Sonokemična sinteza lateksa
Ultrazvok inducira in spodbuja kemično reakcijo za polimerizacijo lateksa. S sonokemičnimi silami se sinteza lateksa odvija hitreje in učinkoviteje. Tudi ravnanje s kemično reakcijo postane lažje.
Delci lateksa se pogosto uporabljajo kot dodatek za različne materiale. Skupna področja uporabe vključujejo uporabo kot dodatki v barvah in premazih, lepilih in cementu.
Za polimerizacijo lateksa je emulgiranje in disperzija osnovne reakcijske raztopine pomemben dejavnik, ki pomembno vpliva na kakovost polimera. Ultrazvok je znan kot učinkovita in zanesljiva metoda za dispergiranje in emulgiranje. Visok potencial ultrazvoka je sposobnost ustvarjanja disperzije in Emulzije ne samo v mikronskem, ampak tudi v nano-velikostnem območju. Za sintezo lateksa emulzija ali disperzija monomerov, npr. polistiren, v vodi (o/w = olje v vodi emulzija) je podlaga za reakcijo. Glede na vrsto emulzije je morda potrebna majhna količina površinsko aktivne snovi, vendar pogosto ultrazvočna energija zagotavlja tako fino porazdelitev kapljic, tako da je površinsko aktivna snov odveč. Če se v tekočine vnese ultrazvok z visokimi amplitudami, pride do pojava tako imenovane kavitacije. Tekočinski izbruhi in vakuumski mehurčki nastanejo med izmeničnim visokotlačnim in nizkotlačnim ciklom. Ko ti majhni mehurčki ne morejo absorbirati več energije, implodirajo med visokotlačnim ciklom, tako da se lokalno dosežejo tlaki do 1000 barov in udarni valovi ter tekoči curki do 400 km / h. [Suslick, 1998] Te zelo intenzivne sile, ki jih povzroča ultrazvočna kavitacija, vplivajo na kapljice in delce, ki jih obdajajo. Prosti radikali, ki nastanejo pod ultrazvočnim Kavitacija Sprožite verižno reakcijo polimerizacije monomerov v vodi. Polimerne verige rastejo in tvorijo primarne delce s približno velikostjo 10-20 nm. Primarni delci nabreknejo z monomeri, začetek polimernih verig pa se nadaljuje v vodni fazi, naraščajoči polimerni radikali so ujeti z obstoječimi delci in polimerizacija se nadaljuje znotraj delcev. Po nastanku primarnih delcev vsa nadaljnja polimerizacija poveča velikost, ne pa tudi števila delcev. Rast se nadaljuje, dokler se ne porabi ves monomer. Končni premeri delcev so običajno 50-500 nm.
Potencialni učinek lateksa se doseže s sintezo ZnO inkapsuliranega nanolateksa: ZnO inkapsulirani nanolateks kaže visoko antikorozivno delovanje. V študiji Sonawane et al. (2010) so bili ZnO / poli (butil metakrilat) in ZnO-PBMA / polianilin nanolateksni kompozitni delci 50 nm sintetizirani s sonokemično emulzično polimerizacijo.
Hielscher Ultrasonics ultrazvočne naprave visoke moči so zanesljiva in učinkovita orodja za sonokemična reakcija. Široka paleta ultrazvočnih procesorjev z različnimi zmogljivostmi in nastavitvami zagotavlja optimalno konfiguracijo za določen proces in prostornino. Vse aplikacije je mogoče oceniti v laboratoriju in nato linearno povečati na velikost proizvodnje. Ultrazvočni stroji za neprekinjeno obdelavo v pretočnem načinu se lahko enostavno naknadno vgradijo v obstoječe proizvodne linije.
Literatura/Reference
- Ooi, S. K.; Biggs, S. (2000): Ultrazvočna iniciacija sinteze polistirenskega lateksa. Ultrazvočna sonokemija 7, 2000. 125-133.
- Sonawane, S. H.; Teo, B. M.; Brotchie, A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M. (2010): Sonokemična sinteza ZnO inkapsuliranega funkcionalnega nanolateksa in njegova antikorozivna učinkovitost. Industrijska & Raziskave inženirske kemije 19, 2010. 2200-2205.
- Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmerjeva enciklopedija kemijske tehnologije; 4. izdaja J. Wiley & Sinovi: New York, zvezek 26, 1998. 517-541.
- Teo, B. M..; Ashokkumar, M.; Grieser, F. (2011): Sonokemična polimerizacija miniemulzij v mešanicah organskih tekočin in vode. Fizikalna kemija Kemijska fizika 13, 2011. 4095-4102.
- Teo, B. M..; Chen, F.; Hatton, T. A.; Grieser, F.; Ashokkumar, M.; (2009): Nova sinteza nanodelcev magnetitnega lateksa v enem loncu z ultrazvočnim obsevanjem.
- Zhang, K.; Park, B.J.; Fang, F.F.; Choi, H. J. (2009): Sonokemična priprava polimernih nanokompozitov. Molekule 14, 2009. 2095-2110.