Sinteza sonochimică a latexului

Ultrasunetele induc și promovează reacția chimică pentru polimerizarea latexului. Prin forțele sonochimice, sinteza latexului are loc mai rapid și mai eficient. Chiar și manipularea reacției chimice devine mai ușoară.

Particulele de latex sunt utilizate pe scară largă ca aditiv pentru diverse materiale. Domeniile comune de aplicare includ utilizarea ca aditivi în vopsele și acoperiri, cleiuri și ciment.
Pentru polimerizarea latexului, emulsionarea și dispersia soluției de reacție bazică este un factor important care influențează semnificativ calitatea polimerului. Ecografia este binecunoscută ca metodă eficientă și fiabilă pentru dispersare și emulsionare. Potențialul ridicat al ultrasunetelor este capacitatea de a crea Dispersii și Emulsii nu numai în domeniul micron, ci și în gama nano-dimensională. Pentru sinteza latexului, o emulsie sau o dispersie de monomeri, de exemplu polistiren, în apă (o/g = ulei-în-apă emulsie) este baza reacției. În funcție de tipul de emulsie, poate fi necesară o cantitate mică de agent tensioactiv, dar de multe ori energia ultrasonică asigură o distribuție atât de fină a picăturilor, astfel încât surfactantul este inutil. Dacă ultrasunetele cu amplitudini mari sunt introduse în lichide, apare fenomenul așa-numitei cavitații. Exploziile de lichid și bulele de vid sunt generate în timpul ciclurilor alternative de înaltă presiune și joasă presiune. Când aceste bule mici nu pot absorbi mai multă energie, ele fac implozie în timpul unui ciclu de înaltă presiune, astfel încât presiunile de până la 1000 bar și undele de șoc, precum și jeturile lichide de până la 400 km / h sunt atinse local. [Suslick, 1998] Aceste forțe extrem de intense, cauzate de cavitație cu ultrasunete, au efect asupra picăturilor și particulelor care înconjoară. Radicalii liberi formate sub ultrasunete Cavitaţie inițiați polimerizarea reacției în lanț a monomerilor din apă. Lanțurile polimerice cresc și formează particule primare cu o dimensiune aproximativă de 10-20 nm. Particulele primare se umflă cu monomeri, iar inițierea lanțurilor polimerice continuă în faza apoasă, radicalii polimerici în creștere sunt prinși de particulele existente, iar polimerizarea continuă în interiorul particulelor. După formarea particulelor primare, orice polimerizare ulterioară mărește dimensiunea, dar nu și numărul de particule. Creșterea continuă până când tot monomerul este consumat. Diametrele finale ale particulelor sunt de obicei de 50-500 nm.

Dacă latexul de polistiren este sintetizat pe cale sonochimică, se pot obține particule de latex cu o dimensiune mică de 50 nm și o greutate moleculară mare de peste 106 g / mol. Datorită emulsionării eficiente cu ultrasunete, va fi necesară doar o cantitate mică de agent tensioactiv. Ultrasonication continuă aplicată soluției monomere creează radicali suficienți în jurul picăturilor monomere, ceea ce duce la particule de latex foarte mici în timpul polimerizării. Pe lângă efectele de polimerizare cu ultrasunete, alte beneficii ale acestei metode sunt temperatura scăzută de reacție, secvența de reacție mai rapidă și calitatea particulelor de latex datorită greutății moleculare mari a particulelor. Avantajele polimerizării cu ultrasunete se aplică, de asemenea, pentru copolimerizarea ultrasonically asistată. [Zhang și colab. 2009]
Un efect potențial al latexului este obținut prin sinteza nanolatexului încapsulat cu ZnO: nanolatexul încapsulat cu ZnO prezintă performanțe anticorozive ridicate. În studiul Sonawane et al. (2010), particulele compozite de ZnO/poli(metacrilat de butil) și ZnO−PBMA/polianilină nanolatex de 50 nm au fost sintetizate prin polimerizarea emulsiei sonochimice.
Hielscher Ultrasonics Dispozitive cu ultrasunete de mare putere sunt instrumente fiabile și eficiente pentru sonochimice reacție. O gamă largă de procesoare cu ultrasunete cu diferite capacități de alimentare și setări asigură că oferă configurația optimă pentru procesul și volumul specific. Toate aplicațiile pot fi evaluate în laborator și ulterior scalate până la dimensiunea producției, liniar. Mașinile cu ultrasunete pentru prelucrare continuă în modul de curgere pot fi ușor modernizate în liniile de producție existente.

Literatură/Referințe

• Ooi, S. K .; Biggs, S. (2000): Inițierea cu ultrasunete a sintezei latexului de polistiren. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
• Sonawane, S. H .; Teo, B. M.; Brotchie, A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M. (2010): Sinteza sonochimică a nanolatexului funcțional încapsulat ZnO și performanța sa anticorozivă. Industrial & Cercetare în chimie inginerească 19, 2010. 2200-2205.
• Suslick, K. S. (1998): Enciclopedia Kirk-Othmer a tehnologiei chimice; Ediția a 4-a J. Wiley & Fiii: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.
• Teo, B. M..; Ashokkumar, M .; Grieser, F. (2011): Polimerizarea sonochimică a miniemulsiilor în amestecuri organice lichide / apă. Chimie fizică Fizică chimică 13, 2011. 4095-4102.
• Teo, B. M..; Chen, F .; Hatton, T. A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M .; (2009): Noua sinteză cu un singur vas a nanoparticulelor de latex de magnetită prin iradiere cu ultrasunete.
• Zhang, K .; Park, B.J.; Fang, F.F.; Choi, H. J. (2009): Prepararea sonochimică a nanocompozitelor polimerice. Molecule 14, 2009. 2095-2110.