공업화학 (Applied Chemistry for Engineering)

  • 제8권3호
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  • Pages.347-356
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  • 1997
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  • 1225-0112(pISSN)
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  • 2288-4505(eISSN)
한국공업화학회 (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
권호 표지

연속반응기에서 Styrene과 n-Butylmethacrylate의 용액 공중합의 속도론

The Kinetics of Solution Copolymerization of styrene and n-Butylmethacrylate in a Continuous Stirred Tank Reactor(CSTR)

  • 김남석 (동아대학교 화학공학과) ;
  • 설수덕 (동아대학교 화학공학과)
  • Kim, Nam Seok (Dept. of Chemical Engineering, Dong-A University) ;
  • Seul, Soo Duk (Dept. of Chemical Engineering, Dong-A University)
  • 투고 : 1996.10.24
  • 심사 : 1997.03.19
  • 발행 : 1997.06.10
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초록

스티렌(St)과 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA)를 용매인 톨루엔에서 과산화벤조일(BPO)를 개시제로 사용하여 $80^{\circ}C$에서 연속반응기를 사용하여 용액공중합을 행하였다. 반응물 부피, 체류시간은 각각 0.6L, 3시간으로 하였다. 단량체 반응성비 $r_1$(St)과 $r_2$(BMA)는 Kelen-Tudos방법 (또는 Fineman-Ross방법)으로 결정하였다. : $r_1$=0.75(0.67), $r_2$=0.61(0.56). 공중합체의 가교정지인자, $\phi$값은 스티렌의 전체 조송에 대해 0.44~0.78값을 가지고 공중합체내 스티렌 조송이 증가할수록 $\phi$값도 증가하고 있다. 스티렌과 부틸메타크릴레이트의 공중합반응은 2차 반응속도식에 따랐으며 시뮬레이션한 전환율과 공중합 속도를 실험결과와 비교하였다. 동족인 정상상태에 도달하는 평균시간은 체류시간의 3.5배였다.

Solution copolymerization of Styrene(St) and n-Butylmethacrylate(BMA) was carried out with Benzoylperoxide (BPO) as an initiator in toluene at $80^{\circ}C$ in a continuous stirred tank reactor. Reaction volume and residence time were 0.6 liters, 3 hours respectively. The monomer reactivity ratios, $r_1$(St) and $r_2$(BMA) were determined by both the Kelen-Tlidos method and the Fineman-Ross method ; $r_1$=0.75(0.67), $r_2$=0.61(0.56). The cross-termination factor, $\phi$ factor of the copolymer over the entire St compositions ranged from 0.44 to 0.78. The $\phi$ factors of St-BMA copolymer increased with increasing St compositions. Our present system showed that the continuous copolymerization of St with BMA followed second-order kinetic behavior. The simulated conversions and copolymerization rates were compared with the experimental results. The average time to reach dynamic steady-state was three times and half of the residence time.

키워드

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