کاربرد رویت‌گرهای غیرخطی در فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی

Abstract

یکی از مهم‌ترین مسایل در تولید نانو ذرات پلیمری، کنترل کیفیت محصول و نحوه عملکرد فرایند می‌باشد. این امر نیازمند آن است که به صورت لحظه به لحظه از مقادیر متغیرهای کلیدی فرایند همچون درصد تبدیل، توزیع وزن مولکولی، قطر و تعداد ذرات و ... اطلاع حاصل شود. این درحالی است که تعداد محدودی از متغیرها، همچون دما، فشار و شدت جریان به صورت لحظه‌ای قابل اندازه‌گیری می‌باشند. این اطلاعات به تنهایی برای تجزیه و تحلیل فرایند کافی نیستند. در گذشته برای این منظور از روش‌های برون - خط استفاده ‌می‌شد که تأخیر زمانی قابل ملاحظه‌ای نسبت به سرعت بالای فرایندهای پلیمریزاسیون دارند. به همین دلیل، نحوه عملکرد فرایند و کیفیت محصول، انحراف قابل توجهی از وضعیت بهینه داشت. محققان برای حل این مشکل، از حس‌گرهای نرم‌افزاری استفاده کردند. این حس‌گرها که به رویت‌گرهای حالت معروفند، با کمک مدل ریاضی ساده‌ای از فرایند به اضافه یک ترم تصحیح کننده که با اختلاف مقادیر واقعی و برآورد شده متغیر، متناسب است و همچنین داده‌های لحظه‌ای موجود مانند دما، همزمان با پیشرفت فرایند مقادیر متغیرهای مورد نیاز را پیش‌بینی می‌کنند. به این ترتیب، مشخصات محصول و شرایط سیستم در هر لحظه در اختیار کاربر قرار دارد و می‌توان تغییرات مورد نیاز فرایند را به موقع به آن وارد کرد و همچنین از انحراف عملکرد سیستم و وجود نقص احتمالی در مسیر تولید آگاه شد و برای رفع آن اقدام کرد. در این مقاله، درصد تبدیل منومر در پلیمریزاسیون بوتیل اکریلات به روش امولسیونی با استفاده از داده‌های گرماسنجی، توسط رویت‌گر غیرخطی‌ بهره بالا دنبال شده و صحت عملکرد رویت‌گر با کمک داده‌های آزمایشگاهی مورد تأیید قرار گرفته است.