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兰格dLSP实验室注射泵助力控制单体滴加过程实现聚合物中单体分布均匀2022-09-19

在自然界中,生物体系通过改变基本单元(如DNA、蛋白质)的序列实现了其生物大分子复杂且多样的功能。

由此可见,在制备聚合物材料方面,除了要探索单体的种类和组成,控制其在聚合物中的序列同样也至关重要。




如今人工合成高分子材料(如塑料、合成橡胶、合成纤维 (涤纶等) 被广泛应用于人类生产生活的方方面面。高分子的精准、可控合成使得材料具有更好的可调控性,从而大大拓展了其应用范围。

自由基聚合(free radical polymerization)为用自由基引发,使单体通过链不断增长的聚合反应,又称游离基聚合。由含不饱和双键的烯类单体作为原料,通过打开单体分子中的双键,在分子间进行重复多次的加成反应,把许多单体连接起来,形成大分子。

在聚合过程中,当使用多种单体制备多元共聚物时,由于不同单体间聚合能力差异,会导致各单体出现竞聚率上的差异,进而导致单体在聚合物中分布的不均。


单体的缓慢滴加合成方法


传统蠕动泵或注射泵仅能实现恒速进料控制,无法满足实验需求。通过电脑编写程序控制蠕动泵或注射泵的方法虽可实现非恒速进料控制,但需要一定编程基础,且非恒速控制点有限。


某实验将兰格dLSP 510注射泵应用于有机合成中,搭配兰格公司提供的控制软件,可方便实现非线性梯度投料,无需编程经验,控制点可设定50个以上,控制精度高。




图1利用兰格dLSP 510注射泵将样剂

连续输入微反应器中(正视)





图2兰格dLSP 510注射泵工作图(俯视)


图1、2展示dLSP 510注射泵工作状态,搭配不同型号注射器可在5-60mL范围内实现精确投料控制;




图3兰格注射泵控制工作站


图3展示注射泵控制软件的工作状态,通过自定义模式,可根据精度需要,按时间区间的初始、终止流量,设计1-50个控制点位。







图4为设计的非线性投料曲线及实际控制点位图


客户表示:“经观察,兰格dLSP 510实验室注射泵流量控制准确,可实现复杂的非线性梯度投料,满足实验设计需求。”


本研究证实,兰格dLSP 500数字型实验室注射泵支持精确分配,通过PC软件操控单体滴加过程,可实现聚合物中单体分布的均匀性控制。而单体的平均分布和网络结构也有利于材质最终的宏观性质。