داده اند) تحریک به مهاجرت به داخل مایسل حاوی منومر ۱ -هگزن خواهد شد، باحمله‎ی رادیکال‎های آزاد موجوددرمایسل حاوی ۱- هگزن به مونومر وینیل استات فرآیند رشد پلیمریزاسیون آغازشده ودراینجاست که باتکیه بر تکنیک خوراک دهی گرسنه (فقر منومری وینیل استات) شانس برخورد رادیکال‎های آزاد حاصل از وینیل استات با منومر ۱ – هگزن افزایش خواهدیافت.
دقت شود که ازحتی ازلحظات اولیه تزریق منومروینیل استات نمی توان منکر وقوع همو پلیمریزاسیون وینیل استات حتی به طریق هسته سازی هموژن شد‎، لذا آنچه برای ما حائز اهمیت است ورود منومر نرم کننده ۱ – هگزن به داخل زنجیره کوپلیمر حاصله است‎، با دنبال کردن پدیده فوق آنچه که درخصوص چرایی افزایش وزن محتوای جامد لاتکس حاصله وکاهش سهم مشارکت وزنی منومرهای ۱- هگزن درذرات پلیمر شکل گرفته ( رفته رفته با گذشت زمان نرخ مشارکت وینیل استات درزنجیره کوپلیمرنهایی شدت می‎یابد) بنظر می‎رسد این است که درلحظات اولیه که سیستم امولسیونی را ازمنومر۱- هگزن سیرنگاه داشته ایم این منومر سهم بیشتری از زنجیره کوپلیمری را نسبت به لحظات انتهایی واکنش بخوداختصاص می‎دهد ولی بتدریج وباگذشت زمان مراحل ۱ و۲ پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات که بدلیل فقر منومری تاحدی به تعویق افتاده بود‎، به دنبال تشکیل قطرات منومری فعال ترشده وفرآیند تشکیل ذرات پلیمری ازمایسل‎های حاوی منومر وینیل استات شدت می‎گیرد که نتایج حاصله ازطیف اسپکتروسکوپی ۱H NMRوآزمون گرماسنجی تفاضلی پویشی نیز مباحث فوق را تائید می‎کند.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه با موضوعمقایسه تطبیقی، معماری بومی

شکل۴- ۱۳ .انواع هسته سازی درپلیمریزاسیون امولسیونی]۷۴[

پراکنه‎ها‎ی پایه آبی ویاغیرآبی ذرات کلوئیدی با دمای انتقال شیشه‎ای بالاتر ازدمای خشک شوندگی بعنوان پراکنه‎های لاتکسی سخت۶۶ معرفی می‎شوند ،ازطرفی می‎دانیم پراکنه‎های آبی ذرات کلوئیدی بادمای انتقال شیشه‎ای کمتر از دمای خشک شوندگی رانیز پراکنه‎های لاتکسی نرم۶۷ می‎نامند.
بطورکلی فیلم تشکیل شده برپایه لاتکس ۶۸ به فیلمی اطلاق می‎شود که درآن نیروهایی که باعث تبخیر آب می‎شوند به اندازه‎ای کافی هستند که باعث فشردگی وتغییر شکل ذرات پلیمری شوند بگونه‎ای که فیلمی ترانما ۶۹ وخالی از حفرات۷۰ تشکیل شود ]۷۵ [، اشکال۴-۱۴ تا ۴-۱۸ به روند تشکیل فیلم ازذرات لاتکس اشاره دارد :
مرحله ی۱: آب تبخیر شده وبدین ترتیب ذرات پلیمر متراکم می‎شوندودرپس آن ساختاری درهم فرورفته تشکیل می‎شود.(شکل ۴-۱۴)

شکل ۴-۱۴ .مرحله اول ازفرآیند تشکیل فیلم

مرحله ۲: برای دمای بالاترازحداقل دمای لازم برای تشکیل فیلم ذرات دچار تغییر شکل می‎شوند . (شکل ۴-۱۵)

شکل ۴-۱۵ .مرحله دوم ازفرآیند تشکیل فیلم

مرحله ۳: دراین مرحله سطح مشترک که شامل مواد آبدوست است شروع به ازمیان رفتن می‎کند.(شکل ۴ -۱۶ )

شکل ۴ – ۱۶ . مرحله سوم ازفرآیند تشکیل فیلم

مرحله ۴: برای دماهای بالاتر ازدمای انتقال شیشه‎ای لاتکس حاصل ،زنجیره‎های پلیمری توانایی نفوذ دریکدیگر وتشکیل فیلمی باخواص مکانیکی پایدار راخواهند داشت.(شکل ۴ – ۱۷ )

