CS220377B1 - Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization - Google Patents
Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization Download PDFInfo
- Publication number
- CS220377B1 CS220377B1 CS646880A CS646880A CS220377B1 CS 220377 B1 CS220377 B1 CS 220377B1 CS 646880 A CS646880 A CS 646880A CS 646880 A CS646880 A CS 646880A CS 220377 B1 CS220377 B1 CS 220377B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- monomers
- copolymerization
- valve
- polymerization
- sampling
- Prior art date
Links
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title claims description 47
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims description 25
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 25
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 claims 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007571 dilatometry Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- XHDMXBLPNDFGOB-YKVWRKJBSA-N (2s)-n-[(2r)-1-[(2s)-2-[[(2s)-5-amino-1-[[(2s)-1-amino-3-(4-methoxyphenyl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-1-oxopentan-2-yl]carbamoyl]pyrrolidin-1-yl]-1-oxo-3-sulfanylidenepropan-2-yl]-2-[[(2s,3r)-3-hydroxy-2-[[(2s,3s)-2-[[(2s)-3-(4-hydroxyphenyl)-2-[[2-(1-sulfan Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C=S)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCN)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(OC)=CC=1)C(N)=O)NC(=O)CC1(S)CCCCC1)C1=CC=C(O)C=C1 XHDMXBLPNDFGOB-YKVWRKJBSA-N 0.000 description 1
- 108700000335 (beta-mercapto-beta,beta-cyclopentamethylenepropionic acid)-O-methyl-Tyr(2)-Thr(4)-Orn(8)-Tyr(9)-NH2 vasotocin Proteins 0.000 description 1
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241001239379 Calophysus macropterus Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102100024133 Coiled-coil domain-containing protein 50 Human genes 0.000 description 1
- 101000910772 Homo sapiens Coiled-coil domain-containing protein 50 Proteins 0.000 description 1
- 101000992283 Homo sapiens Optineurin Proteins 0.000 description 1
- 241000167853 Linaria Species 0.000 description 1
- 208000031266 Microcystic stromal tumor Diseases 0.000 description 1
- 241000772415 Neovison vison Species 0.000 description 1
- 102100031822 Optineurin Human genes 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012662 bulk polymerization Methods 0.000 description 1
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N hexadecoxycarbonyloxy hexadecyl carbonate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)OOC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCC QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- GJPZDZHEZDANAG-UHFFFAOYSA-N methyl n-(1h-benzimidazol-2-yl)carbamate;propan-2-yl n-(3,4-diethoxyphenyl)carbamate Chemical compound C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1.CCOC1=CC=C(NC(=O)OC(C)C)C=C1OCC GJPZDZHEZDANAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N odevixibat Chemical compound C12=CC(SC)=C(OCC(=O)N[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC)C(O)=O)C=3C=CC(O)=CC=3)C=C2S(=O)(=O)NC(CCCC)(CCCC)CN1C1=CC=CC=C1 XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 208000030751 ovarian microcystic stromal tumor Diseases 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/06—Preparation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
- G01N2030/025—Gas chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu sledování kinetického průběhu polymerizace a kopolymerizace monomerů během jediného pokusu nezávisle <na dosaženém stupni konverze a poskytuje informace o celém kinetickém průběhu polymerizace a kopolymerizace monomerů.
Podle vynálezu se v průběhu polymerizace monomeru nebo kopolymerizace monomerů odebírá v časově definovaném intervalu representativní vžorek homogenní nebo heterogenní reakční, směsi, načež se polymer a další složky reakčního systému separují od nezreagovaných monomerů, které se kvantitativně prevedo-u do plynového chromatografií a stanoví se jejich množství.
Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z polymeračního reaktoru, do něhož je zaveden vzorkovací ventil, do kterého ústí přívod nosného plynu a vývod nosného plynu, který je připojen k tepelnému desorbéru nezreagovaných monomerů, který je přes přeřazovací ventil cesty nosného plynu a druhý odporový člen spojen s dělicí kolonou plynového chromatografu. V trase nosného plynu je před vzorkovacím ventilem umístěn první odporový člen a ventil pomocného tlakového nosného plynu.
