Monitorowanie reakcji i optymalizacja produkcji silikonu:

Silikon ma istotne znaczenie w przemyśle, ale konwencjonalne metody jego produkcji powodują szybkie powstawanie produktów ubocznych o niskiej masie cząsteczkowej.

System ReactRaman™  firmy METTLER TOLEDO może monitorować in situ reakcje polimeryzacji, które zachodzą zbyt szybko, aby można je było obserwować za pomocą tradycyjnych metod analitycznych poza procesem.

Stosowanie silikonu jest wszechobecne. Od przemysłu samochodowego i lotniczego po zastosowania w biomedycynie — takie cechy jak ciągliwość w połączeniu z odpornością na ciepło oraz niską reaktywnością chemiczną i niską toksycznością pozwalają firmom i naukowcom projektować produkty dopasowane do każdego zastosowania. Kauczuki silikonowe można zaprojektować pod kątem wykorzystania takich właściwości jak wytrzymałość, odporność termiczna i stabilność. Jednak konwencjonalne metody jego wytwarzania, polegające na hydrolizie chlorosilanu, po której następuje dodanie terminalnej grupy funkcyjnej lub na polikondensacji cyklicznego siloksanu, są mało wydajne i prowadzą do powstania szerokiej gamy produktów ubocznych o małej masie cząsteczkowej (rysunek 1, a i b). Strategie monitorowania online – w tym wykorzystanie spektroskopii Ramana – są skutecznym środkiem do badania parametrów i tendencyjności reakcji na korzyść samego silikonu. 

 W Dow Toray Co., Ltd. opracowano ostatnio sposób wytwarzania silikonu oparty na precyzyjnej polimeryzacji. W tej metodzie reagent na bazie litu służy do otwarcia pierścienia cyklicznego tri-siloksanu, a po wtórnym dodaniu innego cyklicznego odczynnika siloksanowego wytwarza się monodyspersyjny silikon. Ponieważ reakcja przebiega bardzo szybko, monitorowanie online było kluczowe dla jej optymalizacji.

Obserwacja reakcji granulacji

Dzięki zdolności do pomiaru drgań o niskiej częstotliwości spektroskopia Ramana jest idealną technologią do monitorowania syntezy silikonu i jego produktów ubocznych, szczególnie ze względu na szybką kinetykę niektórych z tych procesów polimeryzacji. Przesunięcie piku Si-O-Si z niższej do wyższej częstotliwości jest bezpośrednim wskaźnikiem, że proces polimeryzacji został zapoczątkowany. Ciągłe śledzenie tego przesunięcia prowadzi do ostatecznego wykrycia punktu końcowego reakcji/polimeryzacji bez potrzeby pobierania próbek do analizy poza
procesem.

Uwagi końcowe  

Technologia METTLER TOLEDO ReactRaman in situ wykrywa inicjację, przebieg i kinetykę reakcji, eliminując potrzebę pobierania próbek do analizy poza procesem. Monitorowanie w czasie rzeczywistym zapewnia ciągłą kontrolę nad tym, czy takie reakcje jak synteza silikonu Dow Toray przebiegają prawidłowo, maksymalizując wydajność i jakość produktu.

www.mt.com/ReactRaman