Experimental Investigation of the Morphology Formation of Polymer Particles in an Acoustic Levitator

Abstract

Summary: Droplet polymerization of N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP) and sodium acrylate (NaAA) was carried out in an acoustic levitator for different ambient temperatures and relative humidities. The resulting particle morphologies were compared to particles of two crystalline systems (mannitol and ammonium sulfate) and two disperse systems (silica and styrene -butyl acrylate dispersion), all obtained under similar drying conditions. NVP was found to form a higher amount of crystals with lower temperature and relative humidity, contrary to the behaviour observed for mannitol and ammonium sulfate. The processes of both, polymerization and drying of NaAA lead to similar morphologies at low temperatures and humidities, probably caused by the precipitation of NaAA during polymerization.

Influences on the Properties of Spray Polymerization Products

“…Moritz et al [5 -8] untersuchten den Einfluss der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit auf die Partikelmorphologie von u. a. Natriumacrylat-und Mannitol-Lösungen. relativer Luft-feuchtigkeit und Morphologie festgestellt und entsprechende Modelle entwickelt werden [5,6]. relativer Luft-feuchtigkeit und Morphologie festgestellt und entsprechende Modelle entwickelt werden [5,6].…”

“…Die Möglichkeit der direkten Morphologieübertragung in Abhängigkeit von Temperatur sowie Monomerzusammensetzung auf die Produkte der Sprühpolymerisation aus den Einzeltropfenexperimenten von Moritz et al [5] und Halfar [4] …”

“…Analog zur Sprühtrocknung kann auch die Sprühpolymerisation in zwei Abschnitte eingeteilt werden [5,15] …”

“…Halfar zeigte im Einzeltropfenexperiment, dass der Stoff‐ und Wärmetransport sowie die Monomerzusammensetzung einen Einfluss auf die Partikelmorphologie des Stoffsystems aus Acrylsäure/Natriumacrylat haben . Moritz et al untersuchten den Einfluss der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit auf die Partikelmorphologie von u. a. Natriumacrylat‐ und Mannitol‐Lösungen. Hierbei konnten Zusammenhänge zwischen Temperatur bzw.…”

“…B. Natriumacrylat (NaA), die bereits gut im Einzeltropfenexperiment beschrieben wurden[4,5].Für die Experimente wurde stets eine wässrige, teilneutralisierte Acrylsäure-Monomerlösung (Massenanteil: 30 %) und als Initiator eine Azoverbindung verwendet. Neben der Prüfung einer möglichen Ü bertragung müssen vorab die Betriebsparameter des Sprühturms wie z.…”