Vynález se týká způsobu -sledování kinetického průběhu pofymerizace a kopolymerizace monomerů během jediného pokusu nezávisle na dosaženém stupni konverze a poskytuje informace o celém kinetickém průběhu polymerizace a kopolymerizace monomerů.
Kinetika polymerizační-ch reakcí v daných podmínkách je určena hodnotami reakčních rychlostí reagujících monomerů. Reakce probíhající v jedné fázi se nazývají homogenními, je-li vznikající polymer nerozpustný v monomeru nebo vylučuje-П se z roztoku ap., jde o heterogenní systémy. Měření reakčních -rychlostí, . popřípadě stanovení konversních křivek monomerů je stále aktuálním problémem, neboť získané údaje umožňují o-vhvňovat průběh . sudovaných reakcí, a to jak v laboratorním, tak v provozním měřítku.
toakíím rychlost je defrnována. úbytkem počta mota monomarů za jednotou času, respekttv-e přírůstoem počtu molů, vznikajícího polymeru. к postižern koncentračníchi změn v realtórn směsi se používá v polymerní chemii řada metod, které podle charakteru probíhajících reakrn sledují tokterou fyzikální nebo chemickou změnu reakčního systému, která je funkcí konverze.
Mezi fyto metody patoí například dilatometrie, gravimetrie, kalorimetrie, viskosirefraktometrie, spektrometrie, -měřem dtelektrlnké toust-ant^ měření elektrického odporu. Používám fyztoálních metod ° proí cliemickým je pro zdávání potřebných dat výh·odněj§í, proto-že do reakčrnho systému nezasaliují a reakce nemusí být přerušována.
Při .studiu het-erogenrá pofymerizace, které je e,xperimentálně náročněji bývají nejčastějl aplikovány dilatometrie a gravimetrie. Dilatometrie je vhodná zejména pro stiadmm blokové polymerizace do nízkých konverzí, popřípadě pofymerizace roztokové. Gravimetrie bývá užívána u všech typů polymerizací v celém . rozsahu konečný^ konverzí. Zejména sledování průběhu heterogenní suspenzní a emulzní polymerizace, respektive stanovem pnslušných konverzních knvek bylo· dosud téměř výhradně omezeno na použití gravimetrického- stanovení vzniklého polymeru. Pro konstrukci konverzní křivky je nutno pro každý bod provést jednu polymerizaci a izolovat vyloučený polymer, což je časově značně náročné. Další nevýhodu této· jinak univerzální metody lze spatřovat v tom, že jednotlivě prováděné p-olymerizace se mohou od .sebe lišit, například nedodržením přesně stejných reakčních podmínek, což má nepříznivý vliv na reprodukovatelnost experimentálních výsledků. Aplikace gravimetrické metody kopolymerizačních reakcích, stejně tak jako dříve citovaných m-etote poskytuje pouze hodnofy sumárních reakčních rychlostí, respektive sumárrn konverzrn ЫЗДу všech zíteastntoých monomerů, zatímco u způsobu podle vynále zu je možno získat krnettcto data pro kazdý při kopolymerizaci ztáasta&ný monomer samostatně.
Způsob stedovárn kinetictóho průběhu pofymerizace a topofymerizace -monomerů který je předmětem vynálezu, má proti dříve citovaným metodám dále uvedené výhody. Požadovaná Hnettcto -data ke pro -definované reakční p-odmínky zís^ z jedrn^o experimentu, nezávisle na dosaženém stupni konverze. Lze určit nejen konverzrn křivky sumánnt ale i jednothvých monomerů jejich počátéční reatórn . r^Mcsti i rychlost v toerémtoHv reakčm čase. Dáte je možno stanovit kopolymeriz^ační parametry příslušných komonomerů snadněji než klasickým způsobem. Přesnost stanovení stupně konverze, popřípadě reakční rychlosti, . je srovnatelná v rámci experiméntálních chyb s ostatními dosud používanými metodami. Pohybuje se v rozmezí 2 — 5 %.
