Сонохімічний синтез латексу

Ультразвук індукує та сприяє хімічній реакції для полімеризації латексу. За синохімічними силами синтез латексу відбувається швидше і ефективніше. Навіть поводження з хімічною реакцією стає легше.

Частинки латексу широко використовуються як добавки для різних матеріалів. Поширені поля застосування включають вживання як добавки в фарби та покриття, клеї та цемент.
Для полімеризації латексу важливим фактором, який значно впливає на якість полімеру, є емульгування та дисперсія основного реакційного розчину. Ультразвук добре відомий як ефективний та надійний спосіб диспергування та емульгування. Високий потенціал ультразвукової є здатність до створення дисперсії і емульсії не тільки в мікронному, але і в нанорозмірному діапазоні. Для синтезу латексу, емульсії або дисперсії мономерів, наприклад, полістиролу, у воді (о / ва = масло в воді Емульсія) є основою реакції. Залежно від типу емульсії може знадобитися невелика кількість поверхнево-активних речовин, але нерідко ультразвукова енергія забезпечує такий добрий розподіл крапель, щоб поверхнево-активне речовина було зайвим. Якщо в рідину вводять ультразвук з високою амплітудою, відбувається явище так званої кавітації. Під час змінного циклу високого тиску та низького тиску створюються спалахи рідини та вакуумні бульбашки. Коли ці маленькі бульбашки не можуть поглинати більше енергії, вони підриваються під час циклу високого тиску, так що на місцевому рівні досягаються тиск до 1000 бар і ударні хвилі, а також рідкі струми до 400 км / год. [Суслик, 1998] Ці сильно інтенсивні сили, викликані ультразвуковою кавітацією, набувають чинності прикладені краплі та частинки. Вільні радикали утворюються під ультразвуковим випромінюванням кавітація ініціювати ланцюгова реакція полімеризації мономерів у воді. Полімерні ланцюги ростуть і утворюють первинні частинки приблизного розміру 10-20 нм. Первинні частинки набухають з мономерами, а в водній фазі продовжується ініціювання полімерних ланцюгів, зростаючі полімерні радикали затримуються існуючими частинками, а полімеризація продовжується всередині частинок. Після того, як утворюються первинні частинки, вся подальша полімеризація збільшує розмір, але не кількість частинок. Зростання продовжується, поки весь мономер не споживається. Остаточний діаметр часток становить 50-500 нм.

Якщо полістироловий латекс синтезується за допомогою сонохімічного шляху, можна досягти часток латексу малим розміром 50 нм і високою молекулярною масою більше 106 г / моль. Завдяки ефективній емульгуванню ультразвуку, буде потрібно лише невелика кількість поверхнево-активних речовин. Безперервне ультразвукове дослідження, застосоване до мономерного розчину, утворює достатньо радикалів навколо мономерних крапель, що призводить до дуже малих латексних частинок під час полімеризації. Окрім ефектів ультразвукової полімеризації, додатковими перевагами цього способу є низька температура реакції, більш швидка реакційна послідовність і якість латексних часток завдяки високій молекулярній масі частинок. Переваги ультразвукової полімеризації застосовуються також для кополімеризації з ультразвуковим приводом. [Чжанг та співавт. 2009]
Потенційний ефект латексу досягається синтезом інкапсулізованого нанолатеку ZnO: інкапсульований нанолатекс ZnO демонструє високу антикорозійну ефективність. У дослідженні Sonawane et al. (2010 р.), ZnO / полі (бутилметакрилат) та ZnO-PBMA / поліанілінові нанолатексні композитні частинки з діаметром 50 нм синтезовано методом сонохімічної емульсійної полімеризації.
Hielscher Ультразвук потужні ультразвукові пристрої є надійними та ефективними інструментами для сонохімічний реакція Широкий діапазон ультразвукових процесорів з різними потужністю та налаштуваннями забезпечує оптимальну конфігурацію для конкретного процесу та об'єму. Усі заявки можна оцінити в лабораторії, а потім лінійно збільшувати їх до розміру виробництва. Ультразвукові машини для безперервної обробки в режимі протікання можуть бути легко модернізовані в існуючі виробничі лінії.

Література / Довідники

• Ой, СК; Biggs, S. (2000): Ультразвукова ініціація синтезу латексного полістиролу. Ультрасоніка Sonochemistry 7, 2000. 125-133.
• Sonawane, SH; Тео, БМ; Брочий, А.; Грізер, Ф .; Асоккумар, М. (2010): Сонохімічний синтез функціонального нанолатеку та його антикорозійного впливу. Промисловий & Інженерна хімія Дослідження 19, 2010. 2200-2205.
• Суслик, К.С. (1998): Кірк-Отмер Енциклопедія хімічної технології; 4-е Ред. Дж. Вілей & Сини: Нью-Йорк, Том. 26, 1998. 517-541.
• Тео, БМ .; Ашокумар, М .; Грізер, Ф. (2011): Сонохімічна полімеризація мінемалюсій у органічних рідинах / сумішах води. Фізична хімія Хімічна фізика 13, 2011. 4095-4102.
• Тео, БМ .; Чен, Ф .; Хаттон, Т. А.; Грізер, Ф .; Ашокумар, М .; (2009): синтез наночастинок магнетитового латексу за допомогою ультразвукового опромінення.
• Чжан К.; Парк, BJ; Fang, FF; Чой, HJ (2009): Сонохімічна підготовка полімерних нанокомпозитів. Молекули 14, 2009. 2095-2110.