Superkktik sıvılar polimer kimyasında dönüştürücü bir ortam olarak ortaya çıktı, endüstri yeşil süreçlere ve ileri malzemelere doğru itiyor gibi, süperktik karbondioksit (scCO)) Bu makaleye göre, bu tür süper kritik enerjilerin temelleri, süper kritik enerjilerin ve yüksek enerjilerin temellerini araştırıyor.

Superkktik Akışkanlar Nedir?

Süperktik bir sıvı, kritik noktasının ötesinde ısınıyor ve baskı yapıyor - sıvı ve buhar fazlarının dikkatli olması şartıyla, yüksek çözünürlükte ısı geçişi ve karbon dioksit için kritik nokta, örneğin, 31.1 °C ve 7.38 MPa - standart endüstriyel ekipmanla mümkün olduğunca yüksek bir şekilde erişilebilir hale getirilmesini gerektirir (374 °C)

Süperktik sıvıların faz davranışı son derece kullanışlıdır. Sıcaklık veya baskıdaki küçük ayarlamalar dramatik olarak değişebilir, dielektrik sabit ve çözünürlük parametreleri.Bu tunability, araştırmacılara reaksiyon ortamları üzerinde kesin kontrol verir, radikal başlangıç kinetiği, zincir yayılım oranları ve polimer zinciri mikroyapısı. Örneğin, scCO)2))

Polimerizasyonda Süperktik Akışkanların Avantajları

Süperktik sıvıların eşsiz özellikleri, ek polimerizasyon süreçleri için somut faydalara dönüşür. Bu avantajlar çevresel, kinetik ve maddi mülkiyet boyutlarında genişletilir.

Çevre ve Güvenlik Faydaları

Superkktik karbon dioksit, toksik olmayan ve doğal olarak bol miktarda, onu uçucu organik çözücüleri (VOCs) yerine getirmek için bir asal adaydır ve CO) ile reaksiyonun sonunda geri dönüştürülmüş veya tedavi edilebilir.Bu, yeşil kimyanın prensiplerini ortadan kaldırır veya özellikle de yakıtların azaltılması, daha güvenli bir şekilde geri dönüşümü engeller.

Geliştirilmiş Mass Transfer ve Reaksiyon Fiyatları

Düşük viskozyonlar ve yüksek dereceden yüksek dereceden akışkanlar, monomerlerin taşınmasını hızlandırıyor ve polimer zincirleri yetiştirmeye katalizörler.Bu özellikle romatizm sistemleri için faydalıdır.[Döneticisel reaksiyonların %0][Dönetici-faktik koşullar altında tek fazlın olmayan yüzeylerde 2-5 kat daha yüksek çözünürlükte, homojen reaksiyon oranlarına izin veriyor.

Precise Control Over Polimer Properties

Yüksek basınç ve sıcaklık ile süperktik bir sıvı değişikliğin termoktik gücü, operatörler belirli polimer mimarilerini lehine reaksiyon ortamı ayarlayabilirler. Yüksek basınç zincir transfer reaksiyonlarını bastırabilir, yüksek moleküler ağırlıkları ve daha darlık boşlukları ile polimerlere yol açabilir.Örneğin, bir kopolidasyon sırasında baskının soluna bağlı olarak, bir monomerik yapıtlamadan önce, bir tane daha iyi bir şekilde tüketilebilir.

Ürün Ayrımının Ease of Product Ayrılığı

Polimerizasyondan sonra, süperktik sıvıyı ortadan kaldırmak basittir: kritik noktanın altındaki basıncı azaltmak, sıvıyı ve ısıtılmış bir gaza geri döndürerek, kuru, çözücüsüz polimerin arkasında bırakarak. Bu, enerji yoğun kurutma adımlarını ortadan kaldırır ve biyomedikal cihazlardaki uygulamalar için kritik bir şekilde kirlenmeden kaçınır - saflaşılan elektronik ambalajlar ve elektronikler için kritik.

Addition Polimerizasyon Uygulaması

Polimerizasyon eklenmiştir - aynı zamanda zincir-growth polimerizasyon olarak da bilinir - özellikle de serbest-radical ve koordinasyon sistemlerindeki tüm dört rotalar için medya olarak incelenmiştir.

Superkkri CO2'de Serbest-Radical Polimerizasyon

En erken ve en yoğun incelenen sistem, yüksek dönüşüm ve polikliniğe yol açan polimerlerin serbest bırakılmasıdır.[Dönetici:0][Uygunluklar veya benzoyl peroksitler, s.

Dikkat çekici bir örnek, DeSimone araştırma grubunun Kuzey Carolina Üniversitesi'nde çalışmasıdır, kim tarafından desteklenen, scCO) Geleneksel çözücülere kıyasla, kontrollü moleküler ağırlık ve dar dispersiyonlar ile karşılaştırıldığında.[Dönemli çalışmalar, RMT:2][/FONT=D) Yukarıdaki sıvı değerlerin yüksek olması nedeniyle, bu alandan yapılan süper araştırmaların elde edilmesine izin verilir.

Olefins'in Koordinasyonu

Polyolefins (polipirasyon, poliklinojen) küresel olarak koordinasyon katalizörleri kullanılarak üretilir (örneğin, Ziegler-Natta Mobile, metallocenes). Geleneksel süreçler, homojen veya gaz-faz reaktörleri ile çalışır.)[Döneticileri)

Catonik ve Anonik Polimerizasyon

Superkkktik sıvılar da yüksek basınç altında yaşamakta ve örneğin, CO))[Döneticileri kullanarak, yüksek basınç altında kolayca temizlenebilir ve ele alınabilir, örneğin, iyonik olmayan hidrokarbonatların polimerizasyonunun önemli ölçüde azaltılmasında (Dönetici) olduğu gibi, nano-parçacıklı polimerlerin değerlendirilmesi gerekir.

