Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса
Предложение относится к химии высокомолекулярных соединений и может быть использовано для получения монодисперсных синтетических полимерных латексов и касается технических средств для реализации этого процесса.
Установка содержит: реакционную камеру 1, соединенную с камерой 2 для обработки реакционной массы, парогенератор 3, центрифугу 4, емкости для гидролиза 5 и очистки 6. Реакционная камера 1 имеет технологическую обвязку, включающую контейнеры 7, 8, 9 и 10 с исходными компонентами, емкость с водой 12, баллон 13 с инертным газом. Камера 1 также оснащена: устройством 14 регулирования-стабилизации температуры, измерителем температуры 15, устройством для активного перемешивания реакционной массы 16. Установка оснащена прибором 17 анализа состава и качества полученного латекса и приборным оснащением 18 для контроля параметров полученного продукта.
Процесс с использованием данной установки позволяет получить латексы с аминогруппами на поверхности частиц, которые способны к самосборке в трехмерные упорядоченные структуры и могут быть использованы для получения новых материалов методами нанотехнологий.
Ил. -1; форм. - 3п.
Предложение относится к химии высокомолекулярных соединений и может быть использовано для получения монодисперсных синтетических полимерных латексов и касается технических средств для реализации этого процесса.
В настоящее время известны различные технические средства для получения указанного материала, наиболее представительными из которых можно считать установки, содержащие контейнеры с исходными компонентами и аппарат для приготовления композиционной системы [RU №2164919, С08F 2/22, 2001; Якиманский А.В., Меньшикова А.Ю. и др. Монодисперсные полимерные частицы с ковалентно присоединенными хромофорными группировками // Ж. Рос. Нанотехнологии, 2006, Т. 1, №1-2, С. 171-172.; RU №20811286 1997.].
Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату является установка для получения синтетического полимерного материала, содержащая реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого материала, контейнер для его упаковки и временного хранения [RU №72222, 10.04.2008; RU №2206500, 2002].
Существенным недостатком этой установки является несовершенство ее конструктивно-технологической схемы, которая не включает необходимые для непрерывного процесса агрегаты в виде гидролизатора и камер обработки получаемой реакционной системы готового продукта, что ведет к снижению реакционной способности компонентов, удлинению процесса
синтеза продукта и требует использования дополнительного оборудования, увеличивая трудозатраты на процесс получения латекса.
Технической задачей и положительным результатом предлагаемой конструкции установки является исключение потерь агрегативной устойчивости частиц реакционной массы в процессе получения монодисперсного синтетического полимерного латекса при одновременной интенсификации процесса и сокращении трудозатрат на обслуживание установки.
Указанная техническая задача и получаемый результат достигается за счет описываемой конструкции установки.
Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса содержит: реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого продукта, при этом установка дополнительно снабжена камерой обработки реакционной массы, соединенной с рабочим пространством реакционной камеры, гидролизатором, емкостью для очистки получаемого латекса, при этом камера обработки соединена с рабочей емкостью центрифуги, сообщенной далее с гидролизатором, соединенным магистралью с емкостью для очистки получаемого латекса.
Установка имеет терморегулятор реакционной камеры в виде теплозащитной рубашки, заполненной теплоносителем.
Установка использует в качестве прибора анализа атомно-силовой микроскоп и прибор для кондуктометрического титрования.
Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса раскрывается на прилагаемом чертеже, где показана ее технологическая схема, укомплектованная необходимыми узлами и устройствами.
Установка содержит: реакционную камеру 1, соединенную с камерой 2 для обработки реакционной массы, парогенератор 3, центрифугу 4, емкости
для гидролиза 5 и очистки 6. Реакционная камера 1 имеет технологическую обвязку, включающую контейнеры 7, 8, 9 и 10 (с капельницей 11) с исходными компонентами, емкость с водой 12, баллон 13 с инертным газом. Камера 1 также оснащена: устройством 14 регулирования - стабилизации температуры, измерителем температуры 15, устройством (импеллером) для активного перемешивания реакционной массы 16. Установка оснащена прибором кондуктометрического титрования 17 анализа состава и качества полученного латекса и приборным оснащением 18 для контроля параметров полученного продукта в виде атомно-силового микроскопа.
Установка в качестве стабилизатора температуры оснащена теплозащитной рубашкой 14.
Работа установки осуществляется следующим образом. В полость рубашки 14 подают теплоноситель при t=70°С, из контейнеров подают исходные компоненты: компонент AIP (7), стирол (8), воду (12) и компонент ВФА (9) (сополимер винилформамида) через капельницу 11 из контейнера 10 подают раствор NaOH, полость камеры 1 заполняют инертным газом из баллона 13 (Аr), включают импеллер 16, доводят рН реакционной системы до 6,5-6,15; далее реакционную массу подают в камеру 2, где подвергают ее обработке водяным паром (3) до показателя конверсии стирола 51%, подают массу в центрифугу 4, очищают от водорастворимых примесей, подают в гидролизатор 5, обрабатывают при t°=50°С, очищают в емкости 6 от остатков Н2О.
Полученный латекс исследуют на состав и качество прибором кондуктометрического титрования 17 и подают на окончательный анализ атомно-силовым микроскопом 18. Полученный материал имеет общую концентрацию поверхностных имидазолиновых, карбоксильных и аминогрупп на поверхности латекса 0,9 - 1,1
10-6 моль/м2 .
Процесс с использованием данной установки позволяет получить латексы с аминогруппами на поверхности частиц, которые способны к самосборке в
трехмерные упорядоченные структуры и могут быть использованы для получения новых материалов методами нанотехнологий.
1. Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса, содержащая реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого продукта, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена камерой обработки реакционной массы, соединенной с рабочим пространством реакционной камеры, гидролизатором, емкостью для очистки получаемого латекса, при этом камера обработки соединена с рабочей емкостью центрифуги, сообщенной далее с гидролизатором, соединенным магистралью с емкостью для очистки получаемого латекса.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реакционная камера имеет теплозащитную рубашку.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве прибора анализа используют атомно-силовой микроскоп и прибор для кондуктометрического титрования.
