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).
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.