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Monitoraggio delle reazioni di polimerizzazione in emulsione

Ottimizzazione del processo tramite rilevamento dell'endpoint di reazione e controllo della cinetica

La polimerizzazione in emulsione è un processo importante per la produzione di un'ampia gamma di materiali polimerici, tra cui vernici, adesivi e gomme sintetiche. La reazione avviene in un ambiente acquoso in cui la specie monomerica viene mantenuta in un'unica fase con un tensioattivo o emulsionante adatto. La polimerizzazione procede come una classica reazione di addizione al doppio legame, avviata tramite un meccanismo radicalico (formazione di radicali liberi).

Reazione di polimerizzazione in emulsione di stirene-butil acrilato ©Endress+Hauser

La reazione chimica della polimerizzazione in emulsione di stirene-butil acrilato.

I risultati

  • Misura di doppi legami specifici

  • Nessuna interferenza con la matrice acquosa

  • Possibilità di monitorare la reazione dall'esterno, attraverso le pareti del reattore

La sfida

È importante essere in grado di monitorare il tasso di consumo delle specie monomeriche o i relativi tassi di consumo dei comonomeri, quando viene utilizzato più di un monomero. Ciò serve a garantire che la velocità di formazione del prodotto sia quella desiderata e, se è coinvolto più di un monomero, che le velocità di reazione relative siano coerenti con la formazione del prodotto desiderato. Un altro problema è il monomero residuo, come rilevato dalla presenza di doppi legami non reagiti.

La soluzione

La spettroscopia Raman è adatta al monitoraggio di queste reazioni in quanto sensibile per la misura di doppi legami specifici e non soggetta a interferenze da parte della matrice acquosa. Inoltre, negli studi con recipienti di reazione in vetro, è possibile monitorare la reazione dall'esterno, attraverso le pareti del reattore.