دانشگاه تربیت مدرس پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر 2588-5316 6 1 2022 05 22 Toner production by in situ emulsion polymerization: Investigation of the effect of reaction temperature and stirrer speed تولید تونر به روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا: بررسی تاثیر دمای واکنش و سرعت همزن 3 14 20795 FA مرضیه افشاری گروه مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی قم محسن نجفی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی قم مریم عطائی فرد عضوی هیات علمی پژوهشگاه رنگ Journal Article 1970 01 01 Abstract Research subject: In recent years, toner-based printers have found many applications for ease of use, economical, high speed and quality. Therefore, many attempts have been made to produce toner by various methods such as suspension polymerization and emulsion aggregation. But in all these methods, despite the proper color properties and particle size, the reaction conversion is low. Research approach: In the present study, in situ emulsion polymerization method based on styrene and butyl acrylate monomers in the presence of carbon black has been used to produce toner with a conversion above 75%. In this regard, the effect of polymerization reaction temperature and stirrer speed on conversion at different times, particle size and particle size distribution, thermal and color properties of the final product were investigated. Color measurement was performed to evaluate the color characteristics. Also, the microstructure of the synthesized toners was evaluated using scanning electron microscopy. Main results: The results show that in situ emulsion polymerization method while having the proper conversion of the reaction in the range of 75-90% is well able to create the suitable color characteristics and particle size distribution for the toner. All toners produced had a particle size distribution and a spherical shape that was unaffected by the reaction temperature and stirrer speed. By increasing the polymerization temperature from 70℃ to 80℃, resulted in a higher conversion, but the increase in stirrer speed had a dual effect on the conversion. Sticking of spherical particles with each other was observed by increasing the temperature to 90℃. The sudden addition of a monomers to the reaction media and using batch process resulted in the observation of two glass transition temperatures. This type of toner synthesis can be a guide for future research to produce toner with the highest conversion. چکیده عنوان تحقیق: در سالهای اخیر چاپگرهای بر پایه تونر به جهت کاربری آسان، صرفه اقتصادی، سرعت و کیفیت بالا کاربردهای فراوانی یافتهاند. ازاین‌رو تلاشهای زیادی جهت تولید تونر با روش‌های متفاوتی ازجمله پلیمریزاسیون سوسپانسیونی و تجمع امولسیونی صورت گرفته است اما در تمامی این روشها علی‌رغم خواص رنگی و اندازه ذرات مطلوب، درصد تبدیل واکنش کم میباشد. هدف تحقیق: در مطالعه جاری از روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا بر پایه‌ مونومرهای استایرن و بوتیل اکریلات در حضور دوده برای تولید تونر با درصد تبدیل بالای 75% استفاده شده است. در این راستا تأثیر دمای واکنش پلیمریزاسیون و سرعت همزن بر درصد تبدیل در زمانهای مختلف، اندازه‎ و توزیع اندازه ذرات، خواص حرارتی و رنگی محصول نهایی بررسی شد. آزمون رنگسنجی برای بررسی خواص رنگی انجام شد. همچنین ریزساختار تونرهای سنتزشده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. نتایج اصلی: نتایج بیانگر این است که روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا ضمن دارا بودن درصد تبدیل مطلوب واکنش در محدوده 75-90%، به‌خوبی قادر است خواص رنگی و توزیع اندازه ذرات مناسب را برای تونر ایجاد کند. تمامی تونرهای تولیدشده توزیع اندازه ذرات باریک و شکلی کروی داشتند که دمای واکنش و سرعت همزن بر آن بی‌تأثیر بوده است. با افزایش دمای پلیمریزاسیون از ℃70 به ℃80، درصد تبدیل بالاتری حاصل شده ولی افزایش سرعت همزن تأثیر دوگانهای بر درصد تبدیل داشته است. با افزایش دما به ℃90، چسبندگی ذرات کروی به یکدیگر مشاهده شد. افزودن یک‌باره مونومرها به محیط واکنش و استفاده از فرایند ناپیوسته (batch process) سبب مشاهده دو دمای انتقال شیشهای شد. این نوع شیوه سنتز تونر میتواند راهنمایی برای پژوهشهای آینده جهت تولید تونر با بالاترین درصد تبدیل باشد.

https://arcpe.modares.ac.ir/article_20795_2c97470b88a7147de0853a9b6ba8d0ce.pdf