Copolimerization and Fonksiyonel Polimers

homopolimerlerin ötesinde, süperktik sıvılar, bir CO)-philic monomer (e.g.) ile düşük basınçta, tek bir reaktörde, orta saf bir saflaştırma olmadan araştırmacıların geçiş yapmasına izin verir. Örneğin, bir CO) ve bu tür bir monopolitiğe devam eden bir monoparça (örneğin, bir fluorinated acryla)

Meydanlar ve Sınırlar

Önemli ilerlemelere rağmen, çeşitli engeller, süper kritik akışkan polimerizasyonun yaygın endüstriyel benimsenmesini engeller.

Yüksek Ekipman Maliyetleri ve Güvenlik Endişeleri

Kritik noktanın üzerinde çalışmak, sağlam yüksek basınçlı gemiler, kompresörler ve kesin kontrol sistemleri gerektirir. 20 MPa'nın üzerinde gösterilen sermaye harcamaları, etap veya amonyak gibi diğer süper kritik akışkanlar için önemli ölçüde daha yüksektir.Genel ekonomik fizibilite yüksek hacimli riskler yüksek hacimli güvenlik protokolleri ve operatör eğitimi talep eder.

Birçok polimer ve Catalystn Sınırlı Çözülmesi

Saf scCO)2), en yüksek topikal polimerler için nispeten zayıf bir çözücüdür, özellikle kutup veya aromatik gruplarla ilgili olanlar, yüksek basınçların kullanımı (30-50 MPa), stabilizatörler veya ko-solvents (e.g., mol, ton) bu tür sentezlerin ve sentezlerin çevresel avantajlarını kısmen azaltmışlardır.

Scale-Up ve Sürekli İşleme

Çoğu süperktik sıvı polimerizasyonlar, yüksek basınçlı otoklavlar içinde yapılır ve sürekli süreçlere (örneğin, sürekli karıştırılmış reaktörler veya eklenti reaktörleri) vinyl monomer-polimer karışımları ile beslemede zorluk çeker ve Dortmun teknik Üniversitesi'nde geliştirilen polimer ürünlerini ortadan kaldırır.

Future Yol Tarifi

Son on yılda yapılan araştırmalar, mevcut sınırlamaları aşmak ve süper kritik akışkan polimerizasyonu yeteneklerini genişletmek için birkaç umut verici yol haritası hazırladı.

Sürekli Akış Sistemleri ve Süreç Intensification

Modern mühendislik yaklaşımları, online izlemenin entegrasyonuna ve Raman spektroskopu veya yüksek basınçlı FTIR gibi adapte edilir - gerçek zamanlı monomer dönüşüm ve polimer özellikleri kontrol eder. Birkaç akademik grup (örneğin, Cambridge ve ETH Zürih Üniversitesi) birçok tepki koşulu hızla göstermiştir.

Tasarımcı Super criticalraj Bransons ve Co-solvent Mixtures

Sadece saf CO[D:0)2) güvenmek yerine, araştırmacılar çevresel faydaların korunması olmadan belirli polimerleri çözmek için uygun şekilde formüle edilebilir. Ionic sıvılar ve derin eutectic çözücüler de süper kritik CO[D][Dönetici) ile birlikte incelenirler.

Super critical CO2 Hemraj hem de Monomer

Yüksek dereceden bir gelişme CO)2[Döneticileri kullanarak veya polikarbonatları oluşturmak için bir monomer olarak kendini ifade eder. Örneğin, CO).[Döneticileri ile)[Döneticileri kontrol eder[Döneticileri kullanarak, yüksek çözünürlükte veya yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte bulunan ve poli(propilasyon) - yüksek çözünürlükte yapılan plastikler.

Makine Öğrenme ve Özerk Optimizasyon

Süper kritik reaksiyon alanı (basın, sıcaklık, katalizör konsantrasyon, monomer oranları, akış oranları) geleneksel bir tek faktörlü optimizasyonu verimli bir şekilde optimize ederken, yapay zeka ve Bayesian optimizasyonu bu parametreyi daha da ileriye taşımak için daha fazla kullanılmaktadır, en iyi koşulları tahmin eder ve hatta MIT'den bir makine öğrenme modeli kullandı.

Endüstriyel Kabul ve Ticari Vakalar

Yaygın endüstriyel kullanım sınırlı kalırken, birçok niş uygulama ticari ölçeklere ulaştı. MeadWestvaco (şimdi WestRock) retinal asit kopolimerleri CO)) Kağıt kaplamalar olarak kullanmayı hedefliyor.Inkronatif sıvılaştırma[TDöneticileri ilaç dağıtım mikrobiyönlendirme için kullanılan yüksek çözünürlükte, termosiyel asitler için yüksek çözünürlükte.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Superkkritik laboratuvarlar, özellikle de bükülüyor[Dönetici:0)[Dönetici:0)))))))))))))Demoktik reaksiyonlar için güçlü bir platform sunmak, reaksiyonları hızlandırma, çevresel etkileri azaltma ve laboratuvar vaatleri ve endüstriyel gerçeklikle ilgili temel basıncı arasındaki farkı azaltmak; yüksek basınçlı altyapı maliyetleri ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılan polimerler için talepler, sürekli olarak doğrulayıcı tasarım, katalizörler ile ilgili olarak, yüksek çözünürlükte yapılan araştırmalarda bulunan ve analizler için sürekli olarak incelenir.