Kromě shora uvedených možností použití má způsoh podle· vynálezu ještě další uplatnění. Lze ho využít například k testování účinnosti různých iniciačních systémů a vyšetřovám vhvu reakčních · podmrnek i pomocných látek na reakční průběh pofymerizace a kopolymerizace široké. škály monomerů.
Předmětem vynálezu . je způsob kontinuálního sledování kinetického průběhu polymerizace a topofymerizace monomerů který spočívá v tom, že se v průběhu polymernace monomeru nebo kopolymerizace monomerů odebírá v časově -definovaném intervalu representativní vzorek homogenní nebo heterogenní reakční směsi, načež se polymer a -dalrn složky rea^mho .systému separují od nezreagovaných monomerů, .které se kvantitativně převedou · do plynového chromatografu a stanoví se jejich množství.
Zařízení k provádění uvedeného způsobu podle vynálezu sestává z polymeračního .reaktoru, do něhož je zaveden vzorkovací ventil, do. kterého ústí přívod nosného plynu a vývod nosného plynu, který je připojen k tepelnému deso-rbéru nezreagovaných monomerů, který je přes přeřazovací ventil cesty nosného plynu a druhý · odporový člen spojen s dělicí .kolonou plynového chromatografu. V trase nosného plynu před vzorkovacím ventilem je umístěn první odporový člen a ventil pomocného tlakového nosného plynu.
Parní prostor ·polymerizačního reaktoru může být s výhodou spojen přes šl^rtící ventily a uzavírací ventil se šesticestným vzorkovacím ventilem, ke kterému je připojen vodní uzávěr, což umožňuje průběžně sledovat složení plynné fáze reakční soustavy. Ze složern pfynné fáze a z ttakových poměrů v reaktoru . je možno v některých . . případech rovněž získat doplňující údaje o kinetice kopofymérizacé.
Tepelný desorbér nezreagovaných monomerů je výhodně spojen pres vzdušný chtedič se separa^em. Toto uspořádání umožňuje separaci kondenzujících složek reakční
S směsi -od zplyněných monomerů před vlastním chromatografickým Černín.
V dalším je vynález blíže objasněn na výkresech, kde znam obr. 1 schéma celkového uspořádání pro kontinuálrn -sledovárn HneHckóho 'průbou polymerizace a kopolymerizace monomerů obr. 2 reakcm průběh homopotymerizace vinylchloridu, obr. 3 reakční průběh kopolymerizace vinylchloridu s propenem pro 10,4 % hmot propenu ve výchozí monomeerní směsi, obr. 4 reakční průběh kopolymerizace 'vinylchloridu s propenem pro 24,3 % hmot propenu ve výchozí monomerní směsi, obr. 5 reakční průběh kopolymerizace vinylchloridu - s bbutenem pro 5,4 % 'hmot. 1-butenu ve výchozí monomerní směsi, obr. 6 reakčm průběh kopolymerizace vinytahtaridu s bjoentenem pro 15,2 % hmot 1-pentenu ve výchozí monomerní -směsi, a dále na příkladech.
