Sonochemische Bereiding van latex

Ultrasound induceert en bevordert de chemische reactie voor de polymerisatie van de latex. Door sonochemische krachten, de latex synthese treedt sneller en efficiënter. Zelfs de behandeling van de chemische reactie wordt het gemakkelijker.

Latexdeeltjes worden algemeen toegepast als toevoegsel voor diverse materialen. Gemeenschappelijke toepassingsgebieden zijn het gebruik als additief in verven en coatings, lijmen en cement.
Voor de polymerisatie van latex, het emulgeren en dispergeren van de basische reactieoplossing is een belangrijke factor die de polymeerkwaliteit aanzienlijk beïnvloedt. Ultrageluid bekend als efficiënte en betrouwbare methode voor het dispergeren en emulgeren. Het grote potentieel van ultrageluid is de mogelijkheid van het creëren dispersies en emulsies niet alleen in het micron-, maar ook in de nano-grootte. Voor de synthese van latex, emulsie of dispersie van monomeren, b.v. polystyreen, in water (o / w = olie-in-water Emulsie) is de basis van de reactie. Afhankelijk van het type emulsie kan een kleine hoeveelheid oppervlakte-actieve stof vereist zijn, maar vaak verschaft de ultrasone energie een dergelijke fijne druppelverdeling, zodat de oppervlakteactieve stof overbodig is. Als ultrageluid met hoge amplitudes in vloeistoffen wordt ingebracht, treedt het verschijnsel van zogenaamde cavitatie op. De vloeistofstoten en vacuümbellen worden gegenereerd tijdens de wisselende hogedruk- en lagedrukcycli. Wanneer deze kleine bellen niet meer energie kunnen absorberen, imploderen ze tijdens een hoge drukcyclus, zodat drukken tot 1000 bar en schokgolven evenals vloeistofstralen tot 400 km / u plaatselijk worden bereikt. [Suslick, 1998] Deze zeer intense krachten, veroorzaakt door ultrasone cavitatie, treden in werking op de insluitende druppels en deeltjes. De vrije radicalen gevormd onder de ultrasone cavitatie inleiding van de kettingreactie polymerisatie van de monomeren in het water. De polymeerketens groeien en vormen primaire deeltjes met een grootte van ongeveer 10-20 nm. De primaire deeltjes zwellen met monomeren en de opening van polymeerketens blijft in de waterfase, groeiende polymeerradicalen worden gevangen door de bestaande deeltjes, en polymerisatie blijft binnen de deeltjes. Nadat de primaire deeltjes gevormd, alle verdere polymerisatie neemt de grootte maar niet het aantal deeltjes. De groei gaat door totdat al het monomeer wordt geconsumeerd. De uiteindelijke deeltjesdiameters typisch 50-500 nm.

Als polystyreenlatex wordt gesynthetiseerd via sonochemische route, kunnen latexdeeltjes met een kleine afmeting van 50 nm en een hoog molecuulgewicht van meer dan 106 g / mol worden verkregen. Vanwege de efficiënte ultrasone emulgering is slechts een kleine hoeveelheid oppervlakteactieve stof nodig. De continue ultrasone trillingen toegepast op de monomeeroplossing creëert voldoende radicalen rond de monomeerdruppeltjes, wat leidt tot de zeer kleine latexdeeltjes tijdens de polymerisatie. Naast de ultrasone polymerisatie-effecten zijn verdere voordelen van deze methode de lage reactietemperatuur, de snellere reactiesequentie en de kwaliteit van de latexdeeltjes vanwege het hoge molecuulgewicht van de deeltjes. De voordelen van ultrasone polymerisatie zijn ook van toepassing op de ultrasoon geassisteerde copolymerisatie. [Zhang et al. 2009]
Een potentiële effect van latex wordt verkregen door de synthese van ZnO ingekapseld nanolatex: De ZnO ingekapselde nanolatex toont hoge anticorrosieve prestaties. In de studie van Sonawane et al. (2010) ZnO / poly (butylmethacrylaat) en ZnO-PBMA / polyaniline nanolatex composietdeeltjes van 50 nm werden gesynthetiseerd door sonochemische emulsiepolymerisatie.
Hielscher Ultrasonics high-power ultrasone apparaten zijn betrouwbare en efficiënte hulpmiddelen voor het sonochemische reactie. Een groot aantal ultrasone processoren met verschillende vermogens en opstellingen zorgt ervoor dat de optimale configuratie voor het specifieke proces en volume. Alle aanvragen kunnen worden geëvalueerd in het lab en vervolgens opgeschaald naar de productie omvang, lineair. Ultrasone machines voor continue verwerking in de doorloop modus kan gemakkelijk worden ingebouwd in bestaande productielijnen.

Literatuur / Referenties

• Ooi, S. K .; Biggs, S. (2000): Ultrasone inleiding van polystyreen latex synthese. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
• Sonawane, S. H .; Teo, B. M .; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): Sonochemical Synthese van ZnO Encapsulated Functionele nanolatex en de Anticorrosieve prestaties. industrieel & Engineering Chemistry Research 19, 2010. 2200-2205.
• Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4e Ed. J. Wiley & Zonen: New York, deel 26, 1998. 517-541.
• Teo, B. M ..; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): Sonochemical polymerisatie van mini-emulsies in organische vloeistoffen / watermengsels. Physical Chemistry Chemical Physics 13, 2011. 4095-4102.
• Teo, B. M ..; Chen, F .; Hatton, T. A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): Novel éénpotssynthese magnetiet latex nanodeeltjes door ultrasone straling.
• Zhang, K .; Park, B.J .; Fang, F.F .; Choi, H. J. (2009): Sonochemical Bereiding van polymeer nanocomposieten. Molecules 14, 2009. 2095-2110.