סינתזה סונוכימית של לטקס

אולטרסאונד משרה ומקדם את התגובה הכימית לפילמור של לטקס. על ידי כוחות סונוכימיים, סינתזת לטקס מתרחשת מהר יותר ויעיל יותר. אפילו הטיפול בתגובה הכימית הופך קל יותר.

חלקיקי לטקס נמצאים בשימוש נרחב כתוסף לחומרים שונים. שדות יישום נפוצים כוללים את השימוש כתוספים בצבעים וציפויים, דבקים ומלט.
עבור פילמור של לטקס, תחליב ופיזור של פתרון התגובה הבסיסית הוא גורם חשוב המשפיע על איכות הפולימר באופן משמעותי. אולטרסאונד ידוע כשיטה יעילה ואמינה לפיזור ומתחלב. הפוטנציאל הגבוה של אולטרסאונד הוא היכולת ליצור פיזורים ו אמולסיות לא רק במיקרון אלא גם בתחום הננומטר. לסינתזה של לטקס, תחליב או פיזור של מונומרים, למשל פוליסטירן, במים (o/w = שמן במים אמולסיה) הוא הבסיס לתגובה. בהתאם לסוג התחליב, כמות קטנה של פעילי שטח עשויה להידרש, אך לעתים קרובות האנרגיה העל-קולית מספקת התפלגות טיפות כה עדינה, כך שחומר פעילי השטח מיותר. אם אולטרסאונד עם אמפליטודות גבוהות הוא הציג לתוך נוזלים, התופעה של מה שנקרא cavitation מתרחשת. התפרצויות הנוזל ובועות הוואקום נוצרות במהלך מחזורי לחץ גבוה ולחץ נמוך לסירוגין. כאשר בועות קטנות אלה אינן יכולות לספוג יותר אנרגיה, הן קורסות במהלך מחזור לחץ גבוה, כך שלחצים של עד 1000 בר וגלי הלם וכן סילונים נוזליים של עד 400 קמ"ש מגיעים באופן מקומי. [סוסליק, 1998] כוחות אינטנסיביים מאוד אלה, הנגרמים על ידי קוויטציה על-קולית, משפיעים על הטיפות והחלקיקים הסוגרים אותם. הרדיקלים החופשיים שנוצרו מתחת לאולטרסוני קוויטציה ליזום פילמור תגובת שרשרת של מונומרים במים. שרשראות הפולימר גדלות ויוצרות חלקיקים ראשוניים בגודל משוער של 10-20 ננומטר. החלקיקים הראשוניים מתנפחים עם מונומרים, והתחלת שרשראות הפולימר נמשכת בשלב המימי, רדיקלים פולימריים גדלים נלכדים על ידי החלקיקים הקיימים, והפילמור ממשיך בתוך החלקיקים. לאחר היווצרות החלקיקים הראשוניים, כל פילמור נוסף מגדיל את הגודל, אך לא את מספר החלקיקים. הצמיחה נמשכת עד שכל המונומר נצרך. קוטר החלקיקים הסופי הוא בדרך כלל 50-500 ננומטר.

אם פוליסטירן לטקס מסונתז באמצעות מסלול סונוכימי, חלקיקי לטקס בגודל קטן של 50 ננומטר ומשקל מולקולרי גבוה של יותר מ 106 גרם / מול ניתן להשיג. בשל תחליב קולי יעיל, רק כמות קטנה של פעילי שטח יהיה צורך. האולטרה-סוניקציה הרציפה המופעלת על תמיסת המונומר יוצרת מספיק רדיקלים סביב טיפות המונומר, מה שמוביל לחלקיקי לטקס קטנים מאוד במהלך הפילמור. מלבד השפעות פילמור קולי, יתרונות נוספים של שיטה זו הם טמפרטורת התגובה הנמוכה, רצף התגובה המהיר יותר ואיכות חלקיקי הלטקס בשל המשקל המולקולרי הגבוה של החלקיקים. היתרונות של פילמור קולי חלים גם על קופולימריזציה בסיוע אולטרה-סאונד. [Zhang et al. 2009]
השפעה פוטנציאלית של לטקס מושגת על ידי סינתזה של ננולטקס עטוף ZnO: ננולטקס עטוף ZnO מראה ביצועים אנטי-קורוזיביים גבוהים. במחקר של Sonawane et al. (2010), ZnO/poly(butyl methacrylate) ו- ZnO−PBMA/polyaniline nanolatex חלקיקים מרוכבים של 50 ננומטר סונתזו על ידי פילמור תחליב סונוכימי.
Hielscher Ultrasonics מכשירי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה הם כלים אמינים ויעילים עבור סונוכימיקלים התגובה. מגוון רחב של מעבדים קוליים עם קיבולות הספק והגדרות שונות דואג לספק את התצורה האופטימלית עבור התהליך והנפח הספציפיים. ניתן להעריך את כל היישומים במעבדה ולאחר מכן להגדיל אותם לגודל הייצור, באופן ליניארי. מכונות קוליות לעיבוד רציף במצב זרימה ניתן לשדרג בקלות לתוך קווי ייצור קיימים.

ספרות/מקורות

• אוי, ס 'ק'; ביגס, ס '(2000): ייזום קולי של סינתזת לטקס פוליסטירן. אולטרסאונד סונוכימיה 7, 2000. 125-133.
• סונאוונה, ס 'ח'; טאו, ב 'מ'; ברוצ'י, א'; גריזר, פ'; Ashokkumar, M. (2010): סינתזה סונוכימית של ננולטקס פונקציונלי עטוף ZnO והביצועים האנטיקורוזיביים שלו. תעשייתי & מחקר כימיה הנדסית 19, 2010. 2200-2205.
• Suslick, K. S. (1998): אנציקלופדיה קירק-אותמר לטכנולוגיה כימית; מהדורה רביעית ג'יי ויילי & בנים: ניו יורק, כרך 26, 1998. 517-541.
• טאו, ב. מ.; Ashokkumar, מ '; Grieser, F. (2011): פילמור סונוכימי של מיניאמולסיות בנוזלים אורגניים / תערובות מים. כימיה פיזיקלית פיסיקה כימית 13, 2011. 4095-4102.
• טאו, ב. מ.; חן, פ'; האטון, ט 'א'; גריזר, פ'; Ashokkumar, מ '; (2009): סינתזה חדשנית של ננו-חלקיקי לטקס מגנטיט באמצעות קרינה על-קולית.
• ג'אנג, ק'; פרק, ב"ג; פאנג, פ"פ; Choi, H. J. (2009): הכנה סונוכימית של ננו-מרוכבים פולימריים. מולקולות 14, 2009. 2095-2110.