Inducción de fuerza optofluídica para el monitoreo en línea de las distribuciones de tamaño de partícula en las...

Área de la Ciencia:

• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• El monitoreo en tiempo real de la distribución del tamaño de partícula (PSD, por sus siglas en inglés) es crucial para el control de la polimerización de la emulsión.
• Los métodos convencionales fuera de línea (DLS, TEM, CHDF) carecen de la capacidad dinámica para el monitoreo in situ de la reacción.
• La Inducción de Fuerza OptoFluídica (OF2i), una técnica de pinza óptica, no se ha aplicado previamente al monitoreo de la reacción del polímero.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el rendimiento de OF2i para el monitoreo en línea y in situ del tamaño de las partículas y PSD durante la polimerización de la emulsión.
• Evaluar la aplicabilidad de OF2i en reactores de tanque agitado tanto para procesos ab initio como semibatch.
• Para comparar las mediciones de OF2i con técnicas offline establecidas.

Principales métodos:

• Utilizó OF2i, una tecnología basada en pinzas ópticas, para la caracterización de partículas en tiempo real dentro de reactores de tanques agitados.
• Se llevaron a cabo polimerizaciones de emulsión ab initio y semibatch de estireno y comonomeros acrílicos.
• Núcleo secundario simulado mediante adiciones secuenciales de semillas para probar las capacidades de seguimiento dinámico de OF2i.

Principales resultados:

• OF2i rastreó con éxito la evolución del tamaño de las partículas y la dinámica de la PSD en varias etapas de reacción, incluida la nucleación y el crecimiento.
• Se lograron mediciones precisas de PSD para los látex de poliestireno (> 180 nm) y los sistemas de copolímero (met) acrílico (> 200 nm).
• Los datos de OF2i mostraron consistencia con los métodos fuera de línea (DLS, TEM, CHDF), con una resolución temporal de 10 minutos.

Conclusiones:

• OF2i proporciona datos PSD continuos y de alta resolución sin calibración específica de la composición, lo que permite el monitoreo en tiempo real de la dinámica transitorio.
• La tecnología ofrece capacidades para monitorear los cambios de población inalcanzables con los métodos convencionales fuera de línea.
• OF2i demuestra un potencial significativo para avanzar en la comprensión y el control del proceso en la polimerización de emulsiones.