Technologie des ultrasons Hielscher

Sonochimique Synthèse du latex

L'échographie induit et favorise la réaction chimique pour la polymérisation du latex. Par les forces sonochimiques, la synthèse de latex est plus rapide et plus efficace. Même le traitement de la réaction chimique devient plus facile.
Les particules de latex sont largement utilisés comme additifs pour divers matériaux. champs d'application communs comprennent l'utilisation comme additifs dans les peintures et revêtements, colles et ciment.
Pour la polymérisation de latex, l'émulsification et dispersion de la solution de réaction de base est un facteur important qui influence de manière significative la qualité du polymère. L'échographie est bien connu comme méthode efficace et fiable pour la dispersion et émulsionner. Le fort potentiel de la capacité est ultra-sons de la création dispersions et émulsions non seulement dans le micrométriques, mais aussi dans la gamme de taille nanométrique. Pour la synthèse du latex, une émulsion ou d'une dispersion de monomères, par exemple, le polystyrène, dans de l'eau (o / w = huile-dans-eau Émulsion) est la base de la réaction. Selon le type d'émulsion, une petite quantité de tensioactif peut être nécessaire, mais souvent l'énergie ultrasonique fournit une distribution de gouttelettes si fine que le tensioactif est superflu. Si l'on introduit des ultrasons à haute amplitude dans des liquides, il se produit un phénomène de cavitation. Les éclats de liquide et les bulles de vide sont générés pendant les alternances de cycles haute pression et basse pression. Lorsque ces petites bulles ne peuvent pas absorber plus d'énergie, elles implosent lors d'un cycle à haute pression, de sorte que des pressions allant jusqu'à 1000 bars et des ondes de choc ainsi que des jets liquides jusqu'à 400 km / h sont atteints localement. [Suslick, 1998] Ces forces très intenses, provoquées par la cavitation ultrasonique, prennent effet sur les gouttelettes et les particules qui les entourent. Les radicaux libres formés sous les ultrasons cavitation initier la polymérisation par réaction en chaîne de monomères dans l'eau. Les chaînes polymères croissent et forment des particules primaires ayant une taille approximative de 10 à 20 nm. Les particules primaires gonflent avec des monomères, et l'initiation des chaînes polymères se poursuit dans la phase aqueuse, de plus en plus des radicaux polymères sont piégés par les particules existantes, et la polymérisation se poursuit à l'intérieur des particules. Après que les particules primaires sont formées, tout polymérisation supplémentaire augmente la taille, mais pas le nombre de particules. La croissance se poursuit jusqu'à ce que tout le monomère est consommé. Les diamètres de particules finales sont typiquement de 50 à 500 nm.
Sono-synthèse peut être effectuée sous forme de lot ou en tant que procédé continu.

réacteurs cellulaires de débit à ultrasons permettent un traitement continu.

Si le latex de polystyrène est synthétisé par voie sonochimique, des particules de latex ayant une petite taille de 50 nm et un poids moléculaire élevé supérieur à 106 g / mol peuvent être obtenues. En raison de l'émulsification ultrasonique efficace, seulement une petite quantité de tensioactif sera nécessaire. L'ultrasonication continue appliquée à la solution de monomère crée suffisamment de radicaux autour des gouttelettes de monomère, ce qui conduit à de très petites particules de latex au cours de la polymérisation. Outre les effets de polymérisation par ultrasons, d'autres avantages de cette méthode sont la température de réaction basse, la séquence de réaction plus rapide et la qualité des particules de latex due au poids moléculaire élevé des particules. Les avantages de la polymérisation par ultrasons s'appliquent également à la copolymérisation assistée par ultrasons. [Zhang et al. 2009]
Un effet potentiel de latex est obtenu par la synthèse de nanolatex encapsulé ZnO: Le nanolatex encapsulé montre haute performance ZnO anticorrosif. Dans l'étude de Sonawane et al. (2010), ZnO / poly (méthacrylate de butyle) et ZnO-PBMA / polyaniline particules composites de nanolatex de 50 nm ont été synthétisés par polymérisation en émulsion sonochimique.
Hielscher Ultrasonics dispositifs à ultrasons de haute puissance sont des outils fiables et efficaces pour sonochimique réaction. Une large gamme de processeurs à ultrasons avec différentes capacités de puissance et des configurations assure de fournir la configuration optimale pour le processus spécifique et volume. Toutes les applications peuvent être évaluées en laboratoire et par la suite mis à l'échelle jusqu'à la taille de la production, de façon linéaire. machines à ultrasons pour le traitement en continu en mode accréditive peuvent être facilement modernisés dans les lignes de production existantes.
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Littérature / Références

  • Ooi, S. K .; Biggs, S. (2000): initiation à ultrasons de la synthèse de latex de polystyrène. Ultrasons Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
  • Sonawane, S. H .; Teo, B. M .; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): Synthèse des sonochimique fonctionnelle Nanolatex ZnO Encapsulé et son anticorrosif Performance. Industriel & Engineering Research Chemistry 19, 2010. 2200-2205.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4ème Ed. Wiley J. & Fils: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.
  • Teo, B. M ..; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): polymérisation sonochimique de mini-émulsions dans des liquides organiques / mélanges d'eau. Chimie Physique chimique Physique 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, B. M ..; Chen, F .; Hatton, T. A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): Novel synthèse en un seul récipient de nanoparticules de latex de magnétite par irradiation par ultrasons.
  • Zhang, K .; Park, B.J .; Fang, F.F .; Choi, J. H. (2009): sonochimique Préparation du polymère nanocomposites. Molécules 14, 2009. 2095-2110.