Dissertations / Theses on the topic 'Emulsion polymerization'
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Tsavalas, John George. "A molecular level investigation of hybrid miniemulsion polymerization." Diss., Georgia Institute of Technology, 2001. http://hdl.handle.net/1853/11153.
Full textSong, Zhiqiang. "Kinetics of emulsion polymerization." Diss., Georgia Institute of Technology, 1988. http://hdl.handle.net/1853/10148.
Full textBrunier, Barthélémy. "Modeling of Pickering Emulsion Polymerization." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10320/document.
Full textThe aim of the present project is to develop a methodology for fundamental modeling of surfactant-free emulsion polymerization processes stabilized by inorganic particles, referred to as “Pickering emulsion polymerization”. Modeling emulsion polymerization systems requires modeling the particle size distribution (PSD), which is an important end-use property of the latex. This PSD includes submodels dedicated to particle nucleation, mass transfer between the different phases (monomer, radicals, stabilizer), and particle coagulation. These models should preferably be individually identified and validated experimentally. The first main part of the work is dedicated to the experimental study. This part can be divided in three parts. The first part describes the adsorption of inorganic particles on polymer without reaction. Multilayer adsorption was observed and B.E.T. isotherm was able to describe this adsorption. The adsorption was found to be enhanced at higher ionic strength. The adsorption dynamics were found fast and therefore clay partitioning can be considered at equilibrium during polymerization. The second part concerned the investigation of different reaction parameters on the particles number and reaction rate in ab initio polymerizations. The effect of mixing, initial monomer concentration and initiator concentration were considered. Optimization of these conditions was useful for the modeling part. The last part described the differences between several LaponiteR_ grades through the ab initio emulsion polymerization of styrene. The second main part of the manuscript focused on the modeling of the Pickering emulsion polymerization. The population balance model and average number of radicals balance were adapted regarding the effect of inxi organic particles. The growth of the polymer particles was optimized by fitting the models of radicals’ entry and desorption described available in literature to the experimental data. No modification was needed, which allowed us to conclude that the clay had no influence on radical exchange. However, LaponiteR_ stabilization played an important role in polymer particles production. Coagulative nucleation model was able to describe the nucleation rate and predict the total number of particles
Mead, Richard Norman. "Emulsion copolymerization in continuous reactors." Diss., Georgia Institute of Technology, 1987. http://hdl.handle.net/1853/11030.
Full textBilluart, Guilhem. "Free radical emulsion polymerization of ethylene." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10033.
Full textIn this work, the free radical emulsion polymerization of ethylene under mild conditions (P < 250 bar and T < 90 °C) was investigated. Ethylene homopolymerization was first studied. Stable polyethylene latexes of significantly high solids content (30 %) were produced. This was achieved by the use of two different initiating and stabilizing systems (cationic and anionic). These latexes could be applied as hydrophobic coatings (e.g. on paper). Investigation of the thermal properties of the latexes evidenced crystallization phenomena at low temperatures, owing to PE confinement in the nanoparticles, which strongly impacted their final morphologies. Free radical emulsion copolymerization of ethylene was then studied. The investigated comonomers were styrene, butyl acrylate, methyl methacrylate and vinyl acetate. They differ in their reactivity ratios to ethylene and their water solubility. The composition of the obtained copolymers had a strong influence on their thermal properties (Tg, Tm). Stable latexes containing copolymers of various compositions were thus synthesized. This work on homo- and copolymerization evidenced the complexity of the polymerization media involving a gaseous supercritical monomer such as ethylene
De, Bruyn Hank. "The Emulsion Polymerization of Vinyl Acetate." Thesis, The University of Sydney, 1999. http://hdl.handle.net/2123/381.
Full textDe, Bruyn Hank. "The Emulsion Polymerization of Vinyl Acetate." University of Sydney, Chemistry, 1999. http://hdl.handle.net/2123/381.
Full textBarnette, Darrell Thomas. "Continuous miniemulsion polymerization." Diss., Georgia Institute of Technology, 1987. http://hdl.handle.net/1853/12518.
Full textKashirsagar, Ravindra S. "Study of entry mechanism in emulsion polymerization." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1993. http://hdl.handle.net/1853/11747.
Full textLeswin, Joost Sieger Kaspar. "Particle Formation in RAFT-mediated Emulsion Polymerization." Thesis, The University of Sydney, 2007. http://hdl.handle.net/2123/2176.
Full textLeswin, Joost Sieger Kaspar. "Particle Formation in RAFT-mediated Emulsion Polymerization." University of Sydney, 2007. http://hdl.handle.net/2123/2176.
