септември 17, 2019

Фронтална полимеризација

Source: http://ronney.usc.edu/research/Polymers/Polymers.html

Професор Пол Д. Рони /Paul D. Ronney/

Напредокот во полимерната хемија доведе до развој на мономери и агенси за иницирање, кои обезбедуваат размножување на полимеризација фронтови водени од егзотермичноста на реакцијата на полимеризација и транспортот на топлина од полимеризираниот производ до мономер. Употребата на процеси на полимеризација заснована врз овој режим на полимеризација има многу апликации, вклучително брзо лекување на полимери без надворешно греење, униформно лекување на дебели примероци, растворливо подготвување на некои полимери и пополнување/запечатување на структури со шуплини од произволна форма без да се загрева структурата надворешно. Едно значајно ограничување на овој процес е што фронтовите се гаснат кога се обидуваат да се пропагираат преку канали кои се премногу тесни (веројатно поради проводни загуби на топлина) или премногу широк (од непознати причини, за кои предлагаме да бидат конвективни загуби на топлина управувани од пловни-индуциран проток.) ​​Дури и кога не се случи изумирање, конвективните и бујните нестабилности можат да влијаат врз структурата и својствата на добиените полимеризирани материјали, како и на стапките на размножување на фронтовите. Целта на оваа работа е да се утврдат механизмите на истребување и нестабилност и со тоа да се утврдат средства за да се добие покорисен материјал на производот при гравитација на земјата и мг.

Експериментите ќе бидат изведени во две различни геометрии, поточно клетките Хеле-Шо и кружните цевки (Слика 1), при гравитација и микрогравитација. Нашите експерименти во согорувањето на гасот во тркалезни цевки со различен дијаметар, покажаа две различни граници на истребување заради овие процеси; ќе се утврди дали истото важи и за полимерските фронтови. Исто така, ќе се направат споредби со нестабилностите и механизмите за истребување во пламенот и водните автокаталитички фронтови за хемиска реакција. Ефектите од површинската напнатост помеѓу разножните течности (дискутирани погоре), исто така, ќе бидат проценети (види, исто така, слика 2 подолу). Флуоресценција предизвикана од ласер (слика 3) ќе се користи за добивање слики од фронтовите за полимеризација. Beе се извршат и нумерички симулации на фронтите на фронталните полимеризација во двете ќелии на Хеле-Шо и во кружни цевки.

Description: :::System:Desktop Folder:HeleShaw.polymer.figure

Слика 1. Шематски дијаграм на експериментални апарати, прикажан за фронтови што се шират нагоре во клетките на Хел-Шоу и на фронтите за пропагирање надолу во цевки. Вода бања и сите дијагностички дијагностицирани приказни се користат и за Хе-Шоу и за цевки. LDV систем само за 1 г тестови. Не е прикажано: Ласерски интерферометар за стрижење.

Description: junk

Слика 2. Шематска илустрација на предложениот ефект на градиентите на површинска напнатост на протокот по полимерскиот фронт (прикажано размножување нагоре). Насоката на проток на забелешка е спротивна на конвенционалниот термокапиларен проток. 

Description: POLYMERS:THER1.TIF Description: POLYMERS:FIN2.TIF Description: FLALAS2.TIF Description: POLYMERS:FLA2.TIF
(a) (b) (c) (d)

Слика 3. Слики на фронтови за полимеризација. (а) LIF-слика со употреба на 20 ppm (по маса) флуоресцентен индикатор BODIPY 493503 (од молекуларни сонди, Јуџин, ИЛИ) осветлен со лист аргон-јонски ласер светло дебелина 0,5 мм, нагорно размножување, без кабино-сил (белешка термални плочи кои се издигаат од вртења на жицата на запалувањето); (b) LIF слика со употреба на индикаторот BODIPY 493503, надолно размножување, без Cab-o-сил (прст на не-флуоресцентни производи што шират надолу); (c) LIF слика со употреба на индикаторот BODIPY 493503, надолно размножување, 0,75 g Cab-o-sil; (d) исто како и (c), но директна слика (не е LIF). Сите слики: дијаметар на цевката (w) 18 mm, мешавина од 1,5 g АП, 15 мл HEMA, 15 мл DMSO.