Hielscher tecnologia de ultra-som

Sonoquímica Síntese de látex

O ultra-som induz e promove a reacção química para a polimerização de látex. Por forças sonoquímicos, a síntese de látex ocorre mais rápido e eficiente. Mesmo a manipulação da reação química torna-se mais fácil.
As partículas de látex são amplamente utilizados como aditivo para vários materiais. campos de aplicação comuns incluem o uso como aditivos em tintas e revestimentos, colas e cimento.
Para a polimerização de látex, a emulsif icação e dispersão da solução de reacção básica é um factor importante que influencia a qualidade do polímero de forma significativa. O ultra-som é conhecido como método eficaz e fiável para dispersar e emulsionar. O alto potencial de ultra-som é a capacidade de criar dispersões e emulsões não só no mícron, mas também na faixa de nano-size. Para a síntese do látex, uma emulsão ou dispersão de monómeros, por exemplo poliestireno, em água (o / w = óleo-em-água Emulsão) é a base da reação. Dependendo do tipo de emulsão, pode ser necessária uma pequena quantidade de surfactante, mas, muitas vezes, a energia ultra-sônica fornece uma distribuição tão fina de gotículas para que o surfactante seja supérfluo. Se o ultra-som com altas amplitudes for introduzido em líquidos, ocorre o fenômeno da chamada cavitação. As explosões de líquido e as bolhas de vácuo são geradas durante os ciclos alternados de alta pressão e baixa pressão. Quando estas pequenas bolhas não podem absorver mais energia, elas implodem durante um ciclo de alta pressão, de modo que as pressões de até 1000 bar e as ondas de choque bem como jatos líquidos de até 400 km / h sejam atingidos localmente. [Suslick, 1998] Essas forças altamente intensas, causadas por cavitação ultra-sônica, produzem efeito nas gotas e partículas envolventes. Os radicais livres formados sob o ultra-som cavitação iniciar a reacção em cadeia de polimerização dos monómeros em água. As cadeias de polímero crescem e formar partículas primárias com um tamanho aproximado de 10-20 nm. As partículas primárias inchar com monómeros, e a iniciação de cadeias de polímero continua na fase aquosa, crescendo radicais de polímero são presos pelas partículas existentes, e a polimerização prossegue no interior das partículas. Depois das partículas primárias se terem formado, todos polimerização adicional aumenta o tamanho, mas não o número de partículas. Crescimento continua até que todo o monómero é consumido. Os diâmetros das partículas finais são tipicamente de 50-500 nm.
Sono-síntese pode ser efectuada como um lote ou como processo contínuo.

reactores de fluxo de ultra-sons de células para permitir o processamento contínuo.

Se o látex de poliestireno for sintetizado por via sonoquímica, podem ser obtidas partículas de látex com um tamanho pequeno de 50 nm e um peso molecular elevado superior a 106 g / mol. Devido à eficiente emulsificação ultra-sônica, apenas uma pequena quantidade de surfactante será necessária. A ultra-sonografia contínua aplicada à solução de monómero cria suficientes radicais em torno das gotículas de monómero, o que leva a partículas de látex muito pequenas durante a polimerização. Além dos efeitos de polimerização ultra-sônica, outros benefícios deste método são a baixa temperatura de reação, a seqüência de reação mais rápida e a qualidade das partículas de látex devido ao alto peso molecular das partículas. As vantagens da polimerização ultra-sônica aplicam-se também para a copolimerização assistida por ultra-som. [Zhang et al. 2009]
Um efeito potencial de látex é conseguida por meio da síntese de ZnO nanolatex encapsulada: A nanolatex ZnO encapsulado mostra alto desempenho anticorrosivo. No estudo de Sonawane et al. (2010), ZnO / poli (metacrilato de butilo) e ZnO-PBMA / polianilina partículas compósitas nanolatex de 50 nm foram sintetizados por polimerização em emulsão sonoquímica.
Hielscher Ultrasonics dispositivos de ultra-sons de alta potência são ferramentas confiáveis ​​e eficientes para sonoquímica reação. Uma ampla gama de processadores de ultra-sons com diferentes capacidades de potência e configurações faz com que deixe de proporcionar a configuração óptima para o processo e volume específico. Todas as aplicações podem ser avaliados em laboratório e posteriormente ampliado para o tamanho da produção, de forma linear. máquinas de ultra-sons para o processamento contínuo, no modo de fluxo pode ser facilmente instalada em linhas de produção já existentes.
UP200S - poderosa ultrasonicator 200W de Hielscher para processos sonoquímicos

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Literatura / Referências

  • Ooi, S. K .; Biggs, S. (2000): Ultrasonic iniciação da síntese de látex de poliestireno. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
  • Sonawane, S. H .; Teo, B. M .; Brotchie, A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M. (2010): sonoquímicos Síntese de ZnO Encapsulated Nanolatex Funcional e seu desempenho anticorrosivo. Industrial & Engenharia Química Research 19, 2010. 2200-2205.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4ª Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.
  • Teo, B. M ..; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): polimerização sonoquímicos de miniemulsions em líquidos orgânicos / misturas de água. Physical Chemistry Chemical Physics 13, 2011. 4095-4102.
  • Teo, B. M ..; Chen, F .; Hatton, T. A .; Grieser, F .; Ashokkumar, M .; (2009): síntese de um só recipiente Novel de nanopartículas de látex de magnetite por irradiação ultra-sónica.
  • Zhang, K .; Park, B.J .; Fang, F.F .; Choi, H. J. (2009): Preparação de Polímero sonoquímicos nanocompósitos. Moléculas 14, 2009. 2.095-2.110.