Full textParticle formation in RAFT-mediated emulsion polymerization has been studied using reaction calorimetry. By measuring the heat flow during controlled feed ab-initio emulsion polymerization in the presence of amphipathic RAFT agents, particle formation by self-assembly of these species could be observed. Two different monomer systems, i.e. styrene and n-butyl acrylate, and various degrees of hydrophobicity of the initial macro-RAFT agents have been studied and compared. The different macro-RAFT agents were synthesized by first forming a hydrophilic block of poly(acrylic acid) that would later on act as the electrosteric stabilizing group for the particles. Subsequently, different lengths of hydrophobic blocks were grown at the reactive end of the poly(acrylic acid) hydrophilic block via the RAFT-mediated controlled radical polymerization, either comprised of n-butyl acrylate or styrene. Two processes govern particle formation: adsorption of macro-RAFT agents onto growing particles and formation of new particles by initiation of micellar aggregates or by homogeneous nucleation. Competition between these processes could be observed when monomers with a relatively high (n-butyl acrylate) or low (styrene) propagation rate coefficient were used. A model describing particle formation has been developed and the results of model calculations are compared with experimental observations. Preliminary modeling results based on a set of reasonable physico-chemical parameters already showed good agreement with the experimental results. Most parameters used have been verified experimentally. The development of the molecular weight distribution of the macro-RAFT agents has been analyzed by different techniques. Quantification of the particle formation process by analytical techniques was difficult, but qualitative insights into the fundamental steps governing the nucleation process have been obtained. The amount of macro-RAFT agents initially involved in particle formation could be determined from the increase of molecular weight. The particle size distribution has been measured by capillary hydrodynamic fractionation, transmission electron microscopy and dynamic light scattering. From the data obtained from these particle-sizing techniques, the number of particles during the reaction could be monitored, leading to an accurate estimate for the particle formation time. Upon implementation of the experimental data obtained for the surface active macro-RAFT systems, the model demonstrated to be very sensitive towards the “headgroup” area of the macro-RAFT species. Three nucleation cases based on the initial surface activity of the macro-RAFT species in the aqueous phase are proposed to explain the deviations from the assumptions of the nucleation model. Even though the macro-RAFT species have a narrow molecular weight distribution, they are nevertheless made up of a distribution of block lengths of polystyrene upon a distribution of block lengths of poly(acrylic acid). The resulting differences in initial surface activity are the most probable reason for the observed differences between model calculations and experimental results for the nucleation time and particle size distribution of the final latex product. With the procedure described above, latexes have been synthesized without using conventional surfactants and the mechanisms involved in the particle formation for these systems have been elucidated. The results of this work enable production of latex systems with well defined molecular mass distributions and narrow particle size distributions. Furthermore, the technique based on the application of amphipathic RAFT agents is promising for the production of complex polymeric materials in emulsion polymerization on a technical scale.
Fontenot, Kevin. "Nucleation and growth in mini/macro emulsion polymerization systems." Diss., Georgia Institute of Technology, 1991. http://hdl.handle.net/1853/10922.
Full textQi, Genggeng. "Unconventional radical miniemulsion polymerization." Diss., Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2008. http://hdl.handle.net/1853/26547.
Full textCommittee Chair: Jones, Christopher W.; Committee Chair: Schork, F. Joseph; Committee Member: Koros, William J.; Committee Member: Lyon, Andrew; Committee Member: Nenes, Athanasios. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
Vale, Hugo. "Population Balance Modeling of Emulsion Polymerization Reactors : applications to Vinyl Chloride Polymerization." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10034.
Full textCette thèse est une contribution au développement de modèles mécanistiques de la polymérisation en émulsion et, plus particulièrement, une contribution à la modélisation de la formation des particules et de leur distribution de taille (DTP) lors de la polymérisation en émulsion du chlorure de vinyle. La première partie de l'étude est consacrée à l'obtention de données expérimentales. Des polymérisations ab initio ont été réalisées afin d'obtenir des données fiables sur l'effet de la concentration de tensioactif, concentration d'initiateur, vitesse d'agitation et rapport monomère/eau sur le nombre de particules formées et sur la cinétique de polymérisation. Des polymérisations ensemencées ont également été réalisées afin de déterminer l'influence de la quantité de semence et de la concentration de tensioactif sur la formation de particules par nucléation secondaire. Enfin, les isothermes d'adsorption du SDS et du SDBS sur des particules de latex de poly (chlorure de vinyle) ont été déterminées. La deuxième partie de l'étude concerne le développement et la validation du modèle de polymérisation. Celui-ci à la particularité d'utiliser les bilans de population propres aux systèmes ‘zéro-un-deux' pour déterminer la distribution jointe du nombre de radicaux et de la taille des particules. Dans l'ensemble, les résultats obtenus montrent que le modèle proposé est capable de décrire les principaux comportements retrouvés lors des polymérisations avec des valeurs physiquement plausibles des paramètres inconnus ou ajustables. Pour ce qui concerne la formation des particules, il s'avère que la prise en compte de la possibilité de nucléation (homogène ou micellaire) par les radicaux désorbés aide à expliquer les valeurs élevées du nombre de particules ainsi que l'effet négligeable de la concentration d'initiateur sur le nombre de particules. En autre, il est démontré que le phénomène d'agrégation des particules doit être pris en considération afin d'obtenir des DTPs cohérentes. Dans la troisième et dernière partie, deux nouvelles méthodes numériques pour la résolution de bilans de population d'intérêt pour la modélisation des systèmes de polymérisation en émulsion sont proposées et analysées
Shoaf, Glenn Lewis. "Emulsion copolymerization with carboxylic acids." Diss., Georgia Institute of Technology, 1989. http://hdl.handle.net/1853/10255.
Full textRacz, Robert. "Use of phase transfer catalysts in emulsion polymerization." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1996. http://hdl.handle.net/1853/11128.
Full textMendez, Ecoscia Ana Carolina. "Experimental Study of Emulsion Polymerization of Vinylidene Fluoride." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1203.
Full textThe heterogeneous nature of the conventional emulsion polymerization can render the process quite complex. In the case of the emulsion polymerisation of vinylidene fluoride (VDF), the situation is more complicated than for the majority of industrial processes because the monomer is typically either a gas or a supercritical fluid under the polymerization conditions of interest. Given the relatively high pressure required for this process (30bar
Thickett, Stuart Craig Vincent. "The Kinetics of Electrosterically Stabilized Emulsion Polymerization Systems." Thesis, The University of Sydney, 2008. http://hdl.handle.net/2123/2380.
