Study of polymerization in emulsion/microemulsion of systems involving gas and liquid monomers

This thesis was led in collaboration with Solvay SpA research centre (Bollate (MI), Italy). A thermodynamic and kinetic study focused on gas and liquid per-fluorinated monomers free radical emulsion co-,ter-polymerization was set up. Monomer solubility data were collected in all phases of reactive system and a thermodynamic partitioning model was defined in order to evaluate monomer mixture in reactive locus (particle). Then set of low conversion polymerizations were experimentally run to evaluate the reactivity ratios. Thus, a kinetic model was developed and tested. Finally the application of one polymer under study as proton exchange membrane in fuel cell was examined. This study was carried out in collaboration with Solvicore GmbH research center (Hanau (Frankfurt am Main), Germany).

Questa tesi è stata condotta in collaborazione con il centro di ricerca Solvay SpA (Bollate (MI), Italia). Nello specifico, si è realizzato uno studio termodinamico e cinetico focalizzato sulla co-,ter-polimerizzazione radicalica tra monomeri gas e liquidi perfluorurati di interesse industriale. Dati di solubilità di monomero sono stati raccolti in tutte le fasi del sistema reattivo e un modello termodinamico di ripartizione è stato definito per valutare la composizione di miscela monomerica nel luogo di reazione (le particelle polimeriche). In seguito si sono realizzati sperimentalmente set di polimerizzazioni a bassa conversione, a partire da diverse miscele monomeriche reagenti, per la valutazione dei relativi rapporti di reattività. Tutte le informazioni sperimentali raccolte hanno portato allo sviluppo di un modello cinetico che è stato quindi testato per confronto con trend sperimentali di composizione di catena polimerica acquisiti in funzione della conversione. Infine, si è studiata l'applicazione di uno dei polimero sotto analisi come membrana a scambio protonico in celle a combustibile. Questo studio è stato condotto in collaborazione con il centro di ricerca Solvicore GmbH (Hanau (Francoforte sul Meno), Germania).