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Sintesi di una resina polimerica stabile per la produzione in vasca di lastre colate di polimetilmetacrilato

Obiettivo dello studio è stata la ricerca di un metodo affidabile per evitare l'utilizzo dell'addensante, con la produzione di un pre-polimero stabile di polimetilmetacrilato. A tal scopo si è quindi polimerizzato il MMA operando il blocco della polimerizzazione a PMMA ad un certo livello di viscosità, con lo scopo di produrre una resina stabile, stoccabile in serbatoio per qualche giorno, ed infine utilizzabile per la colata, in funzione delle esigenze produttive dello stabilimento.

Si sono quindi considerati tempi di produzione della resina dell'ordine di un paio di ore (compatibili con la realtà industriale): gli esperimenti sono stati effettuati variando sia le quantità che le proporzioni relative degli iniziatori e di nuovi additivi utilizzati, atti al trasferimento-terminazione di catena. Proprio questi ultimi, attualmente non usati in produzione, sono stati al centro della ricerca perché in grado di far ottenere un peso molecolare meno disperso ed un ottimo controllo del calore sviluppato, evitando così l'autoinnesco della reazione radicalica.

Lo studio di tesi sviluppato ha portato alla possibile eliminazione dell'addensante attualmente utilizzato in produzione con un risparmio economico netto relativo sia al costo dell'addensante stesso, sia al miglioramento qualitativo delle lastre ottenute aventi una distribuzione dei pesi molecolari molto più omogenea. La preparazione di un pre-polimero stabile, inoltre, ha permesso di accorciare i tempi del processo con un ulteriore risparmio energetico ottenuto nel far procedere in vasca una reazione già parzialmente avanzata.

Negli esperimenti svolti la reazione di pre-polimerizzazione è stata “addormentata”, una volta raggiunto l'avanzamento voluto, con un forte e repentino abbassamento della temperatura. Si è poi trasferita la resina (pre-polimero) in contenitori a temperatura ambiente. La resina così stabilizzata è stata quindi utilizzata, dopo un paio di giorni, per la produzione di piccole lastre, riattivando la polimerizzazione in vasca tramite calore ed eventualmente un'ulteriore aggiunta di iniziatori.

L'elaborato della tesi si sviluppa in due parti principali: una, iniziale, teorica-introduttiva ed una sperimentale.

Nella prima parte, relativa ai capitoli I-III, si introduce il mondo delle materie plastiche, con particolare attenzione al polimetilmetacrilato ed alla polimerizzazione a catena, nella seconda (capitoli IV e V) si descrive dettagliatamente l'esperienza di laboratorio con il percorso sviluppato alla ricerca dell'obiettivo.

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1 INTRODUZIONE Questo studio di tesi è stato sviluppato presso la ditta Plastidite S.p.A. di Trieste nel periodo luglio - settembre 2010. La ditta produce lastre colate in polimetilmetacrilato (PMMA), prevalentemente lisce, ma anche a finitura satinata o puntinata. Le lastre prodotte possono essere trasparenti, opacizzate o colorate, in tint a piena o fluor e sc e nti , tra mi te l‟ a gg iunt a , in fa se di preparazione, di opportuni coloranti e additivi. La produzione attualmente si svolge con metodi tradizionali. Prima de ll ‟ope ra z ione di c olata il monom e ro ( MMA) liquido viene addensato, in un miscelatore, tramite l‟a gg iunt a di un granulo metacrilico, realizzato in emulsione, che risulta poi inerte alla successiva polimerizzazione in vasca per ottenere la lastra rigida. La polimerizzazione, fortemente esotermica, avviene quindi per via radicalica a catena, evidenziando difficoltà di controllo termico. Obiettivo dello studio è stata la ricerca di un metodo affidabile per evitare l‟util izz o de ll ‟a dde nsante , c on la pr oduz ione di un pr e -polimero stabile di polimetilmetacrilato. A tal scopo si è quindi polimerizzato il MMA operando il blocco della polimerizzazione a PMMA ad un certo livello di viscosità, con lo scopo di produrre una resina stabile, stoccabile in serbatoio per qualche giorno, ed infine utilizzabile per la colata, in funzione delle esigenze produttive dello stabilimento. Si sono quindi considerati tempi di pr oduz ione de ll a re sina de ll ‟or dine di un pa io di ore (compatibili con la realtà industriale): gli esperimenti sono stati effettuati variando sia le quantità che le proporzioni relative degli iniziatori e di nuovi additivi utilizzati, atti al trasferimento-terminazione di catena. Proprio questi ultimi, attualmente non usati in produzione, sono stati al centro della ricerca perché in grado di far ottenere un peso molecolare meno disperso ed un ottimo controllo del calore sviluppato, evitando così l‟a utoi nne sc o de ll a reazione radicalica. L o studi o di tesi svi lupp a to ha porta to a ll a possi b il e e li mi na z ione de ll ‟a dd e nsante attualmente utilizzato in produzione con un risparmio economico netto relativo sia al costo de ll ‟a dde nsant e stesso , sia al miglioramento qualitativo delle lastre ottenute aventi una distribuzione dei pesi molecolari molto più omogenea. La preparazione di un pre-polimero stabile, inoltre, ha permesso di accorciare i tempi del processo con un ulteriore risparmio energetico ottenuto nel far procedere in vasca una reazione già parzialmente avanzata.

Laurea liv.II (specialistica)

Facoltà: Ingegneria

Autore: Guido Maestro Contatta »

Composta da 134 pagine.

 

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