| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:The importance of depropagation in free radical co-polymerization of itaconates : PhD Thesis
Avtorji:ID Pirman, Tomaž (Avtor)
ID Likozar, Blaž (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
ID Hutchinson, Robin A. (Komentor)
Datoteke:.pdf DOK_Pirman_Tomaz_2024.pdf (5,03 MB)
MD5: 8C5E0D7D4EC9F8ECCCBB03B70747AC54
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Opis:Biobased monomers offer a means to enhance the sustainability of acrylic resins, which are traditionally manufactured from acrylate and methacrylate monomers derived from petrochemical sources. However, utilizing renewable feedstocks for these monomers is currently not economically viable, necessitating the exploration of alternative pathways for producing sustainable acrylic resins. Itaconates, which are produced via fermentation, share a similar structure with conventional monomers, making it possible to achieve comparable polymer properties without significantly changing production processes. However, itaconates have limitations: they depropagate at lower temperatures and exhibit much slower polymerization rates than conventional methacrylates during homopolymerization. This study explores the copolymerization of itaconates with acrylates under standard commercial conditions as a promising approach to address these challenges. The copolymerization of dibutyl itaconate (DBI) with butyl acrylate (BA) is examined in detail. Initial investigations involved batch homopolymerizations of DBI, varying monomer and initiator concentrations, solvent types, and reaction temperatures to validate known propagation and termination kinetics and to gain a deeper understanding of DBI depropagation. Conversion rates and molecular weight distributions were measured using 1H NMR and size exclusion chromatography, respectively. These results were used to refine the representation of depropagation kinetics by fitting the data to a comprehensive kinetic model of DBI homopolymerization, implemented in the PREDICI software, with additional kinetic parameters sourced from recent literature. Subsequently, BA was employed as a highly reactive, non-depropagating comonomer in a batch system to mitigate the strong depropagation and slow polymerization rates of DBI. Experiments were conducted with varying initial monomer concentrations and compositions at different temperatures. In addition to demonstrating that BA significantly enhances the polymerization rate, the data provided initial estimates of reactivity ratios for acrylate-itaconate copolymerization. Furthermore, semi-batch copolymerization experiments were performed with varying monomer compositions under starved feed conditions and elevated temperatures, reflecting typical commercial practices. These trials indicated that resins containing up to 50% itaconate are feasible for production, offering the potential to greatly increase the sustainable content of acrylic polymer resins. Finally, a comprehensive kinetic model for BA/DBI copolymerization, incorporating itaconate depropagation and acrylate backbiting, was developed using the PREDICI software. The model's predictions are compared to experimental batch and semi-batch conversion profiles, polymer molar mass distributions, and comonomer composition drift profiles. This comparison enhances the understanding of the system and provides a tool for further process development and optimization of operating conditions.
Ključne besede:Itaconates, Bio-based monomer, Kinetic modeling, Sustainable acrylic resins, Depropagation
Kraj izida:Maribor
Kraj izvedbe:Maribor
Založnik:[T. Pirman]
Leto izida:2024
Št. strani:Str. XVIII-135
PID:20.500.12556/DKUM-90625 Novo okno
UDK:66.095.26.011:678.744.32(043.3)
COBISS.SI-ID:226037507 Novo okno
Datum objave v DKUM:12.02.2025
Število ogledov:0
Število prenosov:9
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FKKT
:
PIRMAN, Tomaž, 2024, The importance of depropagation in free radical co-polymerization of itaconates : PhD Thesis [na spletu]. Doktorska disertacija. Maribor : T. Pirman. [Dostopano 13 april 2025]. Pridobljeno s: https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&id=90625
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share


Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:11.09.2024

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Pomembnost depropagacije pri prosti radikalski kopolimerizaciji itakonatov
Opis:Biološko osnovani monomeri ponujajo način za izboljšanje trajnosti akrilnih smol, ki se tradicionalno proizvajajo iz akrilatnih in metakrilatnih monomerov, pridobljenih iz petrokemičnih virov. Vendar uporaba obnovljivih surovin za te monomere trenutno ni ekonomsko izvedljiva, kar zahteva raziskovanje alternativnih poti za proizvodnjo trajnostnih akrilnih smol. Itakonati, ki se proizvajajo s fermentacijo, imajo podobno strukturo kot konvencionalni monomeri, kar omogoča doseganje primerljivih lastnosti polimerov brez bistvenih sprememb v proizvodnih procesih. Kljub temu imajo itakonati omejitve: pri nižjih temperaturah depropagirajo in pri homopolimerizaciji izkazujejo veliko počasnejše hitrosti polimerizacije kot konvencionalni metakrilati. Ta študija raziskuje kopolimerizacijo itakonatov z akrilati v standardnih komercialnih pogojih kot obetaven pristop k reševanju teh izzivov. Kopolimerizacija dibutil itakonata (DBI) z butil akrilatom (BA) je podrobno preučena. Začetne raziskave so vključevale serijsko homopolimerizacijo DBI, pri čemer smo spreminjali koncentracije monomerov in iniciatorjev, vrste topil ter reakcijske temperature, da bi preverili znano kinetiko propagacije in terminacije ter pridobili globlje razumevanje depropagacije DBI. Konverzije in porazdelitve molekulskih mas so bile merjene z uporabo ¹H NMR in gelske izključitvene kromatografije. Ti rezultati so bili uporabljeni za izboljšanje ocene kinetike depropagacije z ujemanjem podatkov s celovitim kinetičnim modelom homopolimerizacije DBI, implementiranim v programski opremi PREDICI, z dodatnimi kinetičnimi parametri iz nedavne literature. Nato je bil BA uporabljen kot zelo reaktiven komonomer, ki ne depropagira, v šaržnem sistemu za namen zmanjšanja močne depropagacije in počasnih hitrosti polimerizacije DBI. Izvedli smo poskuse z različnimi začetnimi koncentracijami in sestavami monomerov pri različnih temperaturah. Poleg potrditve, da BA bistveno poveča hitrost polimerizacije, so podatki zagotovili začetne ocene reaktivnostnih razmerij za kopolimerizacijo akrilat-itakonat. Poleg tega so bili izvedene tudi eksperimenti polšaržne kopolimerizacije z različnimi monomernimi sestavami v pogojih omejenega dovajanja surovin in pri povišanih temperaturah, kar odraža tipično industrijsko prakso. Ti poskusi so pokazali, da je proizvodnja smol, ki vsebujejo do 50 % itakonata, izvedljiva, kar omogoča znatno povečanje trajnostne vsebnosti akrilnih polimernih smol. Nazadnje je bil razvit celovit kinetični model za kopolimerizacijo BA/DBI, ki vključuje depropagacijo itakonata in prenos radikala (»backbiting«) akrilata, z uporabo programske opreme PREDICI. Napovedi modela so bile primerjane z eksperimentalnimi profili konverzije pri šaržnih in polšaržnih postopkih, porazdelitvijo molske mase polimerov in profili odmika sestave komonomerov v primerjavi z monomerno sestavo. Ta primerjava izboljša razumevanje sistema in zagotavlja orodje za nadaljnji razvoj procesa ter optimizacijo delovnih pogojev.
Ključne besede:Itakonati, Bio-osnovani monomer, Modeliranje kinetike procesa, Trajnostne akrilne smole, Depropagacija


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici