مقاله درمورد زمان واکنش

نوامبر 30, 2018 0 By admin4
پایان نامه  

3-2-1- مشخصا ت راکتور 58
3-2-2- روش تهيه 59
3-3- آزمايش هاي طراحي شده 62
3-3-1- روش هاي آماري براي تعيين دستور خوراک بهينه 62
3-3-2- بررسي اثر عوامل مختلف بر روي خواص مولکولي و ماکروسکوپي 63
3-4- آزمون ها و دستگاه هاي مورد استفاده براي شناسايي لاستيک نيتريل 63
3-4-1- اندازه گيري درصد جامد لاتکس و درصد تبديل 63
3-4-2- روش لخته سازي 64
3-4-3- اندازه گيري ژل 65
3-4-4- آزمون ويسکوزيته موني 65
3-4-5- آزمون رئومتر 66
3-4-6- آزمون کشش 66
3-4-7- آزمون مانايي فشاري 67
3-4-8- آزمون جهندگي 67
3-4-9- آزمون سختي 67
3-4-10- آزمون طيف‌سنجي رزونانس مغناطيس هسته ( NMR ) 67
3-4-11- آزمون تفرق نور پويا ( DLS ) 68
3-4-12- آزمون گرماسنجي روبشي ديفرانسيلي( DSC ) 68
3-4-13- آزمون آناليز عنصري ( CHNO ) 68
فصل چهارم : نتايج و بحث 69
4-1- مقدمه‌اي بر طراحي آزمايش (DOE) 69
4-2- طراحي آزمايش غربالي پلاکت – بورمن 72
4-2-1- نتايج مربوط به تعيين درصد تبديل: 76
4-2-2- آناليز داده ها 76
4-3- طراحي آزمايش تمام عاملي 82
4-3-1- نتايج مربوط به تعيين درصد تبديل 84
4-3-2- آناليز داده ها 85
4-4- تعيين دستور خوراک بهينه 92
4-4-1- نتايج مربوط به آزمون تفرق نور پويا 93
4-4-2- نتايج مربوط به آزمون گرماسنجي روبشي تفاضلي 95
4-4-3- بررسي ريزساختار کوپليمر با استفاده از NMR 96
4-4-4- اندازه گيري ژل 103
4-5- بررسي تغييرات ريز ساختار کوپليمر در حين پليمريزاسيون 104
4-5-1- آزمون آناليز عنصري 104
4-5-2- آزمون NMR 111
4-6- تغيير عوامل به صورت مجزا بر روي دستور خوراک بهينه 118
4-6-1- بررسي اثر امولسيفاير صابون روزيني بر روي سينتيک پليمريزاسيون 118
4-6-2- بررسي اثر دما بر روي ميزان ژل 122
4-6-3- بررسي اثر عامل انتقال به زنجير بر روي جرم مولکولي 123
4-7- خواص فيزيکي و مکانيکي 124
4-7-1- تعيين خواص مکانيکي آميزه تهيه شده از محصول بهينه (NBR-FF 6) 124
4-7-2- بررسي اثر جرم مولکولي و دماي تهيه کوپليمر بر روي خواص کششي 127
فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات 129
مراجع 132
فهرست شکل ها
شکل ‏1-1- توزيع مصرف لاستيک نيتريل در سال 2010 . 5
شکل ‏1-2- ساختار زنجير لاستيک نيتريل 6
شکل ‏2-1- شماتيک فرآيند هسته گذاري 16
شکل ‏2-2- مراحل سه‌گانه پليمريزاسيون امولسيوني 17
شکل ‏2-3- نمايش شماتيک وضعيت‌هاي 1 تا 3 مربوط به سينتيک اسميت – اوارت 19
شکل ‏2-4- ارتباط مراحل پليمريزاسيون امولسيوني با منحني درصد تبديل 21
شکل ‏2-5- شماتيک نمايش سرنوشت‌هاي احتمالي براي راديکال‌هاي آزاد فاز آبي، در اينجا نشان دهنده هر نوع راديکالي مي‌باشد (مثلاً ، ، ، ) کلمات نشان داده شده با حروف بزرگ لاتين نمايانگر فرآيندهاي فيزيکي مي‌باشند. 23
شکل ‏2-6- شماتيک (الف) : پايداري فضايي و (ب) : تخليه اي 25
شکل ‏2-7- نمايش برهمکنش ميان ترکيبات مختلف سيستم شروع هيدروپروکسايد – آهن – عامل کاهنده 30
شکل ‏2-8- (الف): ساختار EDTA و (ب): کي‌ليت EDTA- فلز 32
شکل ‏2-9- سديم دودسيل سولفات (SDS) 36
شکل ‏2-10- انواع ترکيبات زير مجموعه اسيد abietic 37
شکل ‏2-11- فرآيند Disproportionation 38
شکل ‏2-12- ترکيب کوپليمر آکريلونيتريل- بوتادين بر حسب ترکيب هر يک از اجزا در مخلوط واکنش در ابتداي پليمريزاسيون، در دو دماي ?C 5 و ?C 50 . 44
شکل ‏2-13- تغييرات ترکيب لحظه‌اي کوپليمر آکريلونيتريل- بوتادين بر حسب درصد تبديل در دماي ?C 5 براي مخلوط هاي واکنش با ترکيب درصدهاي اوليه مختلف با در نظر گرفتن 28/0 =r1 و 02/0=r2 . 46
شکل ‏2-14- تغييرات ترکيب متوسط (انتگرالي) کوپليمر آکريلونيتريل- بوتادين بر حسب درصد تبديل در دماي ?C 5 براي مخلوطهاي واکنش با ترکيب درصدهاي اوليه مختلف با در نظر گرفتن 28/0 =r1 و 02/0= r. 46
شکل ‏2-15- روند افزايش آکريلونيتريل در کوپليمريزاسيون امولسيوني لاستيک نيتريل در ?C 5 . نمونه هاي B33 و B40 به ترتيب داراي 33 و 40 % آکريلونيتريل مي باشند 49
شکل ‏2-16- منحني ارتباط مقدار آکريلونيتريل از روش Kjeldhal‌و FTIR . 52
شکل ‏2-17- منحني DSC لاستيک نيتريل حاوي 33 % آکريلونيتريل (a): در درصد تبديل هاي مختلف فاقد CCD مناسب(b): آزمايش اصلاح شده با CCD مناسب 53
شکل ‏2-18- بيشترين احتمال موقعيت هاي تشکيل شاخه در ساختار زنجير لاستيک نيتريل 54
شکل ‏3-1-شماي کلي سيستم استفاده شده براي پليمريزاسيون امولسيوني 61
شکل ‏4-1- تغييرات درصد تبديل در طول واکنش براي آزمايش هاي غربالي پلاکت-بورمن 76
شکل ‏4-2- نمودار Pareto حاصل از آناليز آماري درصد تبديل ها پس از گذشت 8 ساعت از زمان واکنش 77
شکل ‏4-3- نمودار متوسط ها براي درصد تبديل ها پس از گذشت 8 ساعت از زمان واکنش 78
شکل ‏4-4- مقادير درصد تبديل پيش بيني شده به کمک مدل خطي حاصله بر حسب مقادير تجربي 80
شکل ‏4-5- سطوح حاصله از پيش بيني درصد تبديل 8 ساعت به ازاي مقادير مختلفي از KOH و ديگر متغييرهاي ورودي 81
شکل ‏4-6- سطوح حاصله از پيش بيني درصد تبديل 8 ساعت به ازاي مقادير مختلفي از متغييرهاي ورودي در سطح پايين KOH 81
شکل ‏4-7- تغييرات درصد تبديل با زمان در آزمايش هاي تمام عاملي 85
شکل ‏4-8- نمودار Pareto حاصل از آناليز آماري درصد تبديل ها پس از گذشت 2 ساعت از زمان واکنش 86
شکل ‏4-9- نمودار Pareto حاصل از آناليز آماري درصد تبديل ها پس از گذشت 4 ساعت از زمان واکنش 86
