पॉलीमराइजेशन रिएक्टर क्या है? सिद्धांत, प्रकार और अनुप्रयोग

पोलीमराइजेशन रिएक्टर क्या है? सिद्धांत, प्रकार और अनुप्रयोग

मूल प्रश्न का उत्तरःपोलीमराइजेशन रिएक्टर क्या है और यह व्यावसायिक पोलीमर बनाने के लिए श्रृंखला वृद्धि को कैसे नियंत्रित करता है?एक बहुलकरण रिएक्टर एक दबाव या वायुमंडलीय पात्र है जिसमें मोनोमर अणुओं को रासायनिक रूप से मुक्त कणों, कैटियन, एनिओनिक,या चरण-वृद्धि तंत्रऔद्योगिक इकाइयों में तात्विक नियंत्रण का कड़ाई से पालन किया जाता है क्योंकि एक्सोथर्म 50-90 केजे/मोल तक पहुंच जाता है और 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि से आणविक भार 5-10 प्रतिशत तक बदल सकता है।सस्पेंशन और इमल्शन रिएक्टर आमतौर पर प्रति पास 60-85 प्रतिशत रूपांतरण प्राप्त करते हैं, जबकि निरंतर स्लरी लाइनें 1-4 घंटे के निवास समय के साथ 95-99 प्रतिशत को धक्का देती हैं।और लाइव-मोलेक्यूलर-वेट मॉनिटरिंग कच्चे मोनोमर को पोलीमर में परिवर्तित करते हैं जो प्लास्टिक के लिए 10^3-10^6 g/mol तक फैला होता है, रबर और फाइबर।

बहुलकरण रिएक्टरों के मुख्य संचालन सिद्धांत

• ** एक्सोथर्म का थर्मल प्रबंधनः**प्रत्येक बहुलकरण 50-90 kJ/mol जारी करता है; जैकेट ठंडा और रिफ्लक्स कंडेनसर तापमान को प्लस या माइनस 1-2 डिग्री सेल्सियस के भीतर रखने के लिए गर्मी को हटा देते हैं,भगोड़ा और व्यापक आणविक भार वितरण को रोकना.
• **आणविक-वजन नियंत्रणः**चेन-ट्रांसफर एजेंट, इनिशिएटर एकाग्रता और निवास समय संख्या-औसत आणविक भार (Mn) निर्धारित करते हैं; जीवित/नियंत्रित प्रणालियों (ATRP, RAFT) में 1.05-1 के पास पॉलीडिस्परसिटी इंडेक्स (PDI) होता है।20.
• **आवास समय वितरण (आरटीडी):**निरंतर हलचल टैंक (CSTR) और प्लग-फ्लो ट्यूबों को रूपांतरण की भविष्यवाणी करने के लिए टैंक-इन-सीरीज N = 4-10 के साथ मॉडल किया जाता है और मृत क्षेत्रों से बचा जाता है जो फोलिंग का कारण बनते हैं।

बहुलकरण रिएक्टरों के प्रमुख प्रकार

• ** बैच ऑटोक्लेव रिएक्टरः**विशेष और कम मात्रा वाले बहुलकों के लिए कांच या स्टेनलेस स्टील के पोत (0.5-50 m3); नुस्खा लचीलापन और आसानी से ग्रेड परिवर्तन की अनुमति देते हैं।
• **निरंतर घुमावदार टैंक (सीएसटीआर) ट्रेनेंः**उच्च मात्रा वाले पीई/पीपी स्लरी के लिए 2-6 हलचल टैंकों की श्रृंखला; ऑनलाइन एमएफआर (पिघलने की दर) नियंत्रण के साथ स्थिर 95-99 प्रतिशत रूपांतरण प्रदान करें।
• ** ट्यूबलर और लूप रिएक्टरः**एलडीपीई के लिए उच्च दबाव (100-3,000 बार) ट्यूबलर इकाइयां; संकीर्ण आरटीडी और लघु निवास (10-60 सेकंड) उपज नियंत्रित लंबी श्रृंखला शाखा।

बहुलकरण रिएक्टर प्रौद्योगिकियां तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: पॉलिमर के आणविक भार को नियंत्रित करने के पीछे मुख्य वैज्ञानिक सिद्धांत क्या है?

उत्तर: आणविक भार प्रसार और समाप्ति के अनुपात और श्रृंखला हस्तांतरण दरों द्वारा शासित होता है; ऑपरेटर आरंभ करने वाली खुराक, श्रृंखला हस्तांतरण एजेंट स्तर को समायोजित करते हैं,और तापमान संख्या-औसत आणविक भार (Mn) सेट करने और स्पेक्ट्रम के भीतर polydispersity (PDI) रखने के लिए.

प्रश्न: बहुलकरण में 1 डिग्री सेल्सियस तापमान विचलन क्यों मायने रखता है?

उत्तर: 50-90 किलोजे/मोल की बहुलकरण एक्सोथर्म गति को अत्यधिक तापमान-संवेदनशील बनाती है; 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि प्रतिक्रिया दर को 8-15 प्रतिशत बढ़ा सकती है और एमएन को 5-10 प्रतिशत तक स्थानांतरित कर सकती है,वितरण का विस्तार और यांत्रिक गुणों को खराब करना.

प्रश्न: जेल प्रभाव क्या है और इसका प्रबंधन कैसे किया जाता है?

एः ट्रॉम्सडॉर्फ-नोरिश (जेल) प्रभाव विस्कोसिटी बढ़ने और समाप्ति धीमी होने के साथ रूपांतरण को स्वतः तेज करता है; इसे विलायक पतला करने, चरणबद्ध मोनोमर फ़ीड के साथ प्रबंधित किया जाता है,और हॉट स्पॉट से बचने के लिए जैकेट को ठंडा करने में सुधार.

प्रश्न: रिएक्टर के अंदर उत्पाद की गुणवत्ता की जांच कैसे की जाती है?

उत्तरः ऑनलाइन पिघलने-प्रवाह दर (एमएफआर) जांच, इन-लाइन एफटीआईआर और आवधिक जीपीसी नमूनाकरण आणविक भार और रूपांतरण ट्रैक करते हैं; सीएसटीआर ट्रेनें मिनटों के भीतर उत्प्रेरक और तापमान को समायोजित करने के लिए प्रतिक्रिया का उपयोग करती हैं।