Source: http://ronney.usc.edu/research/Polymers/Polymers.html
Profesor Paul D. Ronney
Univerzitet u Južnoj Kaliforniji
Napredak u polimernoj hemiji doveli su do razvoja monomera i inicijacionih agenasa koji pružaju propagirajuće frontove polimerizacije koje su pogonjene egzotermičnošću reakcije polimerizacije i transportom toplote od polimerizovanog proizvoda do monomera. Upotreba polimerizacionih procesa baziranih na ovom režimu polimerizacije ima mnoge primene, uključujući brzo očvršćavanje polimera bez spoljašnjeg zagrijavanja, ravnomerno očvršćavanje debljih uzoraka, pripremanje nekih polimera bez rastvarača i punjenje/zaptivanje struktura koje imaju šupljine proizvoljnog oblika bez grijanja strukturu spolja. Jedno bitno ograničenje ovog procesa je da se frontovi gase kada pokušavaju da propagiraju kroz kanale koji su suviše uski (vjerovatno zbog provodivnih toplotnih gubitaka) ili suviše široki (iz nepoznatih razloga, za koje predlažemo konvektivne gubitke toplote usled plutanja- izazvanog protoka.) Čak i kada se ne dođe do izumiranja, konvektivne i pljusne nestabilnosti mogu uticati na strukturu i osobine nastalih polimerizovanih materijala, kao i brzine širenja frontova. Svrha ovog rada je utvrđivanje mehanizama izumiranja i nestabilnosti i time utvrđivanje sredstava za dobijanje korisnijeg proizvoda materijala na zemljištu i μg.
Eksperimenti će se izvoditi u dvije različite geometrije, posebno Hele-Shaw ćelije i okrugle cijevi (Slika 1), na zemljišnoj gravitaciji i mikro-gravitaciji. Naši eksperimenti u sagorevanju gasa u okruglim cevima različitog prečnika pokazali su dvije različite granice izumiranja zbog ovih procesa; biće utvrđeno da li se isto odnosi i na frontove polimera. Upoređivanje nestabilnosti i mehanizama za uništavanje plamena i vodenih autokatalitičkih fronta hemijske reakcije. Efekti površinske napetosti između mešavih tečnosti (koji su razmatrani gore) takođe će biti procijenjeni (pogledati i Sliku 2 u nastavku). Lasersko indukovana fluorescencija (Slika 3) će se koristiti za dobijanje slika polimera frontova. Takođe će se obavljati numeričke simulacije prednjih frontova polimerizacije u obe ćelije Hele-Shaw i okrugle cevi.
Slika 1. Šematski dijagram eksperimentalnih aparata, prikazanih za frontove koji se šire prema gore u ćelijama Hele-Shaw i prednje strane propagiranja u cevima. Vodena kupka i sva dijagnostika prikazana su za oba Hele-Shaw i cevnih aparata. LDV sistem samo za 1g testove. Nije prikazano: Interferometar sa strižnim striženjem.
Slika 2. Shematska ilustracija predloženog efekta nagiba površinskog napona na protok duž polimerskog fronta (prikazano razmnožavanje nagore). Smer pravca toka je suprotan konvencionalnom protoku termokalipara.
|
(a) |
(b) |
(c) |
(d) |
Slika 3. Slike frontova polimerizacije. (a) LIF slika pomoću 20 ppm (po masi) BODIPY 493503 fluorescentni indikator (od molekularnih sondi, Eugene, OR) osvijetljen listom argon-jonskog laserskog svjetla debljine 0.5 mm, razmnožavanje navojem, bez Cab-o-sil termalni plamenovi koji izlaze iz okreta upaljene žice); (b) LIF slika pomoću BODIPY 493503 indikatora, propagacije nadole, bez Cab-o-sil (prst upotrijebiti ne-fluorescentne proizvode); (c) LIF slika pomoću BODIPY 493503 indikatora, propagacije nadole, 0,75 g Cab-o-sil; (d) isti kao (c) ali direktna slika (ne LIF). Sve slike: prečnik cevi (w) 18 mm, sastav smeše 1.5g AP, 15 ml HEMA, 15 ml DMSO.