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
استاد (اساتید) راهنما:
دکتر فرشاد فرشچی تبریزی
دکتر حسین آتشی کاشی
استاد مشاور:
دکتر حسین عابدینی
این پایان نامه از حمایت مالی معاونت پژوهشی دانشگاه سیستان و بلوچستان و ستاد ویژه توسعه فناوری نانو بهره مند شده است
تیر 1389
چکیده
بخش عمده ای از خواص نهایی محصول در پلیمریزاسیون امولسیونی توسط توزیع اندازه ذرّات تعیین میگردد. در این پروژه، یک مدل دقیق بر مبنای معادلات موازنه جمعیتی ( مدل صفر- یک) که دربرگیرندۀ پدیدههای هسته زایی و رشد ذرّه میباشد برای پیشبینی 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 شبیهسازی بررسی گردیده است. بر اساس نتایج حاصله، با کاهش مقدار ماده فعال سطحی، اندازه ذرّات افزایش مییابد. در کلیّه موارد فوق، نتایج شبیهسازی و تجربی تطابق مطلوبی دارند. در این پروژه، روابط مناسبی برای محاسبۀ تجربی CMC با استفاده از دادههای آزمایشگاهی بهصورت 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 پلیبوتادین بهترتیب بهعنوان بافر و شروعکننده استفاده میشود با روش حداقل مربعات به صورت z=A(x)m(y)n بهدست آمد که در تمام موارد فوق ضرایب بهگونهای بهدست آورده شد که با دادههای آزمایشگاهی بهترین تطابق را داشته باشد.
همچنین، هدایت اولیه الکتریکی سیستم بر حسب غلظت یونها، در حضور الکترولیتهای موجود در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین در دو دمای 25 و 60 درجۀ سانتیگراد با چهار روش بهدست آمده است. ابتدا با روش تجربی و با استفاده از دادههای آزمایشگاهی فرمولی بهصورت y=A(x) برای هدایت الکترولیتهای فوق در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد بهدست آمده است. سپس دو روش ارائه شده در مقالات بررسی شده است، و در نهایت روشی ابداعی برای محاسبه هدایت الکتریکی محلولهای فوق ذکر گردیده و درصد خطای هرکدام از روشها 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 دادههای آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.