Влияние вихревых течений на свободнорадикальную полимеризацию в микрокапле при инициировании на границе раздела фаз

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Процесс свободнорадикальной полимеризации в микрокапле мономера, движущейся в не совместимом с ней растворе инициатора, исследован теоретически путем численного решения системы кинетических уравнений с учетом диффузии и внутреннего течения мономеров и продуктов реакции. Выявлено существенное влияние образующихся в капле вихревых течений на скорость полимеризации и молекулярно-массовые характеристики формирующихся полимерных цепей. Показано, что увеличение скорости течения вызывает ускорение полимеризации внутри движущейся капли по сравнению с состоянием покоя. Это приводит к заметному снижению индекса полидисперсности и немонотонной зависимости среднечисленной длины цепей от скорости сплошной фазы. Полученные результаты представляют интерес для понимания кинетики формирования полимерных микрочастиц и микроволокон в процессе течения в микрожидкостных устройствах.

About the authors

S. A. Patlazhan

Federal Research Center for Chemical Physics named after N. N. Semenov of the Russian Academy of Sciences

Email: sapat@yandex.ru
119991 Moscow, Kosygina str., 4

D. E. Roschin

Federal Research Center for Chemical Physics named after N. N. Semenov of the Russian Academy of Sciences; National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)

119991 Moscow, Kosygina str., 4; 129337 Moscow, Yaroslavskoye highway, 26

References

  1. Andreu A.,Su P.-C.,Kim J.-H.,Ng C.S.,Kim S.,Kim I.,Lee J.,Noh J.,Subramanian A.S.,Yoon Y.-J. //AdditiveManufacturing.2021. V. 44. P. 102024.
  2. Economidou S.N., Douroumis D. // Adv. Drug Delivery Revs. 2021. V. 173. P. 60.
  3. Orcid S.C.L., Orcid R.L., Stampfl J., Gurr M., Mülhaupt R. // Chem. Rev. 2017. V. 117. № 15. P. 10212.
  4. Layani M., Wang X., Magdassi S. // Adv. Mater.2018. V. 30. № 41. P. 1706344.
  5. Zhang J., Xiao P. // Polym. Chem. 2018. V. 9. P. 1530.
  6. Liu C., Huang N., Xu F., Tong J., Chen Z., Gui X., Fu Y., Lao C. // Polymers. 2018. V. 10. P. 6.
  7. Jandt K.D., Mills R.W. // Dental Mater. 2013. V. 29. P. 6 605.
  8. Cadenaro M., Maravic T., Comba A., Mazzoni A., Fanfoni L., Hilton T., Ferracane J., Breschi L. // Dental Mater. 2019. V. 35. № 1. P. e1.
  9. Price R., Ferracane J., Shortall A. // J. Dental Res. 2015. V. 94. № 9. P. 1179.
  10. Moszner N., Hirt T. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2012. V. 50. № 21. P. 4369.
  11. Palin W.M., Leprince J G., Hadis M.A. // Dental Mater. 2018. V. 34. № 5. P. 695.
  12. Halloran J.W. // Ann. Rev. Mater. Res. 2016. V. 46. № 1. P. 19.
  13. Mondschein R.J., Kanitkar A., Williams C.B., Verbridge S.S., Long T.E. // Biomaterials.2017. V. 140. P. 170.
  14. Odian G. // Principles of polymerization. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2004.
  15. Zhu P., Wang L. // Lab. Chip. 2017. V. 17. P. 34.
  16. Kumacheva E., Garstecki P. // Microfluidic reactors for polymer particles. West Sussex: Wiley, 2011.
  17. Serra C., Chang Z.// Chem. Eng. Technol. 2008. V. 31. № 8. P. 1099.
  18. Wang J., Li Y., Wang X., Wang J., Tian H., Zhao P., Tian Y., Gu Y., Wang L., Wang C. // Micromachines.2017. V. 8, P. 1.
  19. Lone S., Cheong I.W. // RSC Adv. 2014. V. 4. P. 13322.
  20. Yang S., Guo F., Kiraly B., Mao X., Lu M., Leong K.W., Huang T.J. // Lab. Chip, 2012. V. 12. P. 2097.
  21. Köhler J.M., März A., Popp J., Knauer A., Kraus I., Faerber J., Serra C. // Analyt. Chem. 2013. V. 85. № 1. P. 313.
  22. Yang C.-H., Wang C.-Y., Huang K.-S., Kung C.-P., Chang Y.-C., Shaw J.-F. // Int. J. Pharmaceutics. 2014. V 463. № 2. P. 155.
  23. Chen P.W., Erb R.M., Studart A.R. // Langmuir. 2012. V. 28. № 1. P. 144.
  24. Polenz I., Brosseau Q., Baret J.-C. // Soft Matter. 2015. V. 11. P. 2916.
  25. Zhang M., Wang W., Ju X., Xie R., Liu Z., Chu L., Chin J. // Appl. Chem. 2017. V. 34. № 11. P. 1240.
  26. Rosselini E., Cascone M.G. // Biomimetics. 2023. V. 8. № 1. P. 74.
  27. Abrishamkar A., Nighaz A., Saadatmand M., Naeimirad M., DeMello A. // Biomicrofluidics. 2022. V. 16. № 6. P. 061504.
  28. Thickett S.C., Gilbert R.G. // Polymer. 2007. V. 48. № 24. P. 6965.
  29. Roshchin D., Patlazhan S., Berlin A. // Eur. Polym. J. 2023. V. 190.P. 112002.
  30. Hadamard J.S. // Comptes rendus de l’Académie des Sciences.1911. V. 152. P. 1735 (in French).
  31. Stone Z.B., Stone H.A. // Physics of fluids, 2005. V. 17. P. 063103.
  32. Mastan E., Zhu S. // Eur. Polym. J. 2015. V. 68. P. 139.
  33. Carswell T., Hill D., Londero D., O’Donnell J., Pomery P., Winzor C. // Polymer. 1992. V. 33. № 1. P. 137.
  34. Stickler M., Panke D., Wunderlich W. // Makromol.Chem. 1987. V. 188. № 11. P. 2651.
  35. Zhao S., Riaud A., Luo G., Jin Y., Cheng Y. // Chem. Eng. Sci. 2015. V. 131. P. 118.
  36. Guido S., Preziosi V. // Adv. Colloid Interface Sci. 2010. V. 161. № 1–2. P. 89.
  37. Moukalled F., Mangani L., Darwish M. // The finite volume method in computational fluid dynamics: an advanced introduction with OpenFoam and Matlab. London:Springer, 2015.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».