Hielscher Ultra ääni tekniikka

Latexin sonokemiallinen synteesi

Ultrasound indusoi ja edistää kemiallista reaktiota latexin polymeroimiseksi. Sonokemiallisilla voimilla lateksi synteesi tapahtuu nopeammin ja tehokkaammin. Myös kemiallisen reaktion käsittely helpottuu.
Latex-hiukkasia käytetään laajasti erilaisten materiaalien lisäaineena. Yhteisiin sovellusalueisiin kuuluvat maalien ja pinnoitteiden, liimojen ja sementin lisäaineet.
Lateksin polymeroimiseksi emäksinen emäksinen emäksinen emäksinen emulsio ja emäksinen reaktioliuos ovat tärkeä tekijä, joka vaikuttaa polymeerin laatuun merkittävästi. Ultrasound tunnetaan tehokkaana ja luotettavana menetelmänä dispergoimiseksi ja emulgoimiseksi. Ultrasuunien suuri potentiaali on kyky luoda dispersiot ja emulsiot ei vain mikronissa vaan myös nanomittakaavassa. Lateksin synteesiä varten monomeerien, esim. Polystyreenin, emulsio tai dispersio vedessä (o / w = öljy vedessä Emulsio) on reaktion perusta. Riippuen emulsiotyypistä, pieni määrä pinta-aktiivista ainetta voidaan vaatia, mutta usein ultraäänienergia tarjoaa tällaisen hienon pisaran jakautumisen siten, että pinta-aktiivinen aine on tarpeeton. Jos nestemäisten ultraäänen suuria amplitudeja tuodaan esiin, niin tapahtuu ns. Kavitaation ilmiö. Nestevirrat ja alipainekuplat syntyvät vuorottelevien korkeapaine- ja matalapainejaksojen aikana. Kun nämä pienet kuplat eivät pysty absorboimaan enemmän energiaa, ne implode- taan korkeapaineisen syklin aikana niin, että saavutetaan jopa 1000 baarin paineet ja iskujaallot sekä jopa 400 km / h nestesuihkut. [Suslick, 1998] Nämä erittäin voimakkaat voimat, jotka aiheutuvat ultraäänikavitaatiosta, vaikuttavat suljettaviin pisaroihin ja hiukkasiin. Ultraäänitutkimuksissa muodostuneet vapaat radikaalit kavitaatio aloitetaan monomeerien ketjureaktiopolymerointi vedessä. Polymeeriketjut kasvavat ja muodostavat primaarisia hiukkasia, joiden likimääräinen koko on 10-20 nm. Ensisijaiset partikkelit paisutetaan monomeereillä ja polymeeriketjujen aloitus jatkuu vesifaasissa, kasvavat polymeeriradikaalit jäävät olemassa oleviin partikkeleihin ja polymerointi jatkuu hiukkasten sisällä. Kun primääriset hiukkaset ovat muodostuneet, kaikki lisäpolymerointi kasvattaa hiukkasten kokoa, mutta ei määrää. Kasvu jatkuu, kunnes kaikki monomeeri kuluu. Lopulliset hiukkashalkaisijat ovat tyypillisesti 50-500 nm.
Sono-synteesi voidaan suorittaa eränä tai jatkuvana prosessina.

Ultraäänivirtaussolureaktorit mahdollistavat jatkuvan käsittelyn.

Jos polystyreeni-lateksia syntetisoidaan sonokemiallisella reitillä, voidaan saavuttaa lateksipartikkeleita, joiden koko on pienempi kuin 50 nm ja joiden molekyylipaino on yli 106 g / mol. Tehokkaan ultraääniemulgoinnin ansiosta vain pieni määrä pinta-aktiivista ainetta tarvitaan. Monomeeriliuokseen levitettävä jatkuva ultraääni aiheuttaa riittäviä radikaaleja monomeeripisaroiden ympärille, mikä johtaa hyvin pieniin lateksipartikkeleihin polymeroinnin aikana. Ultraäänipolymeroinnin vaikutusten lisäksi tämän menetelmän lisäetuja ovat alhaisen reaktiolämpötilan, nopeamman reaktiosekvenssin ja lateksihiukkasten laadun hiukkasten suuren molekyylipainon vuoksi. Ultraäänipolymeroinnin edut soveltuvat myös ultrasonomaaliseen kopolymerointiin. [Zhang et ai. 2009]
Lateksin mahdollinen vaikutus saavutetaan ZnO-koteloidun nanolateksin synteesillä: ZnO kapseloitu nanolateksi osoittaa korroosionkestävää suorituskykyä. Sonawane et ai. (2010), ZnO / poly (butyylimetakrylaatti) ja ZnO-PBMA / polyaniliini nanolaattikomposiittihiukkaset 50 nm on syntetisoitu sonokemiallisella emulsiopolymeroinnilla.
Hielscher Ultrasonics suuritehoiset ultraäänilaitteet ovat luotettavia ja tehokkaita työkaluja sonokemiallisella reaktio. Laaja valikoima ultraääniprosessoreita, joilla on erilaiset teho-ominaisuudet ja -asetukset, takaa optimaalisen kokoonpanon tietylle prosessille ja äänenvoimakkuudelle. Kaikki sovellukset voidaan arvioida laboratoriossa ja sittemmin skaalata tuotantokokoon, lineaarisesti. Ultraäänikoneita jatkuvaan käsittelyyn läpivirtaustilassa voidaan helposti jälkiasentaa nykyisiin tuotantolinjoihin.
UP200S - Hielscher's powerful 200W ultrasonicator for sonochemical processes

Ultraäänilaite Up200s

Ota yhteyttä / kysy lisätietoja

Kerro meille käsittelyn vaatimuksista. Suosittelemme projektin sopivia asennus- ja käsittelyparametreja.





Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


Kirjallisuus / Viitteet

  • Ooi, SK; Biggs, S. (2000): Polystyreeni-lateksin synteesin ultraäänimoottori. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000, 125-133.
  • Sonawane, SH; Teo, BM; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): ZnO-koteloidun funktionaalisen nanolateksin sonokemiallinen synteesi ja sen korroosionkestävyys. teollinen & Engineering Kemian huippuyksikkö 19, 2010. 2200-2205.
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. Ed. J. Wiley & Sons: New York, Voi. 26, 1998. 517-541.
  • Teo, BM .; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): Miniemulsioiden sonokemiallinen polymerointi orgaanisissa nesteissä / vedeseoksissa. Fysikaalinen kemia, kemian fysiikka 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, BM .; Chen, F .; Hatton, TA; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): Magneettilatex-nanopartikkeleiden uudenlainen yhden potin synteesi ultraäänitutkimuksella.
  • Zhang, K .; Park, BJ; Fang, FF; Choi, HJ (2009): Polymeeri-nanokomposiittien sonokemiallinen valmistus. Molekyylit 14, 2009, 2095 - 2110.