Full textSamer, Charles J. "Dynamic modeling of continuous miniemulsion polymerization reactors." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1995. http://hdl.handle.net/1853/10228.
Full textShoaf, Glenn Lewis. "Feasibility study for continuous emulsion copolymerization of ethyl acrylate and methacrylic acid." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1986. http://hdl.handle.net/1853/10254.
Full textO'Donnell, Jennifer M. "Reversible addition-fragmentation chain transfer in microemulsion polymerizations." Access to citation, abstract and download form provided by ProQuest Information and Learning Company; downloadable PDF file, 218 p, 2007. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1354135141&sid=45&Fmt=2&clientId=8331&RQT=309&VName=PQD.
Full textGilmore, Cheryl Matthews. "Particle nucleation and growth in a polymerically stabilized emulsion polymerization system." Diss., Georgia Institute of Technology, 1991. http://hdl.handle.net/1853/11707.
Full textLange, David M. "Emulsion copolymerization with functional monomers in continuous reactors." Diss., Georgia Institute of Technology, 1991. http://hdl.handle.net/1853/11867.
Full textGhielmi, Alessandro. "Molecular weight distribution and gel formation in emulsion polymerization /." [S.l.] : [s.n.], 1999. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=13436.
Full textReimers, Jay Lewis. "Stability and nucleation in mini/macro-emulsion polymerization systems." Diss., Georgia Institute of Technology, 1995. http://hdl.handle.net/1853/10209.
Full textPerri, Mark. "Adaptive dynamic optimization of the semibatch emulsion polymerization process." Diss., Georgia Institute of Technology, 1988. http://hdl.handle.net/1853/10984.
Full textDorsey, Jonathan Scott. "An evaluation of polyesters as surfactants for emulsion polymerization." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1994. http://hdl.handle.net/1853/12489.
Full textHaghanifar, M. H., M. Pishvaei, S. Pourmahdian, and A. S. Pakdel. "Synthesis of Nano-Structured Polyaniline by Direct Emulsion Polymerization." Thesis, Sumy State University, 2013. http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/35633.
Full textEaton, Mark Taylor. "Non-linear state estimation and control of emulsion polymerization /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 1995. http://hdl.handle.net/1773/9901.
Full textShastry, Vineet. "Identification Of The Nucleation Locus In Emulsion Polymerization Processes." [Tampa, Fla.] : University of South Florida, 2004. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/SFE0000221.
Full textAbdollahi, Banouei Zohreh. "Inverse emulsion polymerization of acrylamide: synthesis, mechanism and monitoring." Thesis, The University of Sydney, 2014. http://hdl.handle.net/2123/12661.
Full textAbd, Aziz Azniwati. "Synthesis of Polymeric Janus Nanoparticles through Seeded Emulsion Polymerization." Thesis, The University of Sydney, 2014. http://hdl.handle.net/2123/14883.
Full textShah, Brinda. "Synthesis of polyethylene/starch hybrids using aqueous mini emulsion polymerization /." Online version of thesis, 2010. http://hdl.handle.net/1850/12265.
Full textSheibat-Othman, Nida. "ADVANCED STRATEGIES FOR COMPOSITION CONTROL IN SEMI-CONTINUOUS EMULSION POLYMERIZATION." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366694.
Full textLes polymères sont aujourd'hui utilisés dans des domaines différents. Une grande partie de ces polymères est produite en émulsion. La formulation de base d'une réaction de polymérisation en émulsion classique, contient de l'eau qui constitue la phase continue, et des monomères qui sont dispersés dans l'eau et stabilisés grâce à un agent émulsifiant. Les particules de polymère ainsi produites sont suspendues dans l'eau, grâce à l'émulsifiant. Le milieu résultant est donc appelé 'latex'.
Les propriétés du latex dépendent de beaucoup de paramètres, tels que la distribution de la masse molaire de polymère, la distribution des tailles de particules, la température de transition vitreuse, la morphologie, et la composition du polymère, si la réaction fait intervenir plusieurs monomères. Ces propriétés sont influencées par plusieurs variables, la nature et la quantité des additifs tels que, l'amorceur, le tensioactif les agents de transfert éventuels, la façon dont ces produits et les monomères sont introduits dans le réacteur, la température de la réaction, l'agitation, et le type de réacteur utilisé. Ces nombreuses variables sont alors nos variables de commande, que nous devons faire varier pour obtenir les propriétés désirées.
En réalité, afin d'obtenir des propriétés spécifiques, tout en assurant la sécurité du procédé, plusieurs paramètres sont fixés a priori, tels que la quantité initiale de réactifs et la température de la réaction. Ceci dit, plusieurs paramètres restent à faire varier en ligne, pendant la réaction, comme la température de la double enveloppe, pour maintenir la réaction à la température prévue, et le débit d'ajout des monomères, qui nous permettront de contrôler les propriétés du latex (la taille des particules et la composition du polymère). Ce genre d'intervention en ligne pour améliorer la qualité et la sécurité du procédé, le contrôle en ligne du procédé de polymérisation en émulsion, sont l'objet but principal de ce travail.
Du point de vue du contrôle, le procédé est un système dynamique (représenté par des équations différentielles) possédant des entrées, des états (les variables décrivant l'évolution du procédé), et finalement des sorties (qui sont les variables mesurées en ligne, et sont en général, une combinaison des états du système).
