Tổng hợp Sonochemical của Latex

Siêu âm gây ra và thúc đẩy phản ứng hóa học để trùng hợp latex. Bằng lực siêu âm, quá trình tổng hợp mủ cao su diễn ra nhanh hơn và hiệu quả hơn. Ngay cả việc xử lý phản ứng hóa học cũng trở nên dễ dàng hơn.

Các hạt cao su được sử dụng rộng rãi làm phụ gia cho các vật liệu khác nhau. Các lĩnh vực ứng dụng phổ biến bao gồm việc sử dụng làm phụ gia trong sơn và lớp phủ, keo và xi măng.
Đối với quá trình trùng hợp mủ, quá trình nhũ hóa và phân tán dung dịch phản ứng cơ bản là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng polyme. Siêu âm nổi tiếng là phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy để phân tán và nhũ hóa. Tiềm năng cao của siêu âm là khả năng tạo ra Phân tán và nhũ tương không chỉ ở micron- mà còn trong phạm vi kích thước nano. Để tổng hợp mủ, nhũ tương hoặc phân tán các monome, ví dụ như polystyrene, trong nước (o / w = dầu trong nước Emulsion) là cơ sở của phản ứng. Tùy thuộc vào loại nhũ tương, có thể cần một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt, nhưng thường năng lượng siêu âm cung cấp sự phân bố giọt mịn như vậy để chất hoạt động bề mặt không thừa. Nếu siêu âm có biên độ cao được đưa vào chất lỏng, hiện tượng được gọi là xâm thực xảy ra. Chất lỏng vỡ và bong bóng chân không được tạo ra trong các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ. Khi những bong bóng nhỏ này không thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn, chúng sẽ nổ tung trong chu kỳ áp suất cao, do đó áp suất lên đến 1000 bar và sóng xung kích cũng như các tia chất lỏng lên đến 400 km / h được đạt được cục bộ. [Suslick, 1998] Những lực cường độ cao này, gây ra bởi sự xâm thực siêu âm, có tác dụng đối với các giọt và hạt bao quanh. Các gốc tự do được hình thành dưới siêu âm Cavitation bắt đầu quá trình trùng hợp phản ứng dây chuyền của các monome trong nước. Các chuỗi polyme phát triển và tạo thành các hạt chính có kích thước xấp xỉ 10-20 nm. Các hạt chính phồng lên bằng monome, và sự khởi đầu của các chuỗi polyme tiếp tục trong pha nước, các gốc polyme đang phát triển bị mắc kẹt bởi các hạt hiện có và quá trình trùng hợp tiếp tục bên trong các hạt. Sau khi các hạt sơ cấp đã hình thành, tất cả quá trình trùng hợp tiếp theo sẽ làm tăng kích thước nhưng không làm tăng số lượng hạt. Sự tăng trưởng tiếp tục cho đến khi tất cả monome được tiêu thụ. Đường kính hạt cuối cùng thường là 50-500 nm.

Nếu mủ polystyrene được tổng hợp thông qua đường siêu âm, có thể đạt được các hạt mủ cao su có kích thước nhỏ 50 nm và trọng lượng phân tử cao hơn 106 g / mol. Do quá trình nhũ hóa siêu âm hiệu quả, chỉ cần một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt. Quá trình siêu âm liên tục được áp dụng cho dung dịch monome tạo ra đủ gốc xung quanh các giọt monome, dẫn đến các hạt mủ rất nhỏ trong quá trình trùng hợp. Bên cạnh các hiệu ứng trùng hợp siêu âm, lợi ích khác của phương pháp này là nhiệt độ phản ứng thấp, trình tự phản ứng nhanh hơn và chất lượng của các hạt mủ do trọng lượng phân tử cao của các hạt. Những ưu điểm của quá trình trùng hợp siêu âm cũng áp dụng cho quá trình đồng trùng hợp được hỗ trợ bằng siêu âm. [Zhang và cộng sự, 2009]
Tác dụng tiềm năng của mủ cao su đạt được bằng cách tổng hợp nanolatex đóng gói ZnO: Nanolatex đóng gói ZnO cho thấy hiệu suất chống ăn mòn cao. Trong nghiên cứu của Sonawane et al. (2010), các hạt composite ZnO / poly (butyl methacrylate) và ZnO − PBMA / polyaniline nanolatex có độ cao 50 nm đã được tổng hợp bằng cách trùng hợp nhũ tương siêu âm.
Hielscher Siêu âm thiết bị siêu âm công suất cao là những công cụ đáng tin cậy và hiệu quả cho sonochemical phản ứng. Một loạt các bộ xử lý siêu âm với công suất và thiết lập khác nhau đảm bảo cung cấp cấu hình tối ưu cho quy trình và khối lượng cụ thể. Tất cả các ứng dụng có thể được đánh giá trong phòng thí nghiệm và sau đó mở rộng quy mô sản xuất, tuyến tính. Máy siêu âm để xử lý liên tục ở chế độ dòng chảy có thể dễ dàng được trang bị thêm vào dây chuyền sản xuất hiện có.