بررسی سینتیکی پلیمرشدن رادیکالی آزاد متیل استایرن

مونومرهای استایرنی ساده ترین و در عین حال جزء پرکاربردترین مواد آروماتیک وینیلی می-باشد. مونومر متیل استایرن یکی از مشتقات استایرن می باشد که از قرار گیری گروه متیل روی گروه بنزنی و یا وینیلی به وجود می آید. پلی متیل استایرن علاوه بر خواص مشابه پلی استایرن دارای خواص ویژه از جمله دانسیته پایین تر و دمای انتقال شیشه ای بالاتر نسبت به پلی استایرن می باشد. از جمله کاربردهای ویژه پلی متیل استایرن استفاده در آشکارسازهای پلیمری می باشد. هدف این پروژه بررسی سینتیکی پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیل تولوئن است. وینیل تولوئن شامل % 64 ایزومر متا متیل استایرن و % 36 ایزومر پارا متیل استایرن می باشد. برای انجام پلیمریزاسیون از سامانه ی آمپول استفاده گردید. پلیمریزاسیون توده حرارتی وینیل تولوئن در دو محدوده ی دمایی ? 140-80 و ? 200-140 صورت گرفت و درصد تبدیل نمونه ها توسط روش وزن سنجی و وزن مولکولی نمونه ها توسط دستگاه کروماتوگرافی ژل تراوایی (gpc) به دست آمد. مدل سازی پلیمریزاسیون توده حرارتی وینیل تولوئن توسط نرم افزار matlab و با استفاده از معادلات ممان صورت پذیرفت. معادلات ممان با استفاده واکنش های موجود در پلیمریزاسیون به دست آورده شد. مدل های ارائه شده برای مرحله ی شروع پلیمریزاسیون شامل دو بخش شروع مرتبه سوم نسبت به مونومر و شروع مرتبه دوم نسبت به مونومر می باشد. نتایج درصد تبدیل به دست آمده از مدل سازی توسط هر دو روش شروع با نتایج به دست آمده توسط روش وزن سنجی انطباق قابل قبولی داشته و نشان می دهد که مدل شروع مرتبه ی سوم نسبت به مدل شروع مرتبه دوم انطباق پذیری بهتری دارد. همچنین مدل پلیمریزاسیون ایده آل که شامل حذف اثر ژل و ثابت در نظر گرفتن ثابت های سرعت می باشد انطباق خوبی با نتایج تجربی را نشان نداد. وزن مولکولی در محدوده ی دمایی پلیمر شدن ? 140-80 با افزایش درصد تبدیل افزایش می یابد که نشان دهنده ی وجود اثر ژل در این محدوده ی دمایی می باشد. وزن مولکولی در محدوده ی پلیمر شدن ?200-140 با افزایش درصد تبدیل کاهش می یابد که دلیل این امر را می توان افزایش واکنش های انتقال در سیستم پلیمریزاسیون ذکر کرد. نتایج وزن مولکولی به دست آمده از مدل سازی توسط شروع مرتبه دوم و شروع مرتبه سوم نشان داد که مدل شروع مرتبه سوم نسبت به مونومر دارای انطباق پذیری بهتری با نتایج تجربی می باشد. توزیع وزن مولکولی به دست آمده از نتایج gpc نیز توسط معادلات ممان مدل سازی شده است که انطباق مطلوب بین نتایج تجربی و مدل سازی را نشان داد. این نتایج نشان داد که توزیع وزن مولکولی با افزایش دما پهن می شود که به دلیل افزایش واکنش های انتقال می باشد.