تركيبات لاصقة عالية الأداء – تم تحسينه بواسطة التشتت بالموجات فوق الصوتية
تتكون المواد اللاصقة عالية الأداء من أنظمة الإيبوكسي أو السيليكون أو البولي يوريثين أو البولي كبريتيد أو الأكريليك التي تحتوي على مواد حشو وإضافات مختلفة (نانو) ، والتي تمنح المادة اللاصقة أداء خاصا مثل قوة الرابطة وخفة الوزن والمتانة ومقاومة الحرارة والاستدامة. مطلوب خلط فعال وموثوق لصياغة مواد لاصقة عالية الأداء. يستخدم التشتت بالموجات فوق الصوتية والاستحلاب الجمع بين المكونات المختلفة بشكل موحد في خلطات لاصقة متجانسة. يمزج صوتنة مضمنة حتى المواد عالية اللزوجة والأحمال عالية نانو حشو موثوق وفعالة إنتاج مواد لاصقة متفوقة.
قوى القص العالية بالموجات فوق الصوتية لتشتت المواد اللاصقة عالية الأداء
توفر المواد اللاصقة عالية الأداء قوة ربط غير عادية ومتانة وخفة الوزن. اعتمادا على التطبيق النهائي ، يتم صياغة البوليمرات والبوليمرات المشتركة والمواد المضافة المتعددة باتباع وصفات مفصلة.

يعد الطحن الرطب والتشتيت بالموجات فوق الصوتية طريقة عالية الكفاءة لتقليل حجم الجسيمات ، على سبيل المثال TiO2 والجسيمات النانوية الأخرى

مالتي سونو مفاعل مع 4x 4kW لتطبيقات الطاقة بالموجات فوق الصوتية مثل إنتاج المواد اللاصقة المقواة بالنانو.

خلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات التشتت والمستحلب الصعبة
تعمل المعالجات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء مثل الخلاط عالي القص. يتم إنشاء قوى القص العالية القصوى عن طريق التجويف بالموجات فوق الصوتية / الصوتية وهي مثالية لتطبيقات الاستحلاب على دفعات ومضمنة ، والتشتت ، والطحن ، وإزالة التكتل ، والتجانس. يمكن معالجة التركيزات واللزوجة الصلبة المنخفضة إلى العالية بسهولة باستخدام المشتتات المضمنة بالموجات فوق الصوتية.
خلط المواد النانوية بالموجات فوق الصوتية عالية القص في المواد اللاصقة
تستخدم المواد النانوية مثل الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) والجسيمات النانوية المعدنية والسيليكا النانوية والطين النانوي والألياف النانوية والعديد من الجسيمات الأخرى ذات الحجم النانوي لإنتاج البوليمرات النانوية المقواة (المركبات النانوية). تشتهر الجسيمات النانوية بقدرتها على تغيير الخواص الميكانيكية (على سبيل المثال، الصلابة والمرونة)، والخواص الكهربائية (مثل الموصلية)، والخصائص الوظيفية (على سبيل المثال، النفاذية، ودرجة حرارة التزجج، والمعامل)، وأداء الكسر للمواد اللاصقة البوليمرية الحرارية. لا يقتصر الأمر على إعطاء المواد النانوية خصائص خاصة عالية الأداء مثل قوة الرابطة أو المتانة أو الملاءمة أو المرونة أو مقاومة الحرارة ؛ يمكن أن تؤدي إضافة الجسيمات ذات البنية النانوية إلى تحسين خصائص حاجز البوليمرات أيضا.
إن قوى القص العالية للتجويف الصوتي المتولد بالموجات فوق الصوتية معروفة جيدا بقدرتها على إزالة التكتل وتفريق جزيئات النانو وحتى كسر الجسيمات الأولية (أي الطحن بالموجات فوق الصوتية). عندما يتم تطبيق هذه القوى فوق الصوتية على الأنظمة البوليمرية التي تحتوي على الجسيمات النانوية وغيرها من الحشوات ، يتم الحصول على تركيبة موحدة للغاية. التشتت بالموجات فوق الصوتية هو طريقة موفرة للطاقة تظهر استهلاكا أقل للطاقة عند مقارنتها بطرق خلط القص التقليدية مثل خلاطات الشفرات عالية القص أو خلاطات المكره أو المطاحن.
- تشتت موثوق وفعال
- أداء خلط شامل فائق
- المزج السريع
- إنتاجية عالية
- تعزيز النانو
- إزالة الغاز
- زيادة قوة الرابطة
- قادرة بسهولة على معالجة اللزوجة العالية
- دفعة وخط
- اختبار تركيبة خالية من المخاطر
- التوسع الخطي
- كفاءة الطاقة
Kaboori et al. (2013) أظهر أن الموجات فوق الصوتية هي طريقة فعالة لتفريق الهياكل ذات الطبقات من المونتموريلونيت (MMT) وتطوير مواد لاصقة PVA معززة ب MMT. وقد تبين الموجات فوق الصوتية موثوقة وفعالة في تشتيت الطين النانوي في PVA في الأحمال منخفضة (1 ٪ و 2 ٪) وعالية (4 ٪).
وجد فريق البحث أن "تقنية الموجات فوق الصوتية فعالة للغاية في تشتيت الطين النانوي خاصة عند الأحمال العالية ، على عكس الخلاط عالي سرعة القص. يمكن أن يؤدي الخلط عالي السرعة إلى تشتيت الطين النانوي في PVA فقط عند الأحمال المنخفضة وزيادة قوة رابطة PVA في ظروف مختلفة. الخلط عالي السرعة له بعض العيوب: الضرر المحتمل لمستحلب PVA (بسبب قوة القص القوية المستخدمة أثناء الخلط) ، والتكلفة العالية ، والاستهلاك العالي للطاقة. على النقيض من ذلك ، فإن تقنية الموجات فوق الصوتية لها تأثير سلبي ضئيل على مستحلب PVA. علاوة على ذلك ، تعتبر تقنية الموجات فوق الصوتية اقتصادية حيث يمكن أن يحدث الخلط بالموجات فوق الصوتية قبل إنتاج PVA ويمكن إضافة المحلول الذي يحتوي على الطين النانوي إلى PVA أثناء عملية الإنتاج. من خلال النظر في النتائج التي تم الحصول عليها من هذه الورقة وعملنا السابق ومن خلال النظر في مزايا تقنية الموجات فوق الصوتية على الخلط عالي السرعة ، فإن إضافة الطين النانوي إلى PVA على نطاق صناعي يبدو ممكنا ويمكن التوصية به لمصنعي المواد اللاصقة الخشبية. (كابوري وآخرون ، 2013)

مقارنة بين الحشوات النانوية المختلفة المنتشرة في مادة صلبة (الموجات فوق الصوتية - الولايات المتحدة): (أ) 0.5٪ من ألياف الكربون النانوية بالوزن (CNF) ؛ (