U zařízení podle vynálezu (obr. 1) je přívod 1 nosného plynu -do plynového chromatografu, jehož vnitřní -prostor je schematicky znázorněn čárkovaným obdélníkem, spojen se šesticestaým vzorkovacta ventUem 2, který je dále spojen s přeřazovacím 'ventiem 3, -s výhodou čtyřcestným, a přes prvrn odporový člen 4 s odbočkou 5, ke které je připojen ventil 6 pomocného tlakového nosného plynu. Výstup z odbočky 5 je spojen -se vzorkovacím ventilem 7. Vzorkovací část vzorkovamho ventHu 7 je zasunuta pnmo do polymeračního reaktoru 8, opatřeného temperačmm pláštěm 9 a mfchadem 10. Vzorkovací 7, stejně tak jako šesticestný -vzorkovací ventil 2 a přeřazovací ventil 3, je s výhodou ovládán pneumaticky. Výstup nosného plynu ze vzorkovacího ventilu 7 je zaveden do tepelného desorbéru 11 nezreagovaných monomerů, který je spojen přes vzdušný chladič 12 se -separátorem 13. Separátor 13 je spojen -s přeřazovacím ventilem 3, který je přes druhý odporový -člen 14 spojen s dělicí kolonou 15 plynového chromatografu, která je spojena s detektorem 16. Parní prostor polymeračního reaktoru 8 je spojen přes škrticí ventily 17, 18 se solenoidovým ventilem 19, jehož výstup je spojen se šesticestným vzorkovacím ventilem 2. K šesticestnému vzorkovacímu ventilu 2 je připojen vodní uzávěr 20.
polymerační reaklor 8 je vyMven měřením -a registrací tlaku 21 a teploty 22 i automatickým termostatováním 23.
Popis funkce zařízení
Do -podymeračního reaktoru 8 se nadávkují jednotlivé složky reakční -směsi podle zvoleného pracovního· předpisu a -obsah polymerizačního- reaktoru 8 se vytemperuje na předepsanou pracovní teplotu. Od tohoto okamžiku je uveden v činnost plynový chromatograf, který prostřednictvím -mikroprocesoru ovládá a řídí všechny nezbytné operace ve zvoleném programu — včetně vzorkovacího ventilu 7.
Vzorek reakční směsi objemu například 50 μΐ se odebírá válcovou štěrbinou v pístu vzorkovacího- ventilu 7, který je ve vzorkovací poloze zasunut přímo v reaktoru 8. Po přemístění pístu do- trasy nosného- plynu chromatografu je vzorek ze štěrbiny tlakovým rázem přídavného nosného plynu, vedeného přes ventil 6, kvantitativně převeden do vyhřívaného tepelného desor-béru 11. Zde nastane zplynění a rychlá - desorpce jednoho nebo více monomerů z polymeru nebo kopolymeru a popřípadě odpařem ton-denzujfcfch složek reakční směsi. Tyto složky kondenzují ve vzdušném -chladiči 12 a hromadí - se v separátoru 13. Plynné monomery jsou nosným plynem přeneseny přes přeřazovací ventil 3 na dělicí kolonu 15 plynového chromatografu. Aby bylo zabráněno přenosu tlakového rázu do obvodu nosného plynu, je nosný plyn k vzorkovacímu ventilu 7 s - výhodou přiváděn přes prvrn odporový člen 4 a stejný druhý odporový člen 14 je zařazen do trasy nosného plynu i před dělicí kolonu 15. Navržené -experimentem uspořádání umožňuje prostřednictvím synchronizované činnosti uzavíractao ventita 19, šesticestného vzoi^ovamho ventilu 2 a pfeřazovacl· ho ventilu 3 analyzovat 1 konstantní objem vzorku odebraného z plynného prostoru polymerizačního reaktoru 8.
V popsaném experimentálním komplexu múze být výhodně apltaován komerčm plynový chromatograf, který umožňuje programované řídit vlastní plynově chromatografickou operarn a ovta^t periferrn jednotky ve zvolném časovém programu, ja'k je popsáno shora.
Dále je pro názornost v tabulkách I a II uveden jeden z možných programů pro kontinuální -sledování WneH^ého průběhu polymerizace - a kopolymerizace monomerů. Přitom v tabulce I je uveden program pro vlastní -chromatograficko-u analýzu, cyklicky opakovanou, a v tabulce II časový program pro automatické vzorkování plynné fáze a heterogenní reakční směsi v každém cyklu.