Pour contrôler un procédé, un modèle représentatif de ce procédé est nécessaire. Faute de trouver un modèle parfait du procédé, des informations en ligne provenant des sorties du système, s'avèrent nécessaires pour accomplir la stratégie de contrôle. En réalité, les raisons pour lesquelles, les méthodes de contrôle avancées n'ont pas été utilisées lors des procédés de polymérisation en émulsion sont le manque de capteurs en ligne capables de donner des mesures pour la plupart des propriétés des polymères, la rapidité de la réaction, la sensibilité de la réaction à la présence de petites quantités d'additifs, la nonlinéarité du modèle du procédé et le grand nombre de paramètres inconnus dans le modèle et l'interaction entre ces paramètres.
Une des propriétés intéressantes à contrôler lors des procédés de polymérisation en émulsion, est la composition du polymère, pour les procédés faisant intervenir plusieurs monomères à une composition non azéotropique. La composition du polymère intervient au niveau de la détermination de la température de transition vitreuse, des propriétés mécaniques, ainsi que de la morphologie du polymère. Il a été trouvé dans la littérature que l'ajout du monomère le plus réactif à des débits variables est la méthode la plus efficace pour contrôler la composition tout en assurant une vitesse de réaction relativement élevée. En utilisant une méthode avancée de contrôle, nous pouvons alors maintenir la composition à une valeur désirée. Ceci nécessite une connaissance approfondie du procédé ainsi que la mesure en ligne de la composition de polymère.
Les capteurs en ligne utilisés pour suivre les procédés de polymérisation en émulsion peuvent être divisés en deux catégories: des capteurs nécessitant une boucle de circulation externe, ou un système de prise d'échantillons afin d'effectuer l'analyse (Chromatographie en phase gazeuse, densimétrie); et des capteurs in situ qui effectuent les analyses dans le réacteur (Spectroscopie Infrarouge, sondes ultrasons). La chromatographie en phase gazeuse peut être utilisée pour mesurer, en ligne, la composition du mélange de monomère résiduel, si le réacteur est équipé d'un système automatique de prise d'échantillons, de dilution, dans certains cas, et d'injection dans le chromatogramme. La densimétrie a été également utilisée pour la mesure en ligne de la composition du polymère. Une boucle de circulation du latex dans l'appareil est donc indispensable pour effectuer l'analyse. Cependant ces deux méthodes présentent quelques difficultés expérimentales, telles que la floculation du latex dans les appareils et le retard des analyses, qui sont dues, pour partie, au transfert du latex. C'est pourquoi, les expériences sont préférablement suivies avec les capteurs in situ, où l'analyse est effectuée dans le réacteur. Cependant, ces capteurs, tels que l'infrarouge, l'ultrason et la spectroscopie Raman sont en phase de développement, et nous ne possédons pas encore de modèles complets liant ces mesures avec les propriétés du latex.
Le manque de capteurs en ligne qui donnent des mesures réelles des procédés est un problème fréquent dans plusieurs domaines. Dans les procédés de polymérisation en émulsion, ce manque est d'abord dû à la nature hétérogène et visqueuse du latex qui rend la mesure directe des propriétés du polymère souvent difficile. Ensuite, l'équipement d'un procédé avec plusieurs capteurs serait économiquement impossible. A cause du manque de capteurs, et du manque de modèles exacts des procédés, des efforts ont été faits dans le domaine de l'estimation logicielle des états, non mesurés expérimentalement, en se basant sur des mesures réelles et le modèle du procédé. Ces observateurs, ou estimateurs, ou encore capteurs logiciels, sont conçus à partir du modèle du procédé en utilisant les sorties réelles du procédé. Si le système est observable, l'observateur nous permettra d'obtenir des informations sur les états non mesurés du procédé. Les observateurs sont souvent utilisés pour le suivi des procédés, mais sont également très utiles pour le filtrage, la détection de panne et le contrôle des procédés.
Les méthodes d'estimation et de contrôle linéaire ont souvent été appliquées dans le domaine de la polymérisation en émulsion, et ce malgré la nonlinéarité des modèles représentant ces procédés. Ceci est dû premièrement à la difficulté de manipuler les outils non linéaires, au temps nécessaire à l'ordinateur pour résoudre ces observateurs et au fait que les observateurs non linéaires proposés dans la littérature étaient souvent limités à un groupe de systèmes non linéaires. Ces sujets ne posent aucune difficulté aujourd'hui, avec le développement de la théorie non linéaire, et l'évolution de la rapidité et de la capacité des ordinateurs.
L'objectif de ce travail est le contrôle de la composition des polymères, tout en assurant une vitesse de réaction élevée, ainsi que la sécurité de l'opération. Puisque les modèles représentant ce procédé sont nonlinéaires, nous allons utiliser des méthodes d'estimation et de contrôle nonlinéaires adaptées au procédé.
La stratégie d'estimation est constituée de trois parties. Dans la première partie, nous allons développer un capteur qui fournit des informations précises et rapides sur le procédé. La deuxième partie est constituée de l'estimation de la composition du polymère lors des procédés de co- et terpolymérisations en émulsion. La dernière étape est la construction de lois de commande adéquates qui nous permettent d'obtenir la composition et la vitesse de réaction désirées.
