การเตรียมอนุภาคเมกนีเซียมคลอไรด์ทรงกลมโดยกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย

Abstract

โพลีเอททีลีนเป็นวัสดุสำคัญที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตในปัจจุบัน การผลิตโพลีเอททีลีนนั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องมีตังเร่งปฏิกิริยา โดยในช่วงปี 1950 มีนักวิจัยคิดค้นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตโพลีเอททีลีนขึ้น เป็นที่รู้จักในชื่อตัวเร่งปฏิกิริยาซีกเกอร์-แนตทา ส่วนประกอบสำคัญของระบบตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้คือ ตัวรองรับ โดยทั่วไปใช้แมกนีเซียมคลอไรด์ ในงานวิจัยนี้จะศึกษาวิธีการเตรียมอนุภาคแมกนีเซียมคลอไรด์โดยกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย เพื่อให้มีคุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับคุณสมบัติในอุดมคติ คือ อนุภาคเป็นทรงกลม มีการกระจายตัวของขนาดในช่วงแคบ มีความเป็นรูพรุนสูง ความเป็นผลึกต่ำ และมีความแข็งแรงสูง ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้จะช่วยให้ตัวรองรับสามารถนำไปทำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงได้ เนื่องจากคุณสมบัติที่ไวต่อความชื้นและออกซิเจน จึงต้องทำการทดลองภายใต้สภาวะก๊าซเฉื่อย โดยจะศึกษาอิทธิพลของสภาวะในการอบแห้งแบบพ่นฝอย คือ อุณหภูมิก๊าซขาเข้า อัตราเร็วการป้อนสาร ความเข้มข้นของสายป้อน อิทธิพลของชนิดตัวทำละลายแอลกอฮอล์ที่ใช้ คือ เอทานอล นอร์มอลโพรพานอล และนอร์มอลบิวทานอล ทั้งนี้ยังศึกษาปริมาณการเติมเบต้า-ไซโคลเด็กซ์ตรินในการเตรียมอนุภาคแมกนีเซียมคลอไรด์อีกด้วย ผลการทดลองพบว่าที่สภาวะการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่อุณหภูมิก๊าซขาเข้าสูง อัตราเร็วการป้อนสารต่ำ และความเข้มข้นสายป้อนต่ำ จะให้อนุภาคที่เป็นทรงกลม ขนาดเล็ก การกระจายตัวของขนาดอนุภาคแคบ ปริมาณแอลกอฮอล์ที่เหลืออยู่ต่ำ พื้นที่ผิวและรูพรุนสูง ซึ่งเป็นสภาวะที่เหมาะสมต่อการเตรียมอนุภาคแมกนีเซียมคลอไรด์ ในเรื่องโครงสร้างผลึกของอนุภาค พบว่าตัวทำละลายแอลกอฮอล์ชนิดนอร์มอลโพรพานอลสามารถทำลายโครงสร้างผลึกของอนุภาคแมกนีเซียมคลอไรด์ได้มากที่สุด รองลงมาคือ นอร์มอลบิวทานอล และเอทานอล ตามลำดับ ส่วนเบต้า-ไซโคลเด็กซ์ตรินที่เติมเข้าไปจะช่วยลดความเป็นผลึกของอนุภาคได้มากยิ่งขึ้นอีก