Polymer devolatilization
પોલિમર ડીવોલેટિલાઇઝેશન, જેને પોલિમર ડિગેસિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે શેષ મોનોમર્સ, દ્રાવકો, પ્રતિક્રિયા ઉપ-ઉત્પાદનો અને પોલિમરમાંથી પાણી જેવા ઓછા પરમાણુ-વજનના ઘટકોને દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. પ્રેરણા પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા પછી રિએક્ટરમાંથી બહાર નીકળતી વખતે, ઘણા પોલિમરમાં હજુ પણ અનિચ્છનીય ઓછા પરમાણુ વજનના ઘટકો હોય છે. આ ઘટકો ઉત્પાદનને વધુ પ્રક્રિયા માટે બિનઉપયોગી બનાવી શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, પોલિમર દ્રાવણનો પ્લાસ્ટિક પ્રક્રિયા માટે સીધો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી), ઝેરી હોઈ શકે છે, ખરાબ સંવેદનાત્મક ગુણધર્મો જેમ કે અપ્રિય ગંધ પેદા કરી શકે છે અથવા પોલિમરના ગુણધર્મોને વધુ ખરાબ કરી શકે છે. પ્રક્રિયામાં મોનોમર્સ અને સોલવન્ટનું રિસાયકલ કરવું પણ ઇચ્છનીય હોઈ શકે છે. પ્લાસ્ટિક રિસાયક્લિંગમાં પાણીને દૂર કરવું અને અસ્થિર અધઃપતન ઉત્પાદનો પણ સામેલ હોઈ શકે છે. મૂળભૂત પ્રક્રિયાના પ્રકારો જ્યારે પોલિમર ઘન અથવા પ્રવાહી તબક્કામાં હોય ત્યારે અસ્થિર ઘટકો પ્રવાહી અથવા વાયુ તબક્કામાં જતા હોય ત્યારે ડીવોલેટિલાઇઝેશન કરી શકાય છે. ઉદાહરણો છેઃ સોલિડ પોલિમર, લિક્વિડ ફેઝઃ પાણી સાથે પોલિયામાઇડ્સમાંથી કેપ્રોલેક્ટમનું નિષ્કર્ષણ. સોલિડ પોલિમર, ગેસ તબક્કોઃ સિલોસમાં હવા અથવા નાઇટ્રોજન દ્વારા પોલિઇથિલિનમાંથી ઇથિલિનને દૂર કરવું. પ્રવાહી પોલિમર, ગેસ તબક્કોઃ પોલિસ્ટરીનમાંથી વેક્યૂમ દ્વારા સ્ટાયરીનને દૂર કરવું. વ્યક્તિગત પગલાંઓમાં મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે વિવિધ પ્રકારના ડીવોલેટિલાઇઝેશન પગલાંને જોડવાનું સામાન્ય છે. ભૌતિક અને રાસાયણિક પાસાઓ થર્મોડાયનેમિક્સ પોલિમરને છોડવા માટે પોલિમરમાં વોલેટાઇલ્સની થર્મોડાયનેમિક પ્રવૃત્તિ અન્ય તબક્કાની તુલનામાં વધુ હોવી જરૂરી છે. આવી પ્રક્રિયાની રચના કરવા માટે, પ્રવૃત્તિની ગણતરી કરવાની જરૂર છે. આ સામાન્ય રીતે ફ્લોરી-હગિન્સ ઉકેલ સિદ્ધાંત દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ અસરને ઉચ્ચ તાપમાન અથવા અસ્થિર ઘટકના નીચલા આંશિક દબાણ દ્વારા નિષ્ક્રિય ગેસ અથવા નીચલા દબાણને લાગુ કરીને વધારી શકાય છે. ફેલાવો પોલિમરમાંથી દૂર કરવા માટે, અસ્થિર ઘટકોને ફેલાવા દ્વારા તબક્કાની સીમા સુધી મુસાફરી કરવાની જરૂર છે. પોલિમરમાં વોલેટાઇલ્સના ઓછા પ્રસરણ ગુણાંકને કારણે, આ દર નક્કી કરવાનું પગલું હોઈ શકે છે. આ અસરને ઊંચા તાપમાન દ્વારા અથવા તેના ઊંચા ફોરિયર નંબરને કારણે નાના પ્રસરણ લંબાઈ દ્વારા વધારી શકાય છે. હીટ ટ્રાન્સફર કારણ કે પોલિમર અને પોલિમર સોલ્યુશનમાં ઘણીવાર ખૂબ જ ઊંચી સ્નિગ્ધતા હોય છે, ડીવોલેટિલાઇઝર્સમાં પ્રવાહ લેમિનાર હોય છે, જે નીચા હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક તરફ દોરી જાય છે, જે મર્યાદિત પરિબળ પણ હોઈ શકે છે. રાસાયણિક સ્થિરતા ઉચ્ચ તાપમાન પોલિમરની રાસાયણિક સ્થિરતાને પણ અસર કરી શકે છે અને આમ તેના ઉપયોગના ગુણધર્મોને અસર કરે છે. જો પોલિમરની ટોચમર્યાદાનું તાપમાન વધી જાય, તો તે આંશિક રીતે તેના મોનોમર્સમાં પાછા ફરશે, તેની ઉપયોગીતા નષ્ટ કરશે. વધુ સામાન્ય રીતે, પોલિમર ડિગ્રેડેશન પણ ડીવોલેટિલાઇઝેશન દરમિયાન થાય છે, જે પ્રક્રિયા માટે ઉપલબ્ધ તાપમાન અને રહેઠાણના સમયને મર્યાદિત કરે છે. ફીણ વિ. ફિલ્મ ડીવોલેટિલાઇઝેશન શૂન્યાવકાશમાં ડીવોલેટિલાઇઝેશનના બે મૂળભૂત સ્વરૂપો છે. ફોમ ડીવોલેટિલાઇઝેશનમાં, પોલિમર સોલ્યુશનની અંદરના પરપોટા ન્યુક્લિએટ થાય છે અને વધે છે, છેવટે તેમની અસ્થિર સામગ્રીને બહાર કાઢે છે અને આસપાસના વિસ્તારોમાં મુક્ત કરે છે. આ માટે પૂરતું વરાળ દબાણ જરૂરી છે. જો શક્ય હોય તો, આ એક ખૂબ જ કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે કારણ કે વોલેટાઇલ્સને માત્ર ટૂંકી રીતે ફેલાવવાની જરૂર છે. ફિલ્મ ડીવોલેટિલાઇઝેશન ત્યારે થાય છે જ્યારે પરપોટા પેદા કરવા માટે હવે પૂરતું વરાળનું દબાણ નથી, અને પર્યાપ્ત સપાટી વિસ્તાર અને સારા મિશ્રણની જરૂર પડે છે. આ કિસ્સામાં, પરપોટા દ્વારા માસ ટ્રાન્સફરમાં સુધારો કરવા માટે પોલિમરમાં નાઇટ્રોજન જેવા સ્ટ્રિપિંગ એજન્ટ ઉમેરી શકાય છે. પોલિમર ઓગળવા માટેના ડીવોલેટિલાઇઝર્સના પ્રકારો પોલિમર ઓગળવા માટેના ડીવોલેટિલાઇઝર્સને સ્થિર અથવા ગતિશીલ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જેને સાહિત્યમાં "સ્થિર" અને "ફરતા" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સ્ટેટિક ડીવોલેટિલાઇઝર્સમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ફોલિંગ સ્ટ્રાન્ડ ડીવોલેટિલાઇઝર્સઃ પોલિમરને ઘણા અલગ અલગ સ્ટ્રાન્ડમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે જે વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં નીચે પડે છે. પ્રસરણ વોલેટાઇલ્સને વાયુ તબક્કામાં ખસેડે છે, જે પછી વેક્યૂમ સિસ્ટમ દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે. આ સામાન્ય રીતે બાષ્પીભવન પ્રક્રિયાનો છેલ્લો તબક્કો હોય છે, જ્યારે બાષ્પનું દબાણ ઓછું હોય છે. ફોલિંગ ફિલ્મ ઇવેપોરેટરઃ પોલિમર ઊભી દિવાલો પરથી નીચે પડે છે, જે દિવાલોના સંપર્કમાં ન હોય તેવી બાજુએ ફેલાય છે. ટ્યુબ બાષ્પીભવકોઃ ઉકળતા પોલિમર દ્રાવણ ઊભી શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં વિભાજકમાં નીચે તરફ વહે છે. પોલિમર તળિયે એકત્રિત કરવામાં આવે છે, વરાળ વેક્યૂમ સિસ્ટમ અને કન્ડેન્સર દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે. ફ્લેશ બાષ્પીભવકોઃ પોલિમર દ્રાવણને અગાઉથી ગરમ કરવામાં આવે છે અને વિભાજકમાં લાવવામાં આવે છે, જ્યાં દ્રાવણના વરાળના દબાણથી નીચેનું દબાણ બાષ્પીભવન કરતા બાષ્પીભવનના એક ભાગ તરફ દોરી જાય છે મૂવિંગ ડિવોલેટિલાઇઝર્સ કો-રોટેટિંગ ટ્વીન સ્ક્રૂ એક્સટ્રુડર્સઃ પોલિમર દ્રાવણને સહ-ફરતા ટ્વીન સ્ક્રૂ એક્સટ્રુડર્સમાં લાવવામાં આવે છે, જ્યાં તેને શીયર અને યાંત્રિક ઊર્જા ઇનપુટને આધિન કરવામાં આવે છે અને જ્યાં વરાળ ખેંચવામાં આવે છે. આ પ્રકારનું મશીન વિવિધ ઝોનમાં વિવિધ દબાણને મંજૂરી આપે છે. એક ફાયદો એ છે કે તે બહિષ્કૃત લોકોની સ્વ-સફાઇ ક્રિયા છે. સિંગલ-સ્ક્રૂ એક્સટ્રુડરઃ સિદ્ધાંતમાં સ્વ-સફાઈ ક્રિયા વિના સહ-ફરતા ટ્વીન સ્ક્રૂ એક્સટ્રુડર જેવું જ છે. વાઇપ્ડ-ફિલ્મ બાષ્પીભવકોઃ પોલિમર દ્રાવણને એક મોટા વાસણમાં લાવવામાં આવે છે, જ્યાં રોટર ઉત્પાદનને ઉત્તેજિત કરે છે અને સપાટીનું નવીકરણ કરે છે. આ મશીનોમાં માત્ર એક જ દબાણનું સ્તર શક્ય છે. મોટા કદના ઘેંસઃ પોલિમર દ્રાવણને મોટા કદના ઘેંસમાં લાવવામાં આવે છે અને એક્સટ્રુડર કરતાં લાંબા સમય સુધી રહેઠાણ સમયે શીયરને આધિન કરવામાં આવે છે. સસ્પેન્શન અને લેટીસ માટે ડિવોલેટિલાઇઝર્સ લેટેક્સ અને સસ્પેન્શનમાંથી મોનોમર્સ અને સોલવન્ટને દૂર કરવા, ઉદાહરણ તરીકે કૃત્રિમ રબરના ઉત્પાદનમાં, સામાન્ય રીતે હલાવેલા જહાજો દ્વારા કરવામાં આવે છે. સંદર્ભો કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ પ્રોસેસ એન્જિનિયરિંગ પોલિમર