Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

10 июня 2020
Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

Продолжаем рассказ о методах ультразвуковой экстракции. В системах ультразвуковой очистки (например, для хирургических инструментов) ультразвуковой генератор преобразует 220 В и 60 Гц в 1500 В и 40000 Гц и, таким образом, генерирует высокочастотный переменный электрический сигнал, который подается на преобразователь. Преобразователь расширяется при воздействии положительного электрического сигнала и сжимается при отрицательном сигнале, создавая звуковые волны. Эффект взрыва пузырьков, созданных во время обработки ультразвуком, обычно используется для очистки или разрушения твердых поверхностей. Микровзрывы (кавитация) обеспечивают высокий уровень чистоты, связанный с ультразвуком. В гетерогенной системе твердое тело-жидкость коллапсирующие кавитационные пузырьки оказывают существенное механическое воздействие. Основанная на звуке, чистка является всенаправленной, и эффективная чистка происходит везде, где проникает ультразвук. При этом ультразвуковое поле в ультразвуковом очистителе не является однородным. Сонохимия началась еще в 1927 году, когда Ричардс и Лумис впервые описали химические реакции, вызванные ультразвуковыми волнами, но действительно быстрое развитие ультразвука в химии началось только в 1980-х годах.

За последние десятилетия значительно расширилось использование ультразвука в качестве источника энергии для разрыва связей и для повышения или изменения химической реактивности. Хотя акустическая кавитация играет основную роль в большинстве чувствительных к ультразвуку реакций, нет единого мнения о механизме сонохимии. Чрезвычайно важно, чтобы акустические системы, дающие начало сонохимии, были хорошо охарактеризованы, чтобы обеспечить воспроизводимость и дублирование. Результаты сонохимической реакции в значительной степени зависят от расположения реакционного сосуда. Ультразвуковые процессы, такие как эффективное перемешивание, кавитация и микропотоки, способствуют органическим реакциям. Ультразвук считается важной техникой в органическом синтезе, например, окисление с помощью ультразвука и сонохимическое гидрирование. Использование ультразвука можно рассматривать как альтернативу межфазным катализаторам. Высокоинтенсивный ультразвук может инициировать (со) полимеризацию, но также может легко вызывать деполимеризацию (например, акриловых полимеров) и деградацию. Ультразвуковые методы могут быть использованы для контроля за ходом реакции полимеризации и определения термомеханических свойств твердых частиц и расплавов полимера. Ранее сообщалось об ультразвуковых исследованиях полимерных твердых веществ и растворов.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

Отверждение полимеров и смол в ультразвуковых условиях очень перспективно. Проблема определения в режиме реального времени состояния отверждения композиционных материалов, особенно в случае крупных структур, отверждаемых в автоклавах, имеет большое промышленное значение. Сообщалось о первых полностью оптических дистанционных (бесконтактных) измерениях времени распространения ультразвука в эпоксидном образце на протяжении всего процесса отверждения. Аналогично, резонансная ультразвуковая спектроскопия была применена к проблеме контроля отверждения армированного углеродным волокном эпоксидного композиционного материала бесконтактным способом. Мониторинг отверждения армированных углеродными волокнами эпоксидных композитов необходим для уменьшения количества энергии, затрачиваемой на отвержденную деталь. Использование ультразвука при приготовлении катализатора приводит к более высокому проникновению активного металла внутрь пор носителя и значительно увеличивает дисперсию металла на носителе. Основные достижения в области ультразвуковых технологий увеличили акустическую мощность и чувствительность преобразователей.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

Типичные области применения сонохимических методов включают термически индуцированное сшивание полимеров, дисперсию пигментов TiO2 в красках и стабилизацию эмульсий. Мощные ультразвуковые волны обеспечивают быструю сополимеризацию на месте и совместимость несмешивающихся полимерных расплавленных смесей. Робертс рассмотрел высокоинтенсивный ультразвук, кавитацию и соответствующие параметры (частота, интенсивность, свойства жидкости и температура), а последние исследования на эту тему принадлежат Абрамову. Имеющиеся в продаже ультразвуковые устройства малой мощности позволяют проводить измерения для широкого спектра диагностических целей: определения толщины материалов, скорости, обнаружения посторонних примесей и дефектов конструкций (повреждения), состава, фазовых переходов, размеров частиц, (медицинской) визуализации, спектроскопии и сонохимического анализа. В большинстве ультразвуковых инструментов используется ультразвуковой импульсный или непрерывный принцип работы. Самая простая и наиболее широко используемая методика проведения ультразвуковых измерений называется техникой импульсного эха. Современное бесконтактное ультразвуковое испытательное оборудование позволяет проводить неразрушающий контроль, обеспечивая высокое разрешение и высокую проникающую способность.

В отличие от оптических методов, акустические испытания позволяют изучать непрозрачные жидкости и твердые вещества. Лазерная акустика может быть использована для испытаний тонких пленок. Этот метод ультразвуковой и основан на поверхностных акустических волнах, индуцированных короткими лазерными импульсами. Методика полезна для неразрушающего контроля материалов с покрытием. Передача акустической волны через материал характеризуется скоростью и затуханием (эквивалент поглощения в оптической спектроскопии). Ультразвук низкой интенсивности использует уровни мощности (обычно <1 Вт / см 2), которые считаются настолько малыми, что ультразвуковая волна не вызывает физических или химических изменений в свойствах материала, через который проходит волна, то есть она не является разрушающей. Однако сообщалось, что хотя ультразвукового воздействия с частотой 10–100 МГц, интенсивностью 0,05–15 Вт / см2 и длительностью 0,1–20 минут достаточно для целей химического анализа, даже в этих мягких условиях, ультразвуковые колебания действительно инициируют и интенсифицируют окисление и восстановление, гидролиз, полимеризацию, молекулярную перегруппировку, электроосаждение металлов и сольватацию минералов и почв, а также изменяют состояния ионов в растворе.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

Ультразвук низкой интенсивности довольно недорогой, способен проводить быстрые и точные измерения, может использоваться в режиме онлайн и предоставляет информацию о физико-химических свойствах. Использование ультразвуковых волн низкой интенсивности в медицине хорошо известно, например, в диагностической визуализации для акушерских / гинекологических применений и по терапевтическим причинам (терапия рака). Здесь ультразвуковой импульс используется для «исследования» исследуемого образца; Сравнение формы импульса до и после передачи и измерение времени прохождения в образце дают информацию о многих физических параметрах. Основными преимуществами ультразвуковых методов являются то, что они относительно недорогие, быстрые, точные, неразрушающие и неинвазивные и могут применяться автономно или в режиме онлайн для систем, которые являются концентрированными и оптически непрозрачными. Одним из основных недостатков ультразвуковых технологий является ослабление ультразвука маленькими пузырьками газа. Поэтому были рассмотрены новые ультразвуковые методы для определения характеристик полимерных материалов.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 9

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад