Влияние вихревых течений на свободнорадикальную полимеризацию в микрокапле при инициировании на границе раздела фаз

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Процесс свободнорадикальной полимеризации в микрокапле мономера, движущейся в не совместимом с ней растворе инициатора, исследован теоретически путем численного решения системы кинетических уравнений с учетом диффузии и внутреннего течения мономеров и продуктов реакции. Выявлено существенное влияние образующихся в капле вихревых течений на скорость полимеризации и молекулярно-массовые характеристики формирующихся полимерных цепей. Показано, что увеличение скорости течения вызывает ускорение полимеризации внутри движущейся капли по сравнению с состоянием покоя. Это приводит к заметному снижению индекса полидисперсности и немонотонной зависимости среднечисленной длины цепей от скорости сплошной фазы. Полученные результаты представляют интерес для понимания кинетики формирования полимерных микрочастиц и микроволокон в процессе течения в микрожидкостных устройствах.

Sobre autores

S. Patlazhan

Federal Research Center for Chemical Physics named after N. N. Semenov of the Russian Academy of Sciences

Email: sapat@yandex.ru
119991 Moscow, Kosygina str., 4

D. Roschin

Federal Research Center for Chemical Physics named after N. N. Semenov of the Russian Academy of Sciences; National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)

119991 Moscow, Kosygina str., 4; 129337 Moscow, Yaroslavskoye highway, 26

Bibliografia

  1. Andreu A.,Su P.-C.,Kim J.-H.,Ng C.S.,Kim S.,Kim I.,Lee J.,Noh J.,Subramanian A.S.,Yoon Y.-J. //AdditiveManufacturing.2021. V. 44. P. 102024.
  2. Economidou S.N., Douroumis D. // Adv. Drug Delivery Revs. 2021. V. 173. P. 60.
  3. Orcid S.C.L., Orcid R.L., Stampfl J., Gurr M., Mülhaupt R. // Chem. Rev. 2017. V. 117. № 15. P. 10212.
  4. Layani M., Wang X., Magdassi S. // Adv. Mater.2018. V. 30. № 41. P. 1706344.
  5. Zhang J., Xiao P. // Polym. Chem. 2018. V. 9. P. 1530.
  6. Liu C., Huang N., Xu F., Tong J., Chen Z., Gui X., Fu Y., Lao C. // Polymers. 2018. V. 10. P. 6.
  7. Jandt K.D., Mills R.W. // Dental Mater. 2013. V. 29. P. 6 605.
  8. Cadenaro M., Maravic T., Comba A., Mazzoni A., Fanfoni L., Hilton T., Ferracane J., Breschi L. // Dental Mater. 2019. V. 35. № 1. P. e1.
  9. Price R., Ferracane J., Shortall A. // J. Dental Res. 2015. V. 94. № 9. P. 1179.
  10. Moszner N., Hirt T. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2012. V. 50. № 21. P. 4369.
  11. Palin W.M., Leprince J G., Hadis M.A. // Dental Mater. 2018. V. 34. № 5. P. 695.
  12. Halloran J.W. // Ann. Rev. Mater. Res. 2016. V. 46. № 1. P. 19.
  13. Mondschein R.J., Kanitkar A., Williams C.B., Verbridge S.S., Long T.E. // Biomaterials.2017. V. 140. P. 170.
  14. Odian G. // Principles of polymerization. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2004.
  15. Zhu P., Wang L. // Lab. Chip. 2017. V. 17. P. 34.
  16. Kumacheva E., Garstecki P. // Microfluidic reactors for polymer particles. West Sussex: Wiley, 2011.
  17. Serra C., Chang Z.// Chem. Eng. Technol. 2008. V. 31. № 8. P. 1099.
  18. Wang J., Li Y., Wang X., Wang J., Tian H., Zhao P., Tian Y., Gu Y., Wang L., Wang C. // Micromachines.2017. V. 8, P. 1.
  19. Lone S., Cheong I.W. // RSC Adv. 2014. V. 4. P. 13322.
  20. Yang S., Guo F., Kiraly B., Mao X., Lu M., Leong K.W., Huang T.J. // Lab. Chip, 2012. V. 12. P. 2097.
  21. Köhler J.M., März A., Popp J., Knauer A., Kraus I., Faerber J., Serra C. // Analyt. Chem. 2013. V. 85. № 1. P. 313.
  22. Yang C.-H., Wang C.-Y., Huang K.-S., Kung C.-P., Chang Y.-C., Shaw J.-F. // Int. J. Pharmaceutics. 2014. V 463. № 2. P. 155.
  23. Chen P.W., Erb R.M., Studart A.R. // Langmuir. 2012. V. 28. № 1. P. 144.
  24. Polenz I., Brosseau Q., Baret J.-C. // Soft Matter. 2015. V. 11. P. 2916.
  25. Zhang M., Wang W., Ju X., Xie R., Liu Z., Chu L., Chin J. // Appl. Chem. 2017. V. 34. № 11. P. 1240.
  26. Rosselini E., Cascone M.G. // Biomimetics. 2023. V. 8. № 1. P. 74.
  27. Abrishamkar A., Nighaz A., Saadatmand M., Naeimirad M., DeMello A. // Biomicrofluidics. 2022. V. 16. № 6. P. 061504.
  28. Thickett S.C., Gilbert R.G. // Polymer. 2007. V. 48. № 24. P. 6965.
  29. Roshchin D., Patlazhan S., Berlin A. // Eur. Polym. J. 2023. V. 190.P. 112002.
  30. Hadamard J.S. // Comptes rendus de l’Académie des Sciences.1911. V. 152. P. 1735 (in French).
  31. Stone Z.B., Stone H.A. // Physics of fluids, 2005. V. 17. P. 063103.
  32. Mastan E., Zhu S. // Eur. Polym. J. 2015. V. 68. P. 139.
  33. Carswell T., Hill D., Londero D., O’Donnell J., Pomery P., Winzor C. // Polymer. 1992. V. 33. № 1. P. 137.
  34. Stickler M., Panke D., Wunderlich W. // Makromol.Chem. 1987. V. 188. № 11. P. 2651.
  35. Zhao S., Riaud A., Luo G., Jin Y., Cheng Y. // Chem. Eng. Sci. 2015. V. 131. P. 118.
  36. Guido S., Preziosi V. // Adv. Colloid Interface Sci. 2010. V. 161. № 1–2. P. 89.
  37. Moukalled F., Mangani L., Darwish M. // The finite volume method in computational fluid dynamics: an advanced introduction with OpenFoam and Matlab. London:Springer, 2015.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025