Tab. I
Program chromatogr-afické analýzy
| Symbol | Řízena veličina Význam symbolu | Zadaná hodnota | Skutečná (měřená) hodnota |
| TEMP I | teplota v noci | 50 (QCJ | 50 (°C) |
| TIME I | doba izotermní analýzy | 60',0 (min) | |
| RATE | Lineární vzrůst teploty po ' ukončení TIME I | 0,01 pc/min) | |
| TEMP II | teplota na 2. izotermní hladině | 51 (°C) | |
| TIME II | doba 2. izotermní analýzy | 0,0· (min] | |
| TNJ TEMP | teplota vstřikovací komory | 150· (°C) | 150· pC) |
| FID TEMP | teplota tělesa detektoru FID | 150 PC) | 150 ( *C) |
| TCD TEMP | teplota tělesa detektoru TCD | 0 (°C) | 23 (°C) |
| AUX TEMP | teplota elektricky vytápěného bloku v periferii GC | 0 (°C) | 25 pC) |
| OVEN MAX | maximálně přípustná teplota v peci | 55 (°C) | |
| CHT SPD | rychlost posuvu papíru | 0,20 (cm/min) | |
| ATT 2 | zeslabení signálu detektoru | 15 (zeslabení 32 768krát) | |
| FID SINGL | volba a způsob zapojení detektorů FID | A | |
| SLP SENS | způsob mtegrace ploch píků | 10,00 | |
| AREA REJ | způsob integrace píků | 1 | |
| FLOW A | průtok nosného plynu v trase A | 30 (cm3/min) | |
| ROW B | průtok nosného plynu | 0 (cm3/min) |
(v trase B ’
OPTN povel pro cyklické opako- 17 vání zadaného programu po programovaném ukonče- ; . rn analýzy a výtisku hodnot
Tab. II
Časový program pro automatice vzo^ovám plynné fáze a heterogenní reakčrn směsi
| čas od počátku programu (min) | Symbol | Povel ’ Význam symbolu | |
| 0,1 | VLV/EXT | 1 | dávkovači poloha ventilu (7) |
| 0,2 | VLV/EXT | 4 | otevření ventilu (6) |
| 0,3 | VLV/EXT — | 4 | zavření ve-ntilu (6) |
| 0,4 . | VLV/EXT | 2 | — ventil (3) propojen s ventilem (7) |
| 21,0 | VLV/EXT | 5 | otevření ventilu (19) |
| 21,0 | VLV/EXT — | 2 | zrušeno propojení ventilu (3) s ventilem (7) |
| 22,0 | VLV/EXT — | 5 | zavření ventilu (19) |
| 22,0 | VLV/EXT | 0 | smyčka ventUu (2) zařazena do trasy nosného plynu |
| 30,0 | VLV/EXT — | 0 | smyčka v-eintilu (2) zařazena zpět do cesty vzorkování plynné fáze |
| 30,6 | VLV/EXT — | 1 | vzorkovací poloha ventilu (7) |
| 31,0 | VLV/EXT | 1 | dávkovači poloha ventilu (7) |
| 31,1 | VLV/EXT | 4 | otevření ventilu (6) |
| 31,2 | VLV/EXT — | 4 | zavření ventilu (6) |
| 31,3 | VLV/EXT | 2 | ventil (3) propojen s ventilem (7) |
| 59,0 | STOP | programované ukončení |
analýzy, pokyn pro výpis hodnot a START další analýzy
Příklad 1
Simulované polymerizace
Na 'tzv. simulovaných polymerizacích byla ověřována reprodukovatelnost odběru vzorků, zéjména heterogenní kapalné fáze z hlediska odebraném množsM i sioroní především v podmínkách suspenzní polymerizace vinylchloridu.
Do reaktoru objemu 1 dm3 byio nadávkoTab. III váno 8,75 g· roztoku hydroxypropylmethylcelulózy (3,8% roztok), 515 g destilovaná vody a 216 g vin^chloridu bez irnciátorů. Heterogenní kapalná i rovnovážná plynná fáze byla vzorkována z reaktoru temperovaného na teplotu 55 °C při různých otáčkách míchadla.
Výsledky odezvy detektoru na vzorkované množsM v plochách jednothvý^ píků (AREA) jsou shrnuty v tab. III.
Ověření reprodukovatelnosti odběru při vzorkování plynné a heterogenní kapalné fáze
| Odběr č. | Počet otáček (min“1) | Plynná fáze (AREA) . ID5 | Kapalná fáze (AREA) . 106 |
| 1 | 300 | 3859 | 3173 |
| 2 | 300 | 3860 | 3175 |
| 3 | 300 | 3803 | .3201 |
| 4 | 300 | 3848 | 3285 |
| 5 | 300 | 3858 | 3181 |
| průměr 3846 | průměr 3203 | ||
| 6 | 600 | 3865 | 3222 |
| 7 | 600 | 3862 | 3246 |
| 8 | ^H00 - | 3879 | 3255 |
| 9 | 600 | 3879 | 3221 |
| 10 | 600 | 3857 | 31-(02 |
| průměr 3868 | průměr 3229 |
Příklad 3
Maximálrn relaHvrn chyba v odběru vzorků z plynné a heterogenní kapalné fáze nepřevysuje 1 %.
P’íklad 2
Kopolymerizace vmytehloridu s 10,.4 % hmot, propenu ve výchozí monomerní směsi
Homopolymerizace vinylchloridu
Do reaktoru objemu 1 dm3 bylo nadávkováno 8,75 g roztoku hydroxypropyimethylcelulózy (.3,8% roztok), 515 g destiteva^ vody a 0,20035 g dicetylperoxydikarhonátu. Po inertizaci reaktoru bylo přidáno 216 g vinylchloridu.
Polymerizace probíhala po dobu 8 hodin pH 55+0,1 °C; otáčky mkMa byly nastaveny na 5C0· min“1. Vzorkovárn heterogenm reakční směsí bylo prováděno automaticky v třicetiminutových intervalech podle zvoleného programu.
Na obr. 2 je graficky znázorněna časová závislost chromatograficky stanovovaného množství vinylchloridu (G) ve vzorku a dosaženého stupně konverze (K), experimentálně zjištěná při homopolymerizaci vinylchloridu. Z tohoto obrázku je zřejmá i velmi dobrá shoda chromatografických výsledků s hodnotami získanými gravimetrickou metodou která spomvá v přerušern reakce ve zvoteném čase a v teotem a hmotnostním stanovení polymeru. Gravimetrická data jsou v obr. 2 vyznačena prázdným kroužkem.
Do reaktoru objemu 1 dm3 bylo nadávkováno .13,1'2 g roztoku hydroxypropylmethylcelutezy (3,8% roztok), 515 g destitovaro vody a 0,80110'· . g dicetylperoxydikarbonátu. Po inertizaci byl přidán propen a vinylchlorid v celkovém množství 216 g.
Kopolymerizace probíhala po dobu 18 hodin při 55^+^0^,1 aC; otáčky míchala byly nastaveny na 5001 min-1. Časový program pro automatické vzorkování byl zvolen tak, že periodický cyklus analýz obsahoval čtyři odběry heterogenní reakční směsi a jeden odběr fáze plynné. Včetně výtisku hodnot trval 60' minut. K chromatografickému rozdělení monomerní směsi (vinylchlorid-l-olefin) bylo použito kolony vnitřního průměru 2,5 mm, délky 12 m s náprn 20 ' % hmot. 3,3‘-oxidipropioniirilu na Chromatonu N-AW zrnění 6,250 — 0,315 mm. Izoto-rmrn anatyza probíhala při '50· '°C, k detekci byl využit plamenno-ionizační detektor, jako nosný plyn dusík.
