Hielscher Ultralydsteknologi

Sonokemisk syntese af latex

Ultralyd inducerer og fremmer den kemiske reaktion for polymerisationen af ​​latex. Ved sonokemiske kræfter forekommer latexsyntesen hurtigere og mere effektiv. Selv håndtering af den kemiske reaktion bliver lettere.
Latexpartikler anvendes i vid udstrækning som additiv til forskellige materialer. Fælles applikationsfelter omfatter anvendelse som additiver i maling og belægninger, lim og cement.
Til polymerisationen af ​​latex er emulgeringen og dispersionen af ​​den basiske reaktionsopløsning en vigtig faktor, der påvirker polymerkvaliteten signifikant. Ultralyd er kendt som effektiv og pålidelig metode til dispergering og emulgering. Ultralydets høje potentiale er evnen til at skabe dispersioner og emulsioner ikke kun i mikron- men også i nano-størrelsesområdet. Til syntese af latex, en emulsion eller dispersion af monomerer, fx polystyren, i vand (o / w = olie-i-vand Emulsion) er grundlaget for reaktionen. Afhængigt af emulsionstypen kan der kræves en lille mængde overfladeaktivt middel, men ofte giver ultralydenergien en sådan fin dråbefordeling, således at det overfladeaktive middel er overflødigt. Hvis ultralyd med høje amplituder indføres i væsker, forekommer fænomenet såkaldt kavitation. De flydende udbrud og vakuumbobler genereres under de vekslende højtryks- og lavtrykscyklusser. Når disse små bobler ikke kan absorbere mere energi, imploderer de under en højtrykscyklus, så der opnås tryk på op til 1000 bar og stødbølger samt flydende stråler på op til 400 km / t lokalt. [Suslick, 1998] Disse meget kraftige kræfter, der er forårsaget af ultralydkavitation, træder i kraft til de omgivende dråber og partikler. De frie radikaler dannet under ultralydet kavitation initiere kædereaktionspolymeriseringen af ​​monomererne i vandet. Polymerkæderne vokser og danner primære partikler med en omtrentlig størrelse på 10-20 nm. De primære partikler svulmer med monomerer, og initiering af polymerkæder fortsætter i den vandige fase, voksende polymerradikaler er fanget af de eksisterende partikler, og polymerisationen fortsætter inde i partiklerne. Efter at de primære partikler er dannet, øger al yderligere polymerisering størrelsen, men ikke antallet af partikler. Væksten fortsætter indtil alle monomererne er forbrugt. De endelige partikeldiametre er typisk 50-500 nm.
Sonosyntese kan udføres som en batch eller som kontinuerlig proces.

Ultralydstrømcellereaktorer tillader kontinuerlig behandling.

Hvis polystyren latex syntetiseres via sonokemisk vej, kan latexpartikler med en lille størrelse på 50 nm og en højmolekylvægt på mere end 106 g / mol opnås. På grund af den effektive ultralydsemulsivering vil der kun være behov for en lille mængde overfladeaktivt middel. Den kontinuerlige ultralydbehandling, der påføres monomeropløsningen, skaber tilstrækkelige radikaler omkring monomerdråberne, hvilket fører til de meget små latexpartikler under polymerisationen. Ud over ultralydspolymerisationseffekterne er yderligere fordele ved denne fremgangsmåde den lave reaktionstemperatur, den hurtigere reaktionssekvens og kvaliteten af ​​latexpartiklerne på grund af partiklernes højmolekylære vægt. Fordelene ved ultralydspolymerisering gælder også for den ultralydstøttede copolymerisering. [Zhang et al. 2009]
En potentiel virkning af latex opnås ved syntesen af ​​ZnO indkapslet nanolatx: Den ZnO indkapslede nanolatx viser høj anticorrosiv ydeevne. I undersøgelsen af ​​Sonawane et al. (2010), ZnO / poly (butylmethacrylat) og ZnO-PBMA / polyanilin nanolatx-kompositpartikler på 50 nm er blevet syntetiseret ved sonokemisk emulsionspolymerisation.
Hielscher Ultralyd ultralydsenheder med høj effekt er pålidelige og effektive værktøjer til sonochemical reaktion. En bred vifte af ultralydsprocessorer med forskellige strømkapaciteter og opsætninger sørger for at give den optimale konfiguration til den specifikke proces og lydstyrke. Alle ansøgninger kan evalueres i laboratoriet og efterfølgende skaleres op til produktionsstørrelsen lineært. Ultralydsmaskiner til kontinuerlig behandling i gennemstrømningsmodus kan let eftermonteres i eksisterende produktionslinjer.
UP200S - Hielscher's powerful 200W ultrasonicator for sonochemical processes

Ultralydsindretning UP200S

Kontakt os / bede om flere oplysninger

Tal med os om dine forarbejdning krav. Vi vil anbefale de bedst egnede setup og procesparametre til dit projekt.





Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur / Referencer

  • Ooi, SK; Biggs, S. (2000): Ultralyd initiering af polystyren latex syntese. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
  • Sonawane, SH; Teo, BM; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): Sonochemical Synthesis of ZnO Encapsulated Functional Nanolatex and its Anticorrosive Performance. Industriel & Ingeniør kemi Research 19, 2010. 2200-2205 af
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. udgave. J. Wiley & Sønner: New York, vol. 26, 1998. 517-541 af
  • Teo, BM .; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): Sonokemisk polymerisering af miniemulsioner i organiske væsker / vandblandinger. Physical Chemistry Chemical Physics 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, BM .; Chen, F .; Hatton, TA; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): Novel one-pot syntese af magnetit latex nanopartikler ved ultralydsbestråling.
  • Zhang, K .; Park, BJ; Fang, FF; Choi, HJ (2009): Sonochemical Preparation of Polymer Nanocomposites. Molecules 14, 2009. 2095-2110.