Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Síntesis sonoquímica de látex

Ultrasonido induce y promueve la reacción química para la polimerización de látex. Por las fuerzas sonochemical, la síntesis de látex se produce más rápido y más eficiente. Incluso el manejo de la reacción química se hace más fácil.
Las partículas de látex se utilizan ampliamente como aditivo para diversos materiales. campos de aplicación comunes incluyen el uso como aditivos en pinturas y recubrimientos, pegamentos y cemento.
Para la polimerización de látex, la emulsificación y dispersión de la solución de reacción básica es un factor importante que influye en la calidad del polímero de manera significativa. Ultrasonido es bien conocido como método eficiente y fiable para la dispersión y emulsión. El alto potencial de los ultrasonidos es la capacidad de crear dispersiones y Emulsiones no sólo en el de micras, sino también en el rango de tamaño nanométrico. Para la síntesis de látex, una emulsión o dispersión de monómeros, por ejemplo, poliestireno, en agua (o / w = aceite-en-agua Emulsión) es la base de la reacción. Dependiendo del tipo de emulsión, puede requerirse una pequeña cantidad de agente tensioactivo, pero a menudo la energía ultrasónica proporciona una distribución de gotitas tan fina que el agente tensioactivo es superfluo. Si se introduce ultrasonido con altas amplitudes en los líquidos, se produce el fenómeno de la llamada cavitación. Las ráfagas de líquido y las burbujas de vacío se generan durante los ciclos alternos de alta presión y baja presión. Cuando estas burbujas pequeñas no pueden absorber más energía, implosionan durante un ciclo de alta presión, de modo que se alcanzan presiones locales de hasta 1000 bar y ondas de choque, así como chorros de líquido de hasta 400 km / h. [Suslick, 1998] Estas fuerzas muy intensas, causadas por la cavitación ultrasónica, tienen efecto sobre las partículas y las gotas que las envuelven. Los radicales libres formados bajo el ultrasonido cavitación iniciar la polimerización la reacción en cadena de los monómeros en el agua. Las cadenas de polímero crecen y forman partículas primarias con un tamaño aproximado de 10-20 nm. Las partículas primarias se hinchan con monómeros, y el inicio de las cadenas de polímero continúa en la fase acuosa, creciendo radicales poliméricos son atrapados por las partículas existentes, y la polimerización continúa en el interior de las partículas. Después de que las partículas primarias se han formado, todos polimerización adicional aumenta el tamaño pero no el número de partículas. El crecimiento continúa hasta que todo el monómero se consume. Los diámetros de las partículas finales son típicamente 50-500 nm.
Sono-síntesis puede llevarse a cabo como un proceso por lotes o como un proceso continuo.

reactores de células de flujo ultrasónico permiten el procesamiento continuo.

Si el látex de poliestireno se sintetiza por vía sonoquímica, se pueden lograr partículas de látex con un tamaño pequeño de 50 nm y un alto peso molecular de más de 106 g / mol. Debido a la eficiente emulsión ultrasónica, solo se necesitará una pequeña cantidad de surfactante. La ultrasonicación continua aplicada a la solución de monómero crea suficientes radicales alrededor de las gotas de monómero, lo que conduce a las partículas de látex muy pequeñas durante la polimerización. Además de los efectos de polimerización ultrasónica, otros beneficios de este método son la baja temperatura de reacción, la secuencia de reacción más rápida y la calidad de las partículas de látex debido al alto peso molecular de las partículas. Las ventajas de la polimerización ultrasónica se aplican también para la copolimerización asistida por ultrasonidos. [Zhang et al. 2009]
Un efecto potencial de látex se logra mediante la síntesis de ZnO nanolátex encapsulado: El nanolátex ZnO encapsulado muestra alto rendimiento anticorrosivo. En el estudio de Sonawane et al. (2010), ZnO / poli (metacrilato de butilo) y ZnO-PBMA / polianilina partículas compuestas nanolátex de 50 nm han sido sintetizados mediante polimerización en emulsión sonoquímica.
Hielscher Ultrasonics aparatos de ultrasonidos de alta potencia son herramientas fiables y eficientes para procesos sonoquímicos reacción. Una amplia gama de procesadores ultrasónicos con diferentes capacidades de potencia y configuraciones se asegura para proporcionar la configuración óptima para el proceso y el volumen específico. Todas las aplicaciones se pueden evaluar en el laboratorio y posteriormente se escalan hasta el tamaño de la producción, de forma lineal. máquinas de ultrasonido para procesamiento continuo en el modo de flujo continuo se pueden reequipar fácilmente en las líneas de producción existentes.
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Literatura/Referencias

  • Ooi, S. K .; Biggs, S. (2000): iniciación ultrasónica de la síntesis de látex de poliestireno. Ultrasonidos Sonoquímica 7, 2000. 125-133.
  • Sonawane, S. H .; Teo, B. M .; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): sonochemical Síntesis de ZnO encapsulado nanolátex funcional y su rendimiento anticorrosivo. Industrial & Ingeniería Química Investigación 19, 2010. 2200-2205.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4ª ed. J. Wiley & Sons: Nueva York, vol. 26, 1998. 517-541.
  • Teo, B. M ..; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): La polimerización sonoquímica de miniemulsiones en líquidos / mezclas orgánicos del agua. Physical Chemistry Chemical Physics 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, B. M ..; Chen, F .; Hatton, T. A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): síntesis de un solo recipiente Novel de nanopartículas de látex magnetita por irradiación ultrasónica.
  • Zhang, K .; Parque, B.J .; Fang, F.F .; Choi, H. J. (2009): sonoquímica Preparación del Polímero nanocompuestos. Moléculas 14, 2009. 2095-2110.