Na obr. 3 je zpracována časová závislost chromatograficky stanoveného množství monomerů (Gj) ve vzorku .a dosaženého stupně konverze .(Κ,) pro vinylchlorid (1) a komonomer (2·).
příklad 4 -'— s
Kopo-lymerizace vinylchloridu -s 243% hmot, propenu ve výchozí monomerní směsi
Do reaktoru objemu 1 dm3 bylo nadóvkováno celkem. 216 g monomerní směsi tak, že obsah propenu ve výchozí monomerní směsi činil .24,13. % h'mot. Dávkovárn ostatmch reakčmch složek. jejmh množství. reakčm podmínky i program pro vzorkování heterogenní reakční směsi a chromatografickou operaci byly stejné jako v příkladu 3.
Realkční průběh kopolymerizace je zpracován obdobně jako v příkladu 3> na obr. 4.
Rozdíly zjištené pn porovnám stupně inverze -stanoveného chromatograficky a gravimetricky nepřevyšují při kopolymerizacích vrnytehlortóu s propenem v průměru 2 %.
Příklad - 5
Kopolymerizace vinylchloridu s 1-butenem
Do reaktoru -obje'mu 1 dm3 byte nadávkováno celtem 216 g monomerm -směsi tak. že Obsah 1-hutenu ve výchozí monomerní -směsi činil 5.4 % hmot. Množství ostatní^ reakčních složek, reakční podmínky i program pro chromatografickou operaci byly stejné jako v příklad 3. Zvolený časový program pro automatické vzorkování umožnil během jedné hodiny -provést dvě anatyzy heterogenní reatórn směsi a jednu --analýzu plynné fáze.
Reakčm průběh posttouje. podobně jako v příkladu - 3. obr. 6.
Claims (4)
- PŘEDMĚT1. Způsob kontinuálního -sledování kinetického průběhu polymerizace a kopolymerizace monomery vyznačený Mm. že se v průběhu polymerizace monomeru nebo kopolymerizace monomerů -odebírá v časově definovaném intervalu representativní vzorek homogenní nebo heterogenní reaWní -směsi. načež -se polymer a další složky reakčního systému separují od nezreagovaných monomerů. které se kvantitativně převedou do plynového chromatografu a -stanoví se jejich množství.
- 2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1. vyznačené tím. že sestává z polymeračního reaMoru (8). do něhož je zaveden vzorkovací ventil (7). do kterého ústí přívod nosného plynu a vývod nosného plynu. který je připojen k tepelnému desorbéru (11) ne-P ř íkladeKopolymerizace vinylchloridu s 1-pentanemDo- realítoru -objemu 1 dm3 bylo nadávkováno celkem- Ж g monomerm směsi -tak. že obsah 1-pentenu ve výchozí monomerní směs- cinK 15.2 % hmot. Mno<žství -ostatmto reatónM složek. -reakční podmínky i program pro- chromatografickou operaci byly stejné jako v přtelato 3. Automatice vzorkování heterogenní reakční směsi probíhalo podle časového programu zmíněného -v příkladu 5.Reakčrn průbě'h kopolymerizace postihuje. podobně jako v příkladu 3. -obr. 6.Při konfrontaci sumární konverzní křivky topotymerizace zjtetěto cliromatografic^ s křivkou získanou pomocí gravimetrické metody byte vždy zjtéténa velmi dobrá shoda.Způsob podle vynálezu lze s výhodou použít i pro jrné typy tomopotymerizací i kopolymerizací. a to nejen při suspenzní polymerizaci, ale i při emulzní. roztokové.' a v oblasti nízkých konverzí i při - blokové poly- , merteach Popsaným způsobem lze kontinuálně sletovat kmet^ý průběh polymerizací a kopotymerizací různýto typů monomeríi. V úvahu například přicházejí nejčastěji známé monomery jako -styren a jeho -deriváty. vinylacetát. torw&y kyselrny akrylové a metakrylové a další.vynálezu zreagovaných monomerů. který je přes přeřazovací ventil (3) cesty nosného plynu a druhý odporový člen (1.4) spojen s dělicí kolonou (15) -plynového toroma-tografu. přičemž v trase nosného plynu je před vzorko vacím ventilem (7) umístěn první -odporový člen (4) a - ve^l^il (6) pomocného tlakového nosného- plynu.
