聚合优化

面临的挑战

聚合反应进程迅速,有时甚至快到难以控制。反应引发后,必须迅速淬灭,以避免出现聚合物支化、反应失控或其他副反应。了解温度、压力、单体比例和催化剂浓度如何影响聚合物生长至关重要,但依靠人工操作不仅缓慢、一致性差,而且会造成浪费。

高通量和自动化系统有助于扩大反应规模,但仅靠速度是不够的。真正的挑战在于精确管理那些高度放热且对压力敏感的反应——通过实时捕捉气体吸收数据和反应动力学信息,从而真正理解聚合反应的行为特征。传统的自动化虽能让您做得更快,却无法助您更快地洞察科学本质。

解决方案

Stuntman将内置人工智能 (AI) 与专为聚合反应设计的灵活软硬件相结合。您只需输入自然语言提示,即可将其转化为可执行脚本,从而编排从始至终的闭环自动化流程。Stuntman的AI能够协助规划与组织实验、解读结果并指导实验进程。借助Stuntman AI、直观的拖拽式工作流界面,或通过具备完整API访问权限的Python,您可以在同一平台上完成实验的设计、执行与分析。

按需配置您的实验平台以制备反应物,在严格控制的条件下运行反应,并将分析结果整合于单一平台之上。无论是气相聚合、烷氧基化还是混合进料共聚反应,Stuntman都能自动化每一个步骤—包括设置、进样、反应控制、取样及淬灭。其核心是优化取样反应器 (OSR),它能够独立控制温度、压力和气体进料,同时实时追踪气体吸收量。让您实时洞察催化剂活性与反应进程。每一步操作均被实时追踪并记录。这种全方位的控制意味着您可以信赖所得数据,并据此得出正确的结论。

实验论证

究竟什么是OSR?

优化取样反应器 (OSR) 是一款拥有8个通道的反应器,具备独立的压力、温度以及气体或液体进料控制功能。OSR 拥有宽广的操作范围:压力最高可达750 psi (51.7 bar),温度范围为-15 °C 至 200 °C,单个反应的工作体积可从小于1 mL至25 mL,并且与大多数反应条件具有化学兼容性。每个反应器均配有一个前置室 (antechamber),支持在高温高压条件下进行注射,这意味着您可以在温度和压力设定完成后,再将催化剂注入反应器中。Stuntman实验台最多可装载48个反应器,以并行或序列模式运行。

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OSR的加热反应器顶盖可确保溶液保留在样品瓶中,而顶置搅拌功能则能保证即使在非均相或浆料体系中也能实现均匀混合。反应可通过开启气体管路,或通过进样口添加催化剂及反应物来启动。每个气体入口均经过精确计量,因此您可以添加离散量的反应性气体,并全程追踪其吸收量。若您的化学反应需要以液态形式添加气体,冷凝气体注入 (CGI) 功能可让您利用OSR的注射臂直接吸取并输送这些气体。

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针对聚合反应工作,OSR可根据具体的化学工艺配置两种不同类型的搅拌顶盖。当无需取样且压力需求不超过400 psi (27.6 bar) 时,Merlin密封搅拌顶盖是理想之选。它允许通过OSR注射臂进行快速、无泄漏的注入,全程无需开启或关闭任何阀门,从而确保系统始终保持完全密封和惰性状态。

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当反应需要在更高压力下同时进行注入和取样时,球阀搅拌顶盖是首选方案。它支持高达750 psi (51.7 bar) 的压力,并允许在反应过程中进行精确、受控的取样,同时确保系统的密闭性不受影响。

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注射臂可轻松处理液体或浆料的添加。如果您需要注入催化剂来启动反应,其针头内径足够宽,能够吸取并转移浆料。当反应结束时,淬灭过程同样可控。Stuntman软件会自动监测每个反应器的气体吸收量或反应时间,并在达到设定阈值时触发淬灭或取样操作。您可以利用注射臂对已完成的反应器进行淬灭,同时继续处理或启动其他反应器。如果您的反应进程稍慢,同一支注射臂还可兼作取样工具,从反应器中抽取少量具有代表性的等分试样,以了解反应进度。

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根据化学工艺要求和台面空间,反应可直接在Stuntman台面上的玻璃样品瓶中进行制备——同时完成固体和液体的加样。如果您希望整个过程都在惰性气氛下进行,这也完全没问题。

借助Stuntman,拓展无限可能

您可以利用Stuntman内置的AI功能或Python API,将系统与您的自有工具、数据系统或人工智能及机器学习平台无缝连接。无论是按需添加工作流程所需的模块,还是与第三方系统对接,均能轻松实现。随着您工作流程的不断演进,系统也能持续扩展,灵活适应新的需求。

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Stuntman

Stuntman凭借人工智能技术,重塑实验室自动化的行业格局——实验的设计、执行、分析与迭代,全程高效推进、永不中断。系统可自主筛选最优实验方案,确保每一次闭环迭代都按计划推进。助力化学、生物制药与材料领域的研发突破加速实现,从容应对各类全新的研发挑战。

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每个实验都会面临着各自的瓶颈和挑战。我们希望能与您合作,为您构建定制化的自动化解决方案,让您可以更快、更好地完成科学研究工作。如果您还有任何问题或者想要与我们的团队进行交谈,请与我们联系。