Dans le premier chapitre, une introduction générale du sujet ainsi que la stratégie de recherche sont proposées. Le deuxième chapitre contient les théories d'estimation et de contrôle nonlinéaires que nous allons utiliser tout au long de ce travail.
Le troisième chapitre traite des capteurs en ligne pour les procédés de polymérisation en émulsion. D'après certains critères , nous choisissons d'utiliser la calorimétrie pour suivre le procédé. Cependant, ce capteur ne nous donne pas directement une mesure de la vitesse de la réaction, car plusieurs paramètres dans le bilan thermique restent inconnus. Pour contourner ce problème, nous allons utiliser une méthode d'optimisation de la conversion globale du monomère, en corrigeant les paramètres inconnus. Pour ce faire, les mesures de la température du réacteur, de la double enveloppe, et quelques mesures expérimentales de la conversion sont nécessaires.
Dans le quatrième chapitre nous utilisons les informations obtenues par calorimétrie, pour estimer la composition du polymère lors des procédé de copolymérisation. Nous traitons le cas d'un observateur nonlinéaire à grand gain qui tient compte de la réaction dans la phase aqueuse et un autre où on néglige l'effet de la phase aqueuse. Il s'avère que, pour les monomères étudiés, la composition du polymère n'est pas sensible à la réaction dans la phase aqueuse. Ce phénomène est peut être dû au fait que la plupart des radicaux sont dans les particules, surtout pour un taux de solide élevé. La deuxième raison est que les monomères utilisés ici sont seulement partiellement solubles dans l'eau, ce qui fait que la quantité de monomère dans les particules est plus importante que dans la phase aqueuse.
Dans le cinquième chapitre, un observateur nonlinéaire à grand gain est construit pour suivre la composition du polymère lors des procédés de terpolymérisation. Puisque le quatrième chapitre montre clairement que nous n'avons pas besoin de tenir compte de la phase aqueuse pour l'estimation de la composition, un modèle de monomères hydrophobes est choisi pour construire l'observateur.
Le chapitre 6 expose les lois de commande développées pour maintenir la composition de co- et de terpolymères sur une trajectoire prédéfinie. Des lois de commande nonlinéaires avec une linéarisation entrée-sortie sont utilisées. Dans ce chapitre, nous établissons un contrôleur local de la pompe, qui assure l'exécution des débits envoyés par la commande de la composition.
Dans le dernier chapitre nous évoquons le concept de maximisation de productivité. Notre objectif est de maintenir la composition à une valeur prédéfinie, et en même temps maximiser la vitesse de la réaction. Les variables de commande sont les débits d'ajout de monomères. La variable contrôlée est la concentration de monomère dans les particules. Cependant, pendant le contrôle de la concentration de monomère dans les particules il faut faire attention à ce que la chaleur produite par la réaction soit inférieure à la chaleur maximale que la double enveloppe est capable d'évacuer.
Roberge, Stéphane. "Conjugated Linoleic Acid/Styrene/Butyl Acrylate Bulk and Emulsion Polymerization." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2016. http://hdl.handle.net/10393/34536.
Full textArora, Sachin. "Modeling and control of emulsion polymerization processes with evaporative cooling." Aachen Shaker, 2007. http://d-nb.info/988687267/04.
Full textLee, Hsueh-Chi. "Emulsion polymerization in a seed-fed continuous stirred-tank reactor." Diss., Georgia Institute of Technology, 1985. http://hdl.handle.net/1853/11860.
Full textOuzineb, Keltoum. "Emulsion and miniemulsion polymerization : stabilization, tubular reactor and practical applications." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10022.
Full textHu, Yongan. "Influences of monomer hydrophobicity on secondary nucleation in emulsion polymerization." University of Akron / OhioLINK, 2019. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1555602067112746.
Full textArora, Sachin. "Modeling and control of emulsion polymerization processes with evaporative cooling /." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/988687267/04.
Full textEl-Hadad, Omar. "Effects of Cyclodextrins on the Kinetics of Emulsion Polymerisation." Thesis, University of Canterbury. Chemistry, 2009. http://hdl.handle.net/10092/4013.
Full textTheron, Jacobus Petrus. "Scale-up and control of a multi-component emulsion polymerization system." Thesis, Stellenbosch : Stellenbosch University, 2000. http://hdl.handle.net/10019.1/51904.