- 3. Zařízení podle bodu 2. vyznačené tím. že parní prostor potymeračního reaktoru (8) je přes škrtím ventdy (17. 18) a ventU (.19) spojen se šestícestným vzorkovacím ventilem (2). ke šerému je pnpojen vodní uzávěr (20).
- 4. Zařízení podle bodů 2 a 3. -vyznačené tím. že tepelný desorbér - (11) nezreagovaných monomerů je spojen přes vzdušný chladič (12) se separátorem (13).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS646880A CS220377B1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization |
| SU817772031A SU1341574A1 (ru) | 1980-09-25 | 1981-09-03 | Устройство дл непрерывного наблюдени за кинетическим ходом полимеризации и сополимеризации мономеров |
| DD23314481A DD230349A3 (de) | 1980-09-25 | 1981-09-11 | Verfahren der kontinuierlichen beobachtung des kinetischen ablaufs der polymerisation und der copolymerisation von monomeren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS646880A CS220377B1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS220377B1 true CS220377B1 (en) | 1983-04-29 |
Family
ID=5411805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS646880A CS220377B1 (en) | 1980-09-25 | 1980-09-25 | Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS220377B1 (cs) |
| DD (1) | DD230349A3 (cs) |
| SU (1) | SU1341574A1 (cs) |
-
1980
- 1980-09-25 CS CS646880A patent/CS220377B1/cs unknown
-
1981
- 1981-09-03 SU SU817772031A patent/SU1341574A1/ru active
- 1981-09-11 DD DD23314481A patent/DD230349A3/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD230349A3 (de) | 1985-11-27 |
| SU1341574A1 (ru) | 1987-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4099923A (en) | Automatic catalytic screening unit | |
| Haven et al. | Online monitoring of polymerizations: current status | |
| EP0398706A2 (en) | On-line determination of polymer properties in a continuous polymerization reactor | |
| US6382227B1 (en) | Production of constant composition gas mixture streams | |
| US4988626A (en) | On-line test and analysis process to establish a material balance of a chemical reaction | |
| EP0990131B1 (en) | Moisture analyzer | |
| SU831088A3 (ru) | Устройство дл отбора проб газаиз МНОгОфАзНОй СМЕСи | |
| CS220377B1 (en) | Method of continuously monitoring kinetic processes of monomer polymerization and copolymerization | |
| FI95319C (fi) | Menetelmä ja laitteisto näytteen ottamiseksi | |
| US20050031491A1 (en) | Device for multiple experimental tests of solid materials and flow control system | |
| Ericsson | Sequential pyrolysis gas chromatographic study of the decomposition kinetics of cis-1, 4-polybutadiene | |
| CA2109619C (en) | A gas sensor | |
| US4057997A (en) | Sample preparation | |
| Hass et al. | Selective hydrogenation: Kinetic investigation of 1, 3‐cyclo‐octadiene and cyclo‐octene hydrogenation | |
| US4670400A (en) | Determination of monomer conversion by headspace analysis | |
| US3738810A (en) | Octane analyzer | |
| CA1155600A (en) | Process for preparing polyolefins | |
| Stanmore et al. | The influence of sample containment on the thermogravimetric measurement of carbon black reactivity | |
| Ngwenya et al. | A laboratory based method for predicting dewaterability | |
| HUT55541A (en) | Method and circuit arrangement for measuring nonporous surface area of black | |
| Immanuel et al. | Evolution of multimodal particle size distribution in vinyl acetate/butyl acrylate emulsion copolymerizations | |
| KR100803090B1 (ko) | 촉매 탐색용 반응 장치 | |
| US20090317300A1 (en) | Method and apparatus for determining a concentration of a component in an unknown mixture | |
| CN119333069B (zh) | 一种自适应钻井液智能调配装置及其使用方法 | |
| Seidel et al. | Thermochemical study of clathrate-forming host-guest reactions for the detection of organic solvent vapours |