عامل‌های مؤثر بر سینتیک واکنش و اندازه ذره در پلیمرشدن تعلیقی استیرن در مجاورت گرافیت

فرضیه: پلیمرشدن تعلیقی استیرن در مجاورت ذرات گرافیت انجام شد. برای درک بهتر فرایند و تنظیم عامل‌های آن، سینتیک گرمایی واکنش پلیمرشدن بررسی شد. اثر عامل‌های مختلف فرایند بر توزیع اندازه دانه ‏ها ارزیابی و مقدار رسانندگی گرمایی اسفنج‌های حاصل مطالعه شد. روش‌ها: شناسایی محصول و سینتیک گرمایی واکنش پلیمرشدن با آزمون‌های گرماسنجی تفاضلی پویشی (DSC)، گرماوزن‌سنجی (TGA) و اندازه‌گیری توزیع اندازه ذره و رسانندگی گرمایی ارزیابی شد. اثر علظت گرافیت و آغازگر بر سینتیک واکنش بررسی شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد، با وجود ذرات گرافیت سرعت واکنش پلیمرشدن رادیکال آزاد به‌شدت کم شده و این موضوع موجب ناپایداری سامانه تعلیق و مانع از تولید محصول مناسب می‌شود. با تنظیم متغیر‌های فرایند مانند افزایش مقدار پایدارکننده‌ها (1 تا %2) و آغازگر (تا %0.6 وزنی)، دفعات و زمان تزریق آن‌ها، پلیمرشدن ‌استیرن در مجاورت گرافیت انجام شد. دانه‏‌ها کاملاً کروی و بسیار ریز (کمتر از 420µm) کمتر از %5 نسبت به محصول بودند. دانه‏‌های انبساط‌یافته طی فرایند پیش‌انبساط ساختار سلولی یکنواختی داشتند. مقدار پنتان باقی‌مانده درون دانه‏‌های پیش‌انبساط‌یافته به اندازه کافی (حدود %7 وزنی) بود تا در مرحله انبساط نهایی، قالب‌های اسفنج دارای جوش‌خوردگی مناسبی باشند. اسفنج‌های نهایی دارای 0، 1 و %1.5 گرافیت بودند. مقدار رسانندگی گرمایی اسفنج‌های دارای گرافیت با افزایش مقدار گرافیت کاهش یافت. در نتیجه، اسفنج‌های دارای گرافیت در مقایسه با پلی‌استیرن انبساط‌یافته معمولی، عایق‌های گرمایی بهتری بودند. بنابراین برای کار ویژه گرمایی، به مقدار کمتری از پلی‌استیرن انبساط‌یافته دارای گرافیت نسبت به پلی‌استیرن معمولی نیاز است، در نتیجه هزینه کل عایق کاهش می‌یابد.