Batch Emulsion Polymerization of Vinyl Chloride: Application of Experimental Design to Investigate the Effects of Operating Variables on Particle Size and Particle Size Distribution

توضیحات

ABSTRACT

In this article, the influences of operating variables on the particle size (PS) and particle size distribution (PSD) of emulsion poly(vinyl chloride) in batch reactor were investigated using Taguchi experimental design approach. The variables were temperature (T), water to monomer weight ratio (R), concentrations of initiator ([I]) and emulsifier ([E]), and agitation speed (S). Scanning electron microscope was used together with image analysis software to determine the PS and PSD. Statistical analysis of results revealed that the PS of emulsion poly(vinyl chloride) strongly depends on emulsifier and initiator concentrations, respectively, whereas the other factors have no significant effects in the range of levels investigated in this study. Except initiator concentration, all factors have important influence on the PSD (significance sequence: S > R > T > [E]). It is implied from the greater influence of agitation speed relative to temperature on PSD that the shear coagulation predominates the Brownian coagulation in this system. The relative optimum condition for a typical paste application was also determined using overall evaluation criteria.

INTRODUCTION

The particle size (PS) and particle size distribution (PSD) in emulsion polymerization of vinyl chloride are two important characteristics  influencing the processability of the latex, and the final quality of product.1 One of the most conventional forms of emulsion poly(vinyl  chloride) (e-PVC) applications is plastisol (a stable dispersion of e-PVC particles in plasticizer).2 The application properties of plastisol such as rheology and film formation are strongly dependent on the PS and PSD. Small particles in plastisol result in high viscosity media, whereas in paste applications (like in manufacturing of artificial leather), the presence of large particles is essential to prepare low viscosity plastisol, and a wide PSD is desirable.2 In processing of e-PVC, when the plastisol is heated up to 180–200
C, it undergoes two processes, known as gelation and fusion. It is dem onstrated that the gelation rate increases with decreasing the PS due to more interactions between particles and  plasticizer.

چکیده

در اين مقاله تأثير متغيرهاي عاملي بر اندازه ذرات (PS) و توزيع اندازه ذرات (PSD) امولسيون پلي (وينيل کلريد) در راکتور دسته اي با استفاده از روش طراحي آزمايشگاهي Taguchi مورد بررسي قرار گرفت. متغیرها عبارت بودند از دما (T)، نسبت آب به نسبت وزن مونومر (R)، غلظت آغازگر (I) و امولسیفایر (E) و سرعت تبخیر (S). میکروسکوپ الکترونی اسکن با نرم افزار تحلیل تصویر برای تعیین PS و PSD استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری نتایج نشان داد که PS پلی امولسیون (وینیل کلراید) به شدت به غلظت امولسیفایر و آغازگر بستگی دارد، در حالی که عوامل دیگر در محدوده سطوح بررسی شده در این مطالعه تاثیر معنی داری ندارند. به جز غلظت آغازگر، تمام عوامل تاثير مهمي بر PSD دارند (دنباله اهميت: S> R> T> [E]). از تاثیر بیشتر سرعت آستانه نسبت به درجه حرارت در PSD نشان داده شده است که انعقاد برشی بر انعقاد براون در این سیستم غالب است. شرایط مطلوب نسبی برای یک برنامه ریز معمول نیز با استفاده از معیارهای ارزیابی کلی تعیین شد.

مقدمه

در اين مقاله تأثير متغيرهاي عاملي بر اندازه ذرات (PS) و توزيع اندازه ذرات (PSD) امولسيون پلي (وينيل کلريد) در راکتور دسته اي با استفاده از روش طراحي آزمايشگاهي Taguchi مورد بررسي قرار گرفت. متغیرها عبارت بودند از دما (T)، نسبت آب به نسبت وزن مونومر (R)، غلظت آغازگر (I) و امولسیفایر (E) و سرعت تبخیر (S). میکروسکوپ الکترونی اسکن با نرم افزار تحلیل تصویر برای تعیین PS و PSD استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری نتایج نشان داد که PS پلی امولسیون (وینیل کلراید) به شدت به غلظت امولسیفایر و آغازگر بستگی دارد، در حالی که عوامل دیگر در محدوده سطوح بررسی شده در این مطالعه تاثیر معنی داری ندارند. به جز غلظت آغازگر، تمام عوامل تاثير مهمي بر PSD دارند (دنباله اهميت: S> R> T> [E]). از تاثیر بیشتر سرعت آستانه نسبت به درجه حرارت در PSD نشان داده شده است که انعقاد برشی بر انعقاد براون در این سیستم غالب است. شرایط مطلوب نسبی برای یک برنامه ریز معمول نیز با استفاده از معیارهای ارزیابی کلی تعیین شد.

Year: 2008

Publisher : SCIENCE

By :  Mahdi Pourmehr, Amir H. Navarchian

File Information: English Language/ 5 Page / size: 472 KB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : 1387

ناشر : SCIENCE

کاری از : مهدی پورمهر، امیر هاروارد نووارچیان

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 5 صفحه / حجم : KB 472

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود