Уламжлалт химийн шилэн үйлдвэрлэлийн салбарт хайлмал ээрэх технологиор түүхий эд болгон полимер болгон ашигладаг бөгөөд полимерийн хайлмал зуурамтгай чанар өндөр байдаг тул шилэн нь ихэвчлэн 10 микроноос дээш диаметртэй, жижиг хэмжээтэй (микроноос бага ба нанометрийн түвшинтэй) шилэн нь ихэвчлэн электростатик ээрэх технологийг хэрэгжүүлэхийг шаарддаг бөгөөд шаардлагатай 5 ~ 40 кв өндөр хүчдэлээс гадна бага шингэний зуурамтгай чанар шаарддаг бөгөөд сунахад хялбар байдаг. Тиймээс хайлмал ээрэх технологид полимерийг ихэвчлэн органик уусгагчид уусгаж, 1% ~ 20% ээрэх уусмал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн шилэн гарцыг бууруулаад зогсохгүй, үйл явцын зардлыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй уусгагчийг нөхөн сэргээх, хүрээлэн буй орчны бохирдолд хүргэдэг. Тиймээс уусгагч ууршуулахгүйгээр микрофибрийг олж авах нь салбарт удаан хугацааны турш хүнд асуудал байсаар ирсэн.

Үүнийг харгалзан Чиндао Их Сургуулийн профессор Нин Синий баг полиамид 6 микро/нано шилэн материалыг бэлтгэхийн тулд капролактам, катализатор болон инициаторын системийн анионик цагираг нээх полимержих механизмд суурилсан шинэ бага энергитэй реактив хайлмал ээрэх (RMS) аргыг зохион бүтээжээ. Холбогдох судалгааны нэр нь "Үүсгэх" юм. Nylon-Бага энергийн реактив хайлмал ээрэх процессоор дамжуулан микро/нано шилэн угсрах 6 дугаар "(https://doi.org/10.1039/D1GC03468E) Green Chemistry сэтгүүлд нийтлэгдсэн".

Зураг 1. Реактив хайлмал ээрэх процесс (RMS)

Энэхүү судалгаагаар бага зуурамтгай чанар бүхий мономерыг ээрэх түүхий эд болгон ашиглах нь эрлийз системийн зуурамтгай чанарыг өндөр хүчдэлийн электростатик талбайн хүчний суналттай тохируулан полимержих урвалын кинетикийг хянах замаар бага зуурамтгай чанар бүхий мономерын холимог, анионик цагираг нээх полимержилт, полимерийн талсжилт, шингэн шахах суналтын хэлбэржүүлэлт болон шилэн эсийн санамсаргүй синхрончлолын сүлжээний процессыг бий болгосон. Процессын температур нь одоогийн арилжааны хайлмал ээрэх процессын температураас 80-100°C орчим бага бөгөөд эрчим хүчний хэрэглээг эрс бууруулдаг. Уусмал ээрэхтэй харьцуулахад энэ процесст уусгагч эсвэл шингэлэгч ашигладаггүй тул гарцыг сайжруулж, уусгагчийг нөхөн сэргээх, боловсруулах зардлыг хэмнэдэг.

Ламберт-Биерийн хуулийн дагуу капролактам катализаторын санаачлагч системийн анионик цагираг нээх полимержих процессыг динамик хэт улаан туяаны спектроскопиор хянаснаар хамгийн тохиромжтой зурах зуурамтгай чанар бүхий холимог хайлмал мономерын хувиргах хурд 50% - 60% хооронд байна. Урвалж бодисын түүхий эдийн томъёо болон процессын параметрүүдийг оновчтой болгосноор олж авсан дээжүүд нь гөлгөр гадаргуутай хатуу багана хэлбэртэй ширхэгүүд бөгөөд санамсаргүй тархалттай хоёр хэмжээст сүвэрхэг хальс үүсгэсэн. Шилэн диаметр нь голчлон 400 нм-ээс 3 μм-ийн хооронд тархсан байв. DSC туршилтын үр дүнгээс харахад шилэн кабелийн хайлах цэг нь 212.4℃ бөгөөд энэ нь уламжлалт хайлах цэгийн хязгаарт хүрч чадна. НАЙЛОН 6 Бүтээгдэхүүн (210~230℃) бөгөөд талстжилт нь 26.7% бөгөөд арилжааны нейлон 6 судалтай материалаас (31.7%) арай бага байна. Мөн нейлон 6-ийн хамгийн түгээмэл α ба γ талст хэлбэртэй байдаг. Өөр өөр урвалжийн харьцаа болон процессын параметрүүдийн үед харилцан хувирал тогтмол байдаг. Жинлэх аргаар тооцоолсон шилэн дээжийн мономер хувиргалтын дундаж хурд 90% -иас дээш хүрч болно. GPC туршилтын үр дүнгээс харахад эцсийн дээжийн дундаж молекул жин 50000-аас дээш байгаа нь урвалд ордог хайлмал ээрэх процесс нь маш үр дүнтэй, нарийн полимержих урвалын процесстой дагалддаг болохыг харуулж байна.

Зураг 3

Үүнээс гадна, судалгаагаар капролактам мономерийн эх үүсвэрээс -- нейлон 6-ийн нийлэгжилт -- нейлон 6 бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх -- нейлон 6-ийн задралын процессоос NYLON 6 бүтээгдэхүүний амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ (LCA)-г хийж, ерөнхий судалгаа, харьцуулалт, дүн шинжилгээ хийсэн. Нейлон 6-ийн үйлдвэрлэлийн үе шатанд уламжлалт хайлмал ээрэх болон уусмал ээрэхтэй харьцуулахад реактив хайлмал ээрэх (RMS) процесс нь уусгагч ашиглахгүйгээр хэд хэдэн микрон ба дэд микрон диаметртэй ширхэгийг үйлдвэрлэх цорын ганц арга зам байж болох юм. Бүхэл бүтэн процесс нь хоргүй, бохирдолгүй, бага эрчим хүч зарцуулдаг, өндөр гарцтай. RMS процессыг өвлийн оймын хандыг ферментийн инженерчлэлээр капролактам мономерыг нийлэгжүүлэх арга зам, нейлон 6-г капролактам прекурсор болгон задлах ногоон мөчлөгийн процесстой хослуулан, Зурагт үзүүлсэн бүх амьдралын мөчлөгт нейлон 6 микро болон нано ширхэгийг ногоон мөчлөгийн тогтвортой үйлдвэрлэлийн процесст хүргэсэн. 4. Үүний зэрэгцээ, RMS процесс нь концепцийн хувьд маш боломжийн арилжааны хэтийн төлөвтэй бөгөөд нейлон 6 микро/нано ширхэгийн үйлдвэрлэлийн хэмжээг хэрэгжүүлэх төлөвтэй байна. Энэхүү процесс болон холбогдох материалыг зохион бүтээсэн нь патентын хамгаалалтад хамрагдсан.