Full textENGLISH ABSTRACT: ABSTRACT: A new emulsion (code name: NW 120) has been developed by Plascon on laboratory scale, for application in the paint industry. It is an environmentally friendly emulsion in which no coalescent solvent is used. It also has a core-shell morphology. Research was undertaken to scale-up (industrialize) the emulsion polymerization of NW 120. The use of a suitable pilot plant was investigated. An available bench-scale pilot plant (RCl, Mettler Toledo) was found to be very expensive. The reactors were very small (R:1.8 l) and the reactor set-ups (reactor, baffies and stirrer configuration) were not similar to the industrial size reactors used by Plascon. A fully computer controlled bench-scale pilot plant was subsequently designed and built at a fraction of the cost of the commercially available set-up. The reactor (5 I) was a scale-down replica (geometrically similar) of the industrial size reactors used by Plascon. The reactor was designed to also serve as a calorimeter. Very good control was achieved over the reaction temperature and addition rates of the monomers and catalyst. Heat loss and heat capacity models were derived for a variation in the reaction temperature between 82.5 - 87.5 °c in order to perform accurate energy balances (calorimeter) around the reactor. The accuracy of the calorimeter was verified at a reaction temperature of 85°C, by measuring the heat that evolved when a sodium hydroxide solution was diluted with water. The accuracy of the calorimeter was found to be extremely good. The pilot plant was commissioned with an industrially manufactured emulsion (code name: AE 446), well known to Plascon. The results obtained in the pilot plant reactor were very similar to those obtained for the full-scale manufacturing of AE 446. It was determined that if geometrical similarity between the pilot plant reactor and the industrial size reactor is preserved and if the correct process conditions (stirring speed, reaction temperature and addition rates of the monomers/catalyst) are maintained, then the direct scale-up of the production ofNW 120, from bench-scale to full-scale, would be possible. The reaction conditions were varied over a wide range, in order to find the optimum process conditions. The stirring speed was varied between 150 - 550 rpm. Shear sensitivity was observed at stirring speeds of 450 rpm and higher. The measured physical properties at 550 rpm were found to be unacceptable. The optimum stirring speed for the desired particle size and viscosity was found to lie between 150 rpm and 250 rpm. The reaction temperature was varied between 70 and 90 DC. The optimum reaction temperature was found to lie between 80 and 90 De. It was possible to successfully reduce the monomer addition time, and hence the reaction times, by increasing the addition rate of the monomers/catalyst, from 4 h to 2 ~ h. The method developed by Klein et al. (1996), for the scale-up of the stirring speed of emulsion polymerization reactions was used to determine the equivalent fullscale stirring speed. The scale-up of NW 120 was subsequently conducted at 85 DC, at a stirring speed of 35 rpm and the monomers/catalyst were added over a period of 4 h. The use of reduced reaction times were not considered in the first scale-up run since at that stage it was not clear whether the heat removal capability of the industrial size reactor would be adequate to cope with the increase in the evolved heat, associated with an increase in the addition rates of the monomers/catalyst. Very good results were obtained. The measured physical properties of NW 120 produced in the industrial size reactor were found to be almost exactly the same as in the pilot plant reactor.
AFRIKAANSE OPSOMMING: 'n Nuwe emulsie (kode naam NW 120) is deur Plascon op laboratorium skaal ontwikkel, vir die gebruik in die verfbedryf. Dit is 'n omgewingsvriendelike produk en geen oplosmiddels word gebruik vir die filmvormingsproses nie. Hierdie projek handeloor die opskalering (industrialisering) van die produksie van NW 120. Die gebruik van 'n geskikte loodsaanleg is eers ondersoek. Daar is gevind dat die beskikbare laboratorium skaalloodsaanleg (RCl, Mettler Toledo) baie duur was. Die reaktore is baie klein (:::::1.81). Die reaktoropstellings (reaktor, keerplate en roerder-konfigurasie) is ook nie in ooreenstemming met die industriële grootte reaktore wat deur Plascon gebruik word nie. 'n Ten volle rekenaarbeheerde loodsaanleg is ontwerp en gebou teen 'n breuk van die koste van soortgelyke kommersieel beskikbare opstellings. Die reaktor (5 I) is 'n skaalmodel (geometries gelykvormig) van die industriële grootte reaktore wat deur Plascon gebruik word. Die reaktor word ook aangewend as 'n kalorimeter. Baie goeie beheer oor die reaktortemperatuur, sowel as die toevoertempo's van die monomere en die katalis is verkry. Hitteverlies en hittekapasiteits modelle is afgelei vir variasies in die reaktortemperatuur tussen 82.5 - 87.5 °c om dit moontlik te maak om akkurate energiebalanse te kan opstel (kalorimeter). Die akkuraatheid van die kalorimeter is getoets by 85°C, deur die verdunningswarmte van 'n natriumhidroksiedoplossing te meet. Daar is gevind dat die kalorimeter baie akkuraat is. 'n Industrieel vervaardigde (plaseon) emulsie (kode naam: AB 446) is gebruik om die loodsaanleg in bedryf te stel. Die resultate wat in die loodsaanleg verkry is, was ongeveer dieselfde as die resultate wat in die industriële reaktore verkry word. Hierdie resultate toon dat indien die reaktore geometries gelykvormig is en indien die regte prosestoestande (roerspoed, reaksietemperatuur en toevoertempo's van die monomere/katalis) gebruik word, dit moontlik sou wees om NW 120 direk op te skaal van loodsaanleg tot volskaal. Die reaksietoestande is gevaneer oor 'n wye bereik om die optimum prosestoestande te probeer verkry. Die roerspoed is gevarieer tussen 150 - 550 opm. Daar is gevind dat die emulsie sleur sensitief is bokant 'n roerspoed van 450 opm. Die gemete fisiese eienskappe by 'n roerspoed van 550 opm was onaanvaarbaar. Die optimum roerspoed in terme van partikelgrootte en viskositeit lê tussen 150 en 250 opm. Die reaksietemperatuur is gevarieer tussen 90 - 70°C. Die optimum temperatuur lê tussen 90 - 80 °C. Dit was moontlik om die monomeer-toevoertyd, m.a.w die reaksietyd, te verminder deur die toevoertempo van die monomere/katalis te verhoog, van 4 tot 2 ~ uur. Die metode wat deur Klein et al. (1996) ontwikkel is vir die opskalering van die roerspoed van 'n emulsiepolimerisasie reaksie is gebruik om die ekwivalente roerspoed vir die opskalering te verkry. Die opskalering van NW 120 is uitgevoer by 'n reaksietemperatuur van 85°C en 'n roerspoed van 35 opm. Die monomere/katalis is toegevoer oor 'n tydperk van 4 uur. Die verkorte reaksietyd is nie oorweeg vir die opskaleringslopie nie omdat dit nog nie seker was of die hitteverwydering van die industriële reaktor effektief genoeg sou wees om die verhoging in die reaksiewarmte-ontwikkeling, wat geassosieer word met 'n verhoging in die toevoertempo van die monomere/katalis, te kan verwyder nie. Baie goeie resultate is verkry. Die gemete fisiese eienskappe van NW 120 wat verkry is in die industriële reaktor was ongeveer dieselfde as dié wat verkry is op die loodsaanleg.
