استخدام الأمواج فوق الصوتية في تحديد نسبة تحوّل المونومير إلى بوليمر عند بلمرة الستايرين في التولوين

الملخص

تُعد المراقبة الآنية لتفاعلات البلمرة في المختبر والصناعة ذات أهمية بالغة لإنتاج مواد وفق المواصفات المطلوبة، ولا سيما عندما يكون المنتج النهائي حساساً للتغيرات التي تطرأ على وسط التفاعل، مثل اللزوجة أو توزّع الوزن الجزيئي للبوليمر. تستعرض هذه الدراسة إمكانية استخدام الأمواج فوق الصوتية لمراقبة بلمرة الستايرين في التولوين بوجود المبادر آزو-إيزوبيوتيرونتريل .(AIBN) استُخدمت في الدراسة أمواج فوق صوتية ترددها 8 MHz لرصد التغيرات في الخصائص الصوتية لوسط التفاعل، وتحديداً سرعة الصوت ومعامل التخامد. تعكس سرعة الصوت التغيرات في الكثافة والانضغاطية المصاحبة لتحوّل المونوميرات إلى سلاسل بوليمرية، في حين يرتبط التخامد بزيادة لزوجة الوسط الناتجة عن نمو السلاسل وتطور ديناميكيتها. جرى تقدير نسبة التحوّل من خلال مقارنة القياسات الصوتية لوسط التفاعل مع القياسات الصوتية لأوساط معيارية تضم محاليل بوليستايرين في الستايرين والتولوين تحاكي نسب تحول مختلفة. ولغرض التحقق، قيس التحوّل أيضًا بطريقة الترسيب التقليدية. أظهرت النتائج أن القيم الصوتية تتوافق بشكل جيد مع القيم المعيارية عند مختلف درجات الحرارة ومراحل التفاعل، مع دقة بلغت نحو 87% مقارنة بطريقة الترسيب. تؤكد هذه النتائج جدوى استخدام المراقبة فوق الصوتية كأداة آنية وفعّالة لدراسة حركيات تفاعلات البلمرة.