Population Balance Modeling to Optimize Nitroxide Mediated Polymerization in Aqueous Miniemulsion

Promovendus/a: Elnaz Zeinali

Promotor(en): prof. Paul Van Steenberge, dr. ir. Yoshi Marien

Acrylaatmonomeren, met name n-butylacrylaat (nBuA), spelen een belangrijke rol in de chemische productie van coatings, lijmen en afwerkingen. Het gebruik van reversibele deactivering radicale polymerisatie (RDRP) voor poly(n-butylacrylaat) productie maakt effectieve controle over ketenlengte, hoge eindgroepfunctionaliteit en een lager vertakkingsgehalte mogelijk. Voor de bereiding van poly(n-butylacrylaat) in milieuvriendelijke media heeft water-gebaseerde (mini)emulsie de voorkeur. Het begrijpen van RDRP-kinetiek in (mini)emulsie is cruciaal voor het verbeteren van materiaaleigenschappen. Wiskundige modellering komt naar voren als een belangrijk hulpmiddel in deze context. Deze studie behandelt een belangrijke uitdaging van nitroxide-gemedieerde polymerisatie (NMP) als een van de RDRP-technieken in mini-emulsie: het identificeren van de optimale gemiddelde deeltjesgrootte (dp) voor het bereiken van hoge reactiesnelheden, precieze controle over ketenlengte en eindgroepfunctionaliteit. Door gebruik te maken van een deterministisch (4D) Smith-Ewart-model met een methode van momenten, ligt de focus op NMP van nBuA met behulp van SG1 of TEMPO in mini-emulsie. Het uitvoeren van dit onderzoek binnen een op water gebaseerd systeem adresseert niet alleen milieukwesties, maar opent ook mogelijkheden voor op maat gemaakte polymeersynthese, wat aanzienlijk bijdraagt aan vooruitgang in duurzaam materiaalontwerp.