Síntese sonoquímica do látex

O ultrassom induz e promove a reação química para a polimerização do látex. Por forças sonoquímicas, a síntese de látex ocorre de forma mais rápida e eficiente. Até mesmo o manuseio da reação química se torna mais fácil.

As partículas de látex são amplamente utilizadas como aditivo para vários materiais. Os campos de aplicação comuns incluem o uso como aditivos em tintas e revestimentos, colas e cimento.
Para a polimerização do látex, a emulsificação e dispersão da solução básica de reação é um fator importante que influencia significativamente a qualidade do polímero. O ultrassom é conhecido como um método eficiente e confiável para dispersar e emulsificar. O alto potencial do ultrassom é a capacidade de criar Dispersões e Emulsões não apenas na faixa de mícrons, mas também na faixa de tamanho nanométrico. Para a síntese de látex, uma emulsão ou dispersão de monómeros, por exemplo, poliestireno, em água (o/p = óleo em água emulsão) é a base da reação. Dependendo do tipo de emulsão, uma pequena quantidade de surfactante pode ser necessária, mas muitas vezes a energia ultrassônica fornece uma distribuição de gotículas tão fina que o surfactante é supérfluo. Se o ultrassom com altas amplitudes for introduzido em líquidos, ocorre o fenômeno da chamada cavitação. As explosões de líquido e bolhas de vácuo são geradas durante os ciclos alternados de alta e baixa pressão. Quando essas pequenas bolhas não conseguem absorver mais energia, elas implodem durante um ciclo de alta pressão, de modo que pressões de até 1000 bar e ondas de choque, bem como jatos líquidos de até 400 km/h são alcançados localmente. [Suslick, 1998] Essas forças altamente intensas, causadas pela cavitação ultrassônica, afetam as gotículas e partículas envolventes. Os radicais livres formados sob o ultrassônico cavitação Iniciar a polimerização por reação em cadeia dos monômeros na água. As cadeias poliméricas crescem e formam partículas primárias com um tamanho aproximado de 10-20 nm. As partículas primárias incham com monômeros e o início das cadeias poliméricas continua na fase aquosa, os radicais poliméricos em crescimento são presos pelas partículas existentes e a polimerização continua dentro das partículas. Depois que as partículas primárias se formam, toda a polimerização adicional aumenta o tamanho, mas não o número de partículas. O crescimento continua até que todo o monômero seja consumido. Os diâmetros finais das partículas normalmente são de 50 a 500 nm.

Se o látex de poliestireno for sintetizado por via sonoquímica, partículas de látex com um tamanho pequeno de 50 nm e um alto peso molecular de mais de 106 g/mol podem ser alcançadas. Devido à emulsificação ultrassônica eficiente, apenas uma pequena quantidade de surfactante será necessária. A ultrassonografia contínua aplicada à solução de monômero cria radicais suficientes ao redor das gotículas de monômero, o que leva a partículas de látex muito pequenas durante a polimerização. Além dos efeitos de polimerização ultrassônica, outros benefícios deste método são a baixa temperatura de reação, a sequência de reação mais rápida e a qualidade das partículas de látex devido ao alto peso molecular das partículas. As vantagens da polimerização ultrassônica se aplicam também à copolimerização assistida por ultrassom. [Zhang et al. 2009]
Um efeito potencial do látex é alcançado pela síntese de nanolátex encapsulado em ZnO: O nanolátex encapsulado em ZnO apresenta alto desempenho anticorrosivo. No estudo de Sonawane et al. (2010), partículas compostas de nanolátex de ZnO/poli(metacrilato de butila) e ZnO−PBMA/polianilina de 50 nm foram sintetizadas por polimerização em emulsão sonoquímica.
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Literatura/Referências

• Ooi, S. K.; Biggs, S. (2000): Iniciação ultrassônica da síntese de látex de poliestireno. Ultrassonismo Sonoquímica 7, 2000. 125-133.
• Sonawane, S. H.; Teo, B. M.; Brotchie, A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M. (2010): Síntese sonoquímica de nanolátex funcional encapsulado em ZnO e seu desempenho anticorrosivo. Industrial & Pesquisa em Química de Engenharia 19, 2010. 2200-2205.
• Suslick, K. S. (1998): Enciclopédia Kirk-Othmer de Tecnologia Química; 4ª Ed. J. Wiley & Filhos: Nova York, Vol. 26, 1998. 517-541.
• Teo, B. M..; Ashokkumar, M.; Grieser, F. (2011): Polimerização sonoquímica de miniemulsões em misturas orgânicas líquidas/água. Físico-Química Física Química 13, 2011. 4095-4102.
• Teo, B. M..; Chen, F.; Oliveira, T. A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M.; (2009): Nova síntese de um pote de nanopartículas de látex de magnetita por irradiação ultrassônica.
• Zhang, K.; Oliveira, B.J.; Presa, F.F.; Choi, H. J. (2009): Preparação sonoquímica de nanocompósitos poliméricos. Moléculas 14, 2009. 2095-2110.