Hielscher ultralydteknologi

Sonokemisk syntese av latex

Ultralyd inducerer og fremmer den kjemiske reaksjonen for polymerisering av latex. Ved sonokemiske krefter forekommer latexsyntese raskere og mer effektiv. Selv håndtering av den kjemiske reaksjonen blir lettere.
Latexpartikler blir mye brukt som additiv for forskjellige materialer. Vanlige applikasjonsfelt inkluderer bruk som tilsetningsstoffer i maling og belegg, lim og sement.
For polymerisering av latex er emulgeringen og dispersjonen av den basiske reaksjonsløsning en viktig faktor som påvirker polymerkvaliteten betydelig. Ultralyd er kjent som effektiv og pålitelig metode for dispergering og emulgering. Det høye potensialet for ultralyd er evnen til å skape dispersjoner og emulsjoner ikke bare i mikron- men også i nano-størrelsesområdet. For syntese av latex, en emulsjon eller dispersjon av monomerer, f.eks. Polystyren, i vann (o / w = olje-i-vann emulsjon) er grunnlaget for reaksjonen. Avhengig av emulsjonstypen kan det være nødvendig med en liten mengde overflateaktivt middel, men ofte gir ultralydsenergien en slik fin dråpefordeling slik at overflateaktivt stoffet er overflødig. Hvis ultralyd med høy amplituder innføres i væsker, oppstår fenomenet såkalt kavitasjon. Væskeborstene og vakuumboblene genereres under de vekslende høytryks- og lavtrykssyklusene. Når disse små boblene ikke kan absorbere mer energi, imploderer de under en høytrykkssyklus, slik at det oppnås lokaler på opp til 1000 bar og sjokkbølger samt flytende stråler på opptil 400 km / t. [Suslick, 1998] Disse svært sterke kreftene, forårsaket av ultralydkavitasjon, treffer effekten til de omsluttende dråper og partikler. De frie radikaler dannet under ultralydet kavitasjon initiere kjedereaksjonspolymerisasjonen av monomerene i vannet. Polymerkjeden vokser og danner primære partikler med en omtrentlig størrelse på 10-20 nm. De primære partikler svulmer med monomerer, og initiering av polymerkjeder fortsetter i den vandige fase, voksende polymerradikaler er fanget av de eksisterende partikler, og polymerisasjon fortsetter inne i partiklene. Etter at de primære partiklene er dannet, øker all ytterligere polymerisering størrelsen, men ikke antall partikler. Veksten fortsetter til alle monomerene er konsumert. De endelige partikkeldiametrene er vanligvis 50-500 nm.
Sonosyntese kan utføres som en sats eller som kontinuerlig prosess.

Ultralyd-strømningscellereaktorer tillater kontinuerlig behandling.

Hvis polystyren latex syntetiseres via sonokemisk rute, kan latexpartikler med en liten størrelse på 50 nm og en høy molekylvekt på mer enn 106 g / mol oppnås. På grunn av den effektive ultralydemulgeringen vil det bare være behov for en liten mengde overflateaktivt middel. Den kontinuerlige ultralydbehandling som påføres monomeroppløsningen skaper tilstrekkelige radikaler rundt monomerdråpene, som fører til de meget små latexpartiklene under polymerisasjonen. Foruten ultralydspolymerisasjonseffekter er ytterligere fordeler ved denne metoden lavreaksjonstemperaturen, den raskere reaksjonssekvensen og kvaliteten på latexpartiklene på grunn av partikkelens høymolekylvekt. Fordelene ved ultralydspolymerisasjon gjelder også for den ultrasonisk assisterte kopolymerisasjon. [Zhang et al. 2009]
En potensiell effekt av latex oppnås ved syntese av ZnO-innkapslet nanolatex: Den ZnO-innkapslede nanolateksen viser høy antiskorrosiv ytelse. I studien av Sonawane et al. (2010), ZnO / poly (butylmetakrylat) og ZnO-PBMA / polyanilin nanolatex komposittpartikler på 50 nm er blitt syntetisert ved sonokemisk emulsjonspolymerisering.
Hielscher Ultrasonics høy effekt ultralyd enheter er pålitelige og effektive verktøy for sonokjemisk reaksjon. Et bredt spekter av ultralydsprosessorer med forskjellig effektkapasitet og oppsett sørger for at den optimale konfigurasjonen til den spesifikke prosessen og volumet blir gitt. Alle applikasjoner kan evalueres i laboratoriet og deretter skaleres opp til produksjonsstørrelsen lineært. Ultralydmaskiner for kontinuerlig prosessering i gjennomstrømningsmodus kan enkelt ettermonteres i eksisterende produksjonslinjer.
UP200S - Hielschers kraftige 200W ultralydsapparat for sonokemiske prosesser

Ultralydsenhet UP200S

Kontakt oss / be om mer informasjon

Snakk med oss ​​om dine krav til behandling. Vi vil anbefale de mest egnede oppsett- og behandlingsparametrene for prosjektet ditt.





Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur / Referanser

  • Ooi, SK; Biggs, S. (2000): Ultralyd initiering av polystyren latex syntese. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
  • Sonawane, SH; Teo, BM; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): Sonochemical Synthesis of ZnO Encapsulated Functional Nanolatex and its anticorrosive Performance. Industriell & Engineering kjemi forskning 19, 2010. i 2200-2205.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. Ed. J. Wiley & Sønner: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.
  • Teo, BM .; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): Sonokemisk polymerisering av miniemulsjoner i organiske væsker / vannblandinger. Fysisk kjemi Kjemisk fysikk 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, BM .; Chen, F .; Hatton, TA; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): Novell-pottesyntese av magnetitt latex nanopartikler ved ultralydbestråling.
  • Zhang, K .; Park, BJ; Fang, FF; Choi, HJ (2009): Sonokemisk fremstilling av polymernokompositter. Molecules 14, 2009. 2095-2110.