شکل ۴ – ۱۷ . مرحله چهارم ازفرآیند تشکیل فیلم

البته بسته به شرایط تشکیل فیلم وسیستم عوامل فعال سطحی بکارگرفته شده‎، مواد آبگریز که ازسطح مشترک ذرات پلیمری جدا شده اند(مرحله سوم) می‎توانند بصورت ناهمگنی دربسترفیلم توزیع شده ویا به سطح مشترک فیلم وهوا مهاجرت کنند.
بطورکلی مشاهده شده است که اگردمای انتقال شیشه‎ای پلیمرخیلی بالاتر از دمای تشکیل فیلم درمحیط باشد، مرحله آخرازفرآیند تشکیل فیلم کامل نمی شود، بعبارتی خواص مکانیکی فیلم حاصل دچارضعف خواهد شد.
حداقل دمایی که امولسیون تشکیل فیلم مناسبی می‎دهد به حداقل دمای تشکیل فیلم برمی گردد ومعمولا این دما چندین درجه از دمای انتقال شیشه‎ای لاتکس پایین تر است‎، بعبارتی نباید تعجب نمود که ارتبا ط مستقیمی میان این دوپارامتر وجود داشته باشد چراکه فرآیند تشکیل فیلم کاملا وابسته به کیفیت نفوذ زنجیره‎های مجاور موجود درذرات پلیمری۷۱ دریکدیگراست وبرای سرعت بخشیدن به این فرآیند می‎بایست زنجیره‎ها از توان تحرک بالایی برخوردار باشند .
طبیعی است که باگنجاندن منومرهای ۱- هگزن درساختار همو پلیمر وینیل استات ،زنجیره‎های کوپلیمر حاصل ازتوان تحرک۷۲ بیشتری برخوردار بوده که نتیجه آن سهولت در تحرک زنجیره‎های موجوددرذرات پلیمر‎ی وبه تبع آن کاهش دمای انتقال شیشه‎ای و حداقل دمای تشکیل فیلم است‎، مضاف براینکه اکثرفرآیند‎های پوشش دهی دردمای محیط (کارخانه ویا محل کار) ونوعا دردمای بین °C 40- 10 صورت می‎گیرد، برای اطمینان از تکمیل فرآیند تشکیل فیلم دمای انتقال شیشه‎ای لاتکس حاصله می‎بایست درمحدوده‎ی °C15-10 باشد واین درحالیست که لاتکس‎های با دمای انتقال شیشه‎ای بالاتر درفرآیند تشکیل فیلم بامشکل مواجه می‎شوند.
البته حداقل دمای تشکیل فیلم به پارامترهای دیگری نیز نظیر ترکیب و وزن مولکولی پلیمر نیز بستگی دارد.

۴-۱-۵ بررسی هیدرولیز وپیشرفت پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات-? الفین با استفاده ازتکنیک طیف سنجی بازتابی ضعیف شده مادون قرمز(ATR)
طیف های ATR – IR زیر به ترتیب مربوط به منومر های ۱- هگزن و وینیل استات می‎باشد:

شکل ۴ -۱۸ . طیف های ATR – IR مربوط به ۱- هگزن و وینیل استات]۷۳[

همچنین اشکال ۴- ۱۹تا ۴-۲۲ بترتیب بیانگر نتایج حاصل از آنالیز نمونه گیری از مخلوط امولسیونی درزمان‎های ۳ ،۴ ،۵ و۶ ساعت از شروع واکنش بااستفاده از آزمون هویت شناسی ATR – IR و با هدف دنبال نمودن چگونگی مصرف منومرهای موجود درامولسیون وروند هیدرولیز عوامل استاتی وتولید عامل هیدروکسیل می‎باشد.

شکل ۴ -۱۹ . طیف ATR-IR نمونه گرفته شده پس از ۳ ساعت از شروع واکنش

شکل۴ – ۲۰ . طیف ATR-IR نمونه گرفته شده پس از ۴ ساعت از شروع واکنش

شکل ۴ – ۲۱ . طیف ATR-IR نمونه گرفته شده پس از ۵ ساعت از شروع واکنش

شکل ۴ – ۲۲ . طیف ATR-IR نمونه گرفته شده پس از ۶ ساعت از شروع واکنش

بمنظور بررسی روند مصرف منومرها درطول انجام واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نمونه گیری از مخلوط واکنش درزمان‎های مذکور انجام پذیرفت که نتایج حاصله ازآنالیز نمونه‎ها بکمک طیف بینی IR مشاهده شد، شیوه بررسی روند کاهش غلظت منومرهای موجود بدین صورت است که بکمک نرم افزار مرتبط با دستگاه آنالیز ATR روند تغییرات نسبت مساحت داخلی پیک مرتبط با بانددوگانه وینیلین [S1] به سطح داخلی پیک مرتبط با گروه عاملی متیلن [S2] ( این نسبت با فاکتور A بیان خواهد شد) اندازه گیری شده بگونه‎ای که کیفیت تغییرات نسبتA بیانگر نرخ مصرف منومرهای وینیل استات و

دیدگاهتان را بنویسید