Optimal policies for batch, chain addition polymerizations

• Published in: Chemical engineering science Vol. 27; no. 12; pp. 2281 - 2289
• Main Authors: Sacks, Martin E., Lee, Soo-Il, Biesenberger, Joseph A.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier Ltd 01.01.1972
• ISSN: 0009-2509; 1873-4405
• DOI: 10.1016/0009-2509(72)85105-4

The Maximum Principle was applied to determine temperature and initiator addition policies that minimize reaction times for chain addition polymerizations in batch reactors. The gel effect was considered. The optimal policies were found to be a rising temperature and a constant initiator concentration such that k eff for monomer conversion is constant. Under a strong “dead end” effect, the optimal policy results in a significant reduction in the polymerization reaction time. Numerical examples for the polymerization of styrene and methyl methacrylate are presented. Les auteurs appliquent le principe du maximum pour déterminer la température et les systèmes d'addition de catalyseur, qui réduisent les temps de réaction dans le cas de la polymérisation par addition en chaine, dans des réacteurs à charges discontinues. On considère l'effet du gel. On a trouvé que les moyens optimaux sont: une température croissante et une concentration constante de catalyseur pour que k eff, pour la conversion de monomère, soit constant. Dans les conditions d'un effet de “brin mort” le moyen optimal mène à une réduction importante du temps de polymérisation. Les auteurs donnent des exemples numériques de la polymérisation de styrène et de méthacrylate de méthyle. Das Maximumprinzip wurde angewendet zur Bestimmung der Temperatur und Initiatorzugabe Methoden, die die Reaktionszeiten für Kettenadditions-Polymerisationen in Chargenreaktoren auf ein Minimum beschränken. Die Gelwirkung wurde in Betracht gezogen. Es wurde festgestellt, dass die optimalen Methoden in einer steigenden Temperatur und einer konstanten Initiatorkonzentration bestanden, so dass k eff für die Monomerumsetzung konstant ist. Bei starkem “totem Ende” Effekt, ergibt die optimale Methode eine deutliche Verminderung der Polymerisationsreaktionszeit. Es werden numerische Beispiele für die Polymerisation von Styrol und Methylmethacrylat dargelegt.