شکل ‏4-10- نمودار Pareto حاصل از آناليز آماري درصد تبديل ها پس از گذشت 6 ساعت از زمان واکنش 87
شکل ‏4-11- نمودار Pareto حاصل از آناليز آماري درصد تبديل ها پس از گذشت 8 ساعت از زمان واکنش 87
شکل ‏4-12- نمودار متوسط ها براي درصد تبديل هاي 6،4،2 و 8 ساعت 88
شکل ‏4-13- نمودار برهمکنش ها براي درصد تبديل ها پس از گذشت 8 ساعت از زمان واکنش 89
شکل ‏4-14- مقادير درصد تبديل پيش بيني شده به کمک مدل حاصله از مقادير تجربي 90
شکل ‏4-15- سطوح حاصله از پيش بيني درصد تبديل 8 ساعت به ازاي مقادير مختلفي از متغييرهاي ورودي 91
شکل ‏4-16- توزيع اندازه ذرات شدتي براي نمونه بهينه NBR-FF6 94
شکل ‏4-17- تکراپذيري توزيع اندازه ذرات شدتي براي نمونه بهينه NBR-FF6 94
شکل ‏4-18- گرمانگاشت نمونه NBR-FF 6 پس از گذشت 8 ساعت از زمان واکنش 96
شکل ‏4-19- بررسي سه تايي هاي مونومري نمونه بهينه NBR-FF6 با استفاده از طيف C-NMR مربوط به ناحيه وينيلي – B مربوط به واحد بوتادين و A مربوط به واحد آکريلونيتري. 97
شکل ‏4-20- طيف C-NMR براي نمونه بهينه NBR-FF6 98
شکل ‏4-21- طيف H-NMR براي نمونه بهينه NBR-FF6 99
شکل ‏4-22 – جايگاه سه تايي هاي مونومري کوپليمر آکريلونيتريل-بوتادين در H-NMR. 100
شکل ‏4-23- توالي سه تايي هاي کوپليمر نمونه بهينه NBR-FF6 101
شکل ‏4-24- جايگاه پروتون هاي (a) : وينيلي ( b و c) : آليفاتيک 102
شکل ‏4-25- جايگاه پروتون هاي آليفاتيک و وينيلي در کوپليمر لاستيک نيتريل 102
شکل ‏4-26- تغييرات “درصد نيتروژن (N) ” و “نسبت کربن به نيتروژن (C/N) ” در برابر درصد آکريلونيتريل در کوپليمر 105
شکل ‏4-27- تغييرات ترکيب متوسط کوپليمر بر حسب درصد تبديل براي نمونه NBR-OR (بر اساس درصد نيتروژن) 106
شکل ‏4-28- منحني ترکيب کوپليمر لاستيک نيتريل در °C 5 107
شکل ‏4-29- مقايسه تغييرات ترکيب متوسط کوپليمر بر حسب درصد تبديل براي نمونه هاي NBR-OR و NBR-HS (بر اساس درصد نيتروژن) 111
شکل ‏4-30-طيف H-NMR نمونه NBR-OR پس از 2 ساعت 112
شکل ‏4-31- طيف H-NMR نمونه NBR-OR پس از 4 ساعت 113
شکل ‏4-32- طيف H-NMR نمونه NBR-OR پس از 6 ساعت 114
شکل ‏4-33- طيف H-NMR نمونه NBR-OR پس از 8 ساعت 115
شکل ‏4-34- تغييرات توالي سه تايي هاي مونومري با درصد تبديل براي نمونه NBR-OR 117
شکل ‏4-35- مقايسه منحني درصد تبديل آزمايش NBR-EM 1 با NBR-EM 2 119
شکل ‏4-36- منحني ويسکوزيته موني نمونه هاي NBR-EM 1 و NBR-EM 2 119
شکل ‏4-37- منحني توزيع اندازه ذرات آزمايش هاي (الف) : NBR-EM 1 و (ب) : NBR-EM 2 121
شکل ‏4-38- منحني تغييرات درصد تبديل با زمان براي آزمايش هاي NBR-OR ، NBR-TE1 و NBR-TE2 122
