Continuous emulsion polymerization of vinyl acetate. Part I: Experimental studies

Abstract An interesting feature of commercial continuous emulsion polymerization reactors is the important phenomenon of sustained oscillations. Laboratory investigations of emulsion polymerization in a continuous stirred tank reactor (CSTR) have shown that the conversion, number of polymer particles and other related properties often oscillate widely with time. These oscillations can lead to emulsifier levels too small to adequately cover polymer particles resulting in excessive agglomeration and reactor fouling. Herein is reported an extensive experimental study of vinyl acetate emulsion polymerization in a CSTR. The effects of initiator and emulsifier concentrations, mean residence time and rate of agitation on the production rate and size distribution of polyvinyl acetate latices were investigated. Domains of reactor operation which give rise to sustained oscillations and massive agglomeration of the latex are mapped which give rise to sustained oscillations and massive agglomeration of the latex are mapped out. The effect of different start‐up policies on reactor transients were also investigated. Une caractéristique intéressante des réacteurs commerciaux à alimentation continue, dans le cas de la polymérisation d'émulsions, est le phénomène important des oscillations entretenues. On a constaté, lors d'études en laboratoire sur la polymérisation d'émulsions effectuées dans un réacteur agité à alimentation continue (RHAC) que la conversion, le nombre des particules du polymère et d'autres propriétés connexes oscillaient souvent d'une manière considérable avec le temps. Ces oscillations peuvent conduire à des concentrations de l'agent émulsifiant, trop faibles pour recouvrir les particules du polymère, ce qui résulte en une agglomération excessive et en l'encrassage du réacteur. On présente une étude expérimentale poussée de la polymérisation d'une émulsion d'acétate de vinyle dans un réacteur (RHAC). On a étudié les effets des concentrations de l'initiateur et de l'agent émulsifiant sur la vitesse de production et la granulométrie des latex d'acétate de polyvinyle. On a délimité les domaines de conditions de fonctionnement du réacteur qui donnent naissance à des oscillations entretenues et à une agglomération massive du latex. On a aussi étudié l'effet de différentes méthodes de démarrage sur les comportements transitoires du réacteur.