Голландские физики разработали новую методику производства полимеров
Группа под руководством Мартина Куйперса (Martin Kuijpers) из технологического... Голландские ученые разработали методику производства полимеров из жидкого диоксида углерода под действием ультразвука.
Группа под руководством Мартина Куйперса (Martin Kuijpers) из технологического университета в Эйндховене смогли под действием звуковых волн высокой эффективности получать полиметилметакрилат из смеси диоксида углерода и метил-метакрилатных мономеров, находящихся под большим давлением. Ученые полагают, что новая методика позволит сократить использование токсичных растворителей, которые в настоящее время используются в процессе полимеризации.
Под действием ультразвуковых волн в жидком диоксиде углерода непрерывно образуются пузырьки размером в несколько десятков микрон и схлопываются. Этот процесс, именуемый кавитацией, приводит к образованию локальных зон в жидкости с высокой температурой и давлением, под действием которых молекулы могут переходить в возбужденное состояние, разрывать химические связи, образуя радикалы, и вступать в процесс полимеризации.
Для инициации процесса роста кавитационного пузырька, требуется давление выше определенного предела. Однако при повышении давления на жидкость этот порог растет и препятствует образованию пузырьков. Для борьбы с этим нужен жидкий диоксид углерода, высокое давление паров которого эффективно противодействует гидростатическому давлению, которое необходимо для поддержания вещества в жидком состоянии. В результате порог понижается, и ничто уже не мешает образовываться пузырькам.
При смешении жидкой двуокиси углерода с полимером она действует в качестве "антирастворителя", препятствующего растворению полимера в жидком газе под высоким давлением. В результате полимер осаждается из раствора, и специального растворителя не требуется. Кавитация также позволяет разрушать полимерные цепочки с длиной, большей определенной, что позволяет получать полимеры заданного молекулярного веса. Еще одно достоинство - выключение питания звукового генератора приводит к очень быстрой остановке процесса полимеризации; ни один из существующих способов этого не позволяет.
Источник: по материалам Physics Web.