Emulsification of a viscous monomer mix: Particle size and size distribution

Authors

  • Charles E. Chaffey,

    Corresponding author
    1. Xerox Research Centre of Canada, 2660 Speakman Drive, Mississauga, Ontario L5K 2L1
    • On leave (1988-89) from: Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario, M5S 1A4
    Search for more papers by this author
  • Suzanne Tasalloti,

    Corresponding author
    1. Xerox Research Centre of Canada, 2660 Speakman Drive, Mississauga, Ontario L5K 2L1
    • Co-op Student, Biochemistry, Simon Fraser University, Burnaby, B. C. V5A 1S6
    Search for more papers by this author
  • Anthony J. Paine

    1. Xerox Research Centre of Canada, 2660 Speakman Drive, Mississauga, Ontario L5K 2L1
    Search for more papers by this author

Abstract

A non-Newtonian mixture of monomers, their copolymer and pigment was dispersed into water with emulsifier by a rotor-stator homogenizer (Brinkmann Polytron). Volume median diameters d50 of the droplets, measured by Coulter Counter or optical microscopy, were typically 4–20 μm; d50 was about inversely proportional to monomer fraction (0.2 to 1.0), or to rotor speed (4000 to 11000 rpm). Increasing the emulsifier from 0.1 % to 3% roughly halved d50; volume fraction of organic phase had little effect. Turbulent dispersion theory (Calabrese et al., 1986a, b), adapted to non-Newtonian drops, represented the data but with different numerical constants. A high geometric standard deviation, around 1.7 but increasing slightly as monomer fraction decreased, may be due to non-uniform turbulence and to the complexity of breakup at high viscosity.

Abstract

Un mélange non newtonien de monomères, de leur copolymèrs et d'un pigment a été dispersé dans l'eau avec un émulsifiant par un homogénéiseur de type rotor-stator (Brinkmann Polytron). Les diamètres moyens de volume d50 des gouttelettes, mesurées par Coulter Counter ou microscopie optique, sont typiquement de 4–20 μm; d50 est inversement proportionnel á la fraction de monomère (0,2 á 1,0) ou á la vitesse du rotor (4000 á 11000 tr/min). l'augmentation de l'émulsifiant de 0,1 á 3% réduit de moitié d50; la fraction volumique de la phase organique a peu d'effet. La théorie de dispersion turbulente (Calabrese et al., 1986a, b), adaptée aux gouttelettes non newtoniennes, représente les données mais avec des constantes numériques différentes. l'écart type géométrique élevé, d'environ 1,7 mais augmentant légèrement avec la diminution de la fraction de monomère, pourrait éctre dǔ á la turbulence non uniforme et á la complexité de la rupture á des viscosités élevées.

Ancillary