Cinética de la polimerización por adición de polidimetilsiloxano

Visión general

Fuente: Kerry M. Dooley y Michael g. Benton, Departamento de ingeniería química, Universidad Estatal de Louisiana, Baton Rouge, LA

Los polímeros son moléculas que consta de muchas unidades de monómero repetición que se adhieren químicamente en cadenas largas. Exhiben una amplia gama de propiedades físicas, que son afectadas por su estructura química, peso molecular y grado de polimerización. La industria del polímero fabrica miles de materias primas utilizadas en una amplia variedad de productos comerciales. 1 , 2

El objetivo de este video es realizar una reacción de polimerización de la adición y luego evaluar el producto resultante para entender cómo la viscosidad se puede utilizar para determinar el peso molecular de polímero. Además, este experimento investigará cómo peso molecular pueden ser relacionados con conversión de monómero.

Procedimiento

El sistema es controlado mediante la ejecución de secuencias de control PS1-PS5 en un sistema de control distribuido industrial estándar que es operado desde una PC. Las secuencias abrir/cerrar/ajustar las válvulas en la correcta secuencian e informan Cuándo y cómo agregar componentes al reactor.

1. configuración del reactor

  1. Abierto el cilindro de2 N conectado al recipiente de reacción.
  2. Ejecute la secuencia de control PS1 para probar el equipo.
  3. Luego, c

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Resultados

El peso molecular se puede determinar por relaciones empíricas, como la relación de Barry de polidimetilsiloxanos con pesos moleculares por encima de ~ 2.500. 5

Equation 2

Esto le da el peso molecular medio de viscosidad. De peso molecular predicciones < 2.500, interpolar ..

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Aplicación y resumen

Ciencia de los polímeros proporciona muchos ejemplos de los principios básicos de la cinética química y diseño de reactores. Expresiones de tipo simple pueden describir bastante complejos procesos químicos, como en este experimento. Diseño de sistema del reactor debe encontrar el tipo de reactor óptimo (lote, tanque agitado, flujo de enchufe o híbrido) Considerando la cinética, los costos de capital y distribución de peso molecular. En particular, el último factor es generalmente el más importante, porque de...

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Referencias
  1. http://www.essentialchemicalindustry.org/polymers/polymers-an-overview.html and http://www.pslc.ws/mactest/maindir.htm (both accessed 8/22/16).
  2. MatWeb, Material Property Data, http://www.matweb.com/ and Plastics General Polymers Brand Name Listing, http://www.plasticsgeneral.com/BRAND-NAMES-LIST1.htm (both accessed 8/25/16).
  3. Fogler, F.S., Elements of Chemical Reaction Engineering, 3rd Ed., Prentice-Hall, 2001, pp. 354-382 (sections 7.1.2-7.1.5).
  4. Odian, G., Principles of Polymerization, 4th Ed., Wiley-VCH, 2004 (ch. 3), or Rodriguez, F., Principles of Polymers Systems, 2nd Ed., McGraw-Hill, 1982 (ch. 4); Fried, J.R., Polymer Science and Technology, Prentice-Hall, 1995 (ch. 2).
  5. Barry, A.J., Viscometric Investigation of Dimethylsiloxane Polymers, J. Appl. Phys., 1946, 17, 1020-1024.
  6. Kuo, A.C.M. Poly(dimethylsiloxane), in Polymer Data Handbook, Oxford University Press, 1999, 411.
  7. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2012 or the Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd Ed., Wiley-Interscience, Hoboken, 2003-04.
  8. http://www.dowcorning.com/content/discover/discoverchem/properties.aspx (accessed 8/25/16)
  9. Shin-Etsu Silicone Fluid Technical Data, Shin-Etsu Silicones of America, Akron, 2005.
  10. Dow Corning, Product Information, Silicon Fluids, http://www.dowcorning.com/applications/Product_Finder/Products.aspx  (accessed 9/23/16).