Samer, Charles J. "Polymer-stabilized miniemulsion polymerization in a continuous stirred-tank reactor." Diss., Georgia Institute of Technology, 1998. http://hdl.handle.net/1853/11142.
Full textAlhamad, Bassam. "A framework for advanced/intelligent operation of emulsion copolymerisation reactors." Phd thesis, Department of Chemical Engineering, 2005. http://hdl.handle.net/2123/5828.
Full textMcLeary, James Breton. "Reversible addition-fragmentation transfer polymerization in heterogeneous aqueous media." Thesis, Stellenbosch : Stellenbosch University, 2004. http://hdl.handle.net/10019.1/53760.
Full textENGLISH ABSTRACT: The study presented in this dissertation had as primary aim to develop pathways to heterogeneous aqueous polymerizations that had living characteristics. To this end, the reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) process was investigated in predispersed and ab initio emulsions as well as homogeneous media. The synthesis of RAFT agents was carried out. The compounds prepared provided varied behaviour in reaction. In situ IH nuclear magnetic resonance (NMR) increased understanding of homogeneous RAFT mediated polymerizations. The early behaviour of RAFT mediated polymerizations led to the definition of initialization; a period before pre-equilibrium in a polymerization where degenerate behaviour occurs. Stable miniemulsion preparation methods were developed that provided living polymer latexes using high surfactant concentrations. The effect of surfactant concentration on particle size and latex stability was investigated. Living polymer characteristics were shown by the use of size exclusion chromatography, and 2- dimensional chromatography conclusively showed block polymer formation. In situ NMR spectroscopy of emulsions in deuterated water was used to provide evidence on the role of initiator solubility in polymerization. Secondary nucleation in high surfactant concentration miniemulsions systems was investigated using both particle size and molar mass analysis techniques and a means of eliminating secondary particle nulceation was shown through the use of aqueous phase radical traps. The role of the RAFT agent used in the polymerization was shown to be significant in determining the extent to which multiple polymer distributions formed in the polymerization in that radical exit from particles was affected. Finally, a new form of emulsion polymerization, which has been termed proto-seeded emulsion, has been developed. The proto-seed latex is formed by using a monomer whose polymer has chain length dependent water solubility. This process allows ab initio RAFT mediated emulsion polymerization to be conducted successfully without transport of RAFT agents in heterogeneous media.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die primerê doel in hierdie dissertasie is die ontwikkeling van roetes na heterogene water-gebaseerde polimerisasies met lewende eienskappe. Om hierdie doel te bereik is die omkeerbare addisie fragmentasie ketting oordrag proses (eng reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT)) ondersoek in vooraf verspreide en direkte emulsies sowel as homogene media. Die sintese van RAFT agente is uitgevoer. Die verbindings wat voorberei is het verskillende einskappe in reaksies getoon. In situ IH kern magnetiese resonansie (KMR) het die kennis en begrip van homogene RAFT polimerisasies uitgebrei. Die vroeë gedrag van RAFT polimerisasies het tot die definisie van inisialisasie gelei; 'n periode voor die pre-ekwilibrium in 'n polimerisasie waartydens "degenerate" gedrag plaasvind. Stabiele miniemulsie voorbereidings metodes is ontwikkel wat lewende polimeer latekse verskaf het met gebruik van hoë seep konsentrasies. Die effek van seep konsentrasie op partikel grootte en lateks stabilitiet is ondersoek. Lewende polimeer eienskappe is bewys deur gebruik te maak van grootte-uitsluiting vloeistof chromatografie, en 2-dimensionele chromatografie het duidelik blok-polimeer vorming gewys. In situ KMR spektroskopie van emulsies in gedeutereerde water is gebruik om bewys te lewer van die rol van initieerder-oplosbaarheid in polimerisasie. Sekondêre nukleasie in hoë seep konsentrasie miniemuisie sisteme is ondersoek met die gebruik van beide partikel grootte sowel as molêre massa analise tegnieke. 'n Metode om sekondêre partikels te verhoed is verskaf deur gebruik te maak van waterfase radikaal lokvalle. Die rol van die RAFT agent in die polimeerisasie is beduidend in die graad van vorming van meer as een polimeer distribusie in die sin dat radikal uitgang van partikels beinvloed was. Ten slotte is 'n nuwe vorm van emulsie polimeerisasie ontwikkel wat proto-gesaaide emulsie genoem is. Die proto-gesaaide lateks is gevorm deur gebruik te maak van 'n monomeer waarvan die polimeer water-oplosbaarheid afhanklik is van die kettinglengte. Die proses laat ab initio RAFT emulsie polimerisasie toe om suksesvol uitgevoer te word sonder die vervoer van RAFT agente in heterogene media.
Tsavalas, John George. "Water-based crosslinkable coatings via miniemulsion polymerization of acrylic monomers in the presence of polyester resin." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1998. http://hdl.handle.net/1853/10130.