شکل ‏4-39- منحني تغييرات درصد تبديل با زمان براي آزمايش هاي NBR-CA 1 و NBR-CA 2 123
شکل ‏4-40- منحني ويسکوزيته موني نمونه هاي NBR-CA 1 و NBR-CA 2 124
شکل ‏4-41- منحني پخت نمونه NBR-FF 6 در دماي °C170 (توسط رئومتر (ODR 125
شکل ‏4-42- منحني تنش-کرنش براي نمونه بهينه NBR-FF6 127
فهرست جداول
جدول ‏1-1- اثر مقدار آکريلونيتريل بر روي خواص شيميايي و فيزيکي لاستيک نيتريل 8
جدول ‏2-1- ضرايب تفکيک پذيري مونومرهاي آکريلونيتريل و بوتادين در پليمريزاسيون امولسيوني در °C 10 28
جدول ‏2-2- توزيع هيدروپروکسايد ميان فازهاي آبي و روغني 34
جدول ‏2-3- نسبتهاي فعاليت براي مونومرهاي بوتادين (1) و آکريلونيتريل (2) 43
جدول ‏2-4 – مقادير ترکيب درصد آزئوتروپ براي کوپليمريزاسيون مونومرهاي بوتادين و آکريلونيتريل 43
جدول ‏2-5- اثر نسبت مونومرها بر روي زمان واکنش 45
جدول ‏3-1- مشخصات مواد مورد استفاده 57
جدول ‏3-2- دستور خوراک نمونه براي تهيه لاستيک نيتريل در °C5 60
جدول ‏4-1- محدوده سطوح براي تغيير عوامل 9 گانه مورد بررسي 73
جدول ‏4-2- طراحي آزمايش انجام شده براي ارزيابي عوامل اصلي موثر در واکنش 74
جدول ‏4-3- نتايج مربوط به pH و تعيين درصد تبديل ها در زمان هاي مختلف براي آزمايش هاي غربالي پلاکت-بورمن 75
جدول ‏4-4- ثوابت مدل خطي براي پاسخ “درصد تبديل پس از 8 ساعت” 79
جدول ‏4-5- محدوده سطوح براي تغيير عوامل 4 گانه مورد بررسي 83
جدول ‏4-6- مقادير مورد استفاده براي پارامترهاي فرآيندي مورد استفاده در طراحي آزمايش به روش تمام عاملي 83
جدول ‏4-7- طراحي آزمايش انجام شده براي ارزيابي عوامل اصلي موثر در واکنش 84
جدول ‏4-8- ثوابت مدل براي پاسخ “درصد تبديل پس از 8 ساعت” 90
جدول ‏4-9- نتايج حاصل از اندازه گيري ويسکوزيته موني محصولات 92
جدول ‏4-10- نتايج مربوط به آزمون تفرق نور پويا براي نمونه بهينه NBR-FF6 93
جدول ‏4-11- نتايج دماي انتقال شيشه لاستيک هاي نيتريل 95
جدول ‏4-12- ميزان ژل نمونه بهينه در درصد تبديل 73 % 103
جدول ‏4-13- درصد عناصر کوپليمر لاستيک نيتريل براي نمونه NBR-OR 104
جدول ‏4-14- تغييرات درصد آکريلونيتريل در ساختار کوپليمر بر حسب درصد تبديل براي نمونه NBR-OR 105
جدول ‏4-15- دستور خوراک آزمايش NBR-HS با درصد جامد 26 % 109
جدول ‏4-16- درصد عناصر کوپليمر لاستيک نيتريل براي نمونه NBR-HS 110
جدول ‏4-17- تغييرات درصد آکريلونيتريل در ساختار کوپليمر بر حسب درصد تبديل براي نمونه NBR-HS 110
جدول ‏4-18- نحوه تغيير ساختار 2،1 وينيل با درصد تبديل براي نمونه NBR-OR 116
جدول ‏4-19- سطح زير پيک توالي هاي مونومري براي آزمايش NBR-OR در درصد