Full textGiannini, Hélio. "Polimerização em emulsão de estireno em microrreator." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-30062016-090801/.
Full textThe emulsion polymerization of styrene in a microreactor Syrris 250 µL with static mixer junction \"T\" was studied in two steps. First, only the fluidynamics of this nonconventional device was evaluated, after the polymerization reaction was developed in order to observe how this factor influencing the system. The experiments were performed seeking to achieve higher conversions, keeping the stability of the emulsion. It was an exploratory work therefore is more like an evolutionary process. The ratio of two-phase flow rates was analyzed from which of them occurs droplet formation. The flow rate of dispersed phase (Qd) was kept constant and the continuous phase (Qc), was increased. It can be observed the decreasing of droplet diameter and a laminar flow regime. Later, it was carried out emulsion polymerization of styrene in the microreactor with restrictions for high flow rates. The process parameters were analyzed: the ratio Qc/Qd, the temperature and initiator concentration and then determine the effect that these variations cause the monomer conversion, the diameter, number of particles and the average molecular weight. The polymerization occurred to the sum of the flow rates Qc and Qd of around 100 µ L/min with 15% monomer in the formulation with the highest residence time of 2,5 minutes. For higher concentrations of monomer, above 15% was observed clogging in the microreactor channel. The monomer conversion rate raised with increasing temperature and with the concentration of initiator, but the largest value achieved was only 37% due to the low residence time. In this case, the molecular weights obtained were smaller as expected by theory. Finally, the polydispersity indexes obtained were around 2.5 to 3.5.
Nazaran, Pantea. "Nucleation in emulsion polymerization : steps towards a non-micellar nucleation theory." Phd thesis, Universität Potsdam, 2008. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2008/1752/.
Full textPolymere dominieren unsere Welt. Die natürlich vorkommenden Polymeren, wie Proteine, Polynukleotide, und Polysaccharide, sind nötig um das Leben zu erhalten. Ebenso wichtig sind die kommerziell erhältlichen Makromoleküle. Beides sind Bausteine, um Materialien zu konstruieren, welche man in beiden Welten finden kann- der natürlichen und der „Mensch-gemachten“ Welt. Unter den verschiedenen Polymerisationsmethoden hat sich die Emulsions-polymerisation zu einem weit verbreiteten Prozess entwickelt. Die Emulsionspolymerisation ist ein einzigartiger Polymerisationsprozess, bei dem ein Monomer oder ein Gemisch von Monomeren in einem wässrigen Medium polymerisiert wird. Dabei entsteht eine Dispersion von Polymeren, welche auch als Latex bezeichnet wird. Derzeit werden mehrere Millionen Tonnen von synthetischen Latices mit Hilfe der Emulsionspolymerisation hergestellt. Diese finden zum Beispiel Verwendung als synthetische Gummi, Latexschaum, Latexfarben, Papierbeschichtungen und Klebstoffen. Außerdem findet man sie auch bei Spezialanwendungen, wie Diagnosetests, Pharmakotherapien und chromatographischen Trennmethoden. Trotz der Vielzahl von industriellen Anwendungen, sollten all jenen, die sich mit Emulsionspolymerisation beschäftigen, den wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen, die sich stellen, bewusst sein. Die wichtigsten Fragen beim Umgang mit der Emulsionspolymerisation beinhalten das Verständnis des Prozesses der Partikelbildung und des Partikelwachstums. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Frage der Keimbildungs-etappe in Emulsionspolymerisationen. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe eines on-line Leitfähigkeitsmessverfahren sowie einigen off-line analytischen Experimenten durchgeführt. Basierend auf den klaren experimentellen Daten, wurde ein besserer Einblick in die tatsächlichen Zustände des Polymerisationssystems, von der Zeit der neu geboren Kerne bis zu endgültig stabilisierten Teilchen, gewonnen.
Agarwal, Naveen. "Nonlinear model predictive control of a semi-batch emulsion polymerization reactor." Thesis, Georgia Institute of Technology, 1993. http://hdl.handle.net/1853/8456.
Full textAriafar, Solmaz. "Scale-up of Emulsion Polymerization Process : impact of changing characteristic times." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1218/document.
Full textA framework, consisting of a computational fluid dynamics (CFD) simulation model coupled to a population balance model (PBM) is developed to study the effect of various parameters on the performance of an emulsion polymerization process which leads to the production of a fine dispersion of polymer particles in a continuous aqueous medium.Like most polymer products, latexes are “products-by-process”, whose main properties are determined during polymerization. One of the main parameters influencing the final quality of the latexes is the particle size distribution (PSD). Modeling the evolution of PSD is usually accomplished through the addition of a set of PBEs to the kinetic model. PBE provides a means of considering the contribution of different phenomena in the PSD evolution, being nucleation, growth of polymer particles by polymerization, and coagulation of particles due to brownian or fluid motion (Perikinetic and Orthokinetic coagulation, respectively).To assess the impact of nonhomogeneous mixing and physical parameters of the system on the evolution of the latex PSD, the transient simulation of flow was performed with the aid of a commercial CFD Package (Fluent® 15.0) to provide in each time step, the local concentrations of ionic species (to determine the rate of perikinetic coagulation modeled by DLVO model) and certain hydrodynamic parameters such as turbulence dissipation rate and shear rate (to determine the rate of orthokinetic coagulation). This information is applied simultaneously by the PBE add-on module of Fluent to calculate the PSD for the next time step; thus a complete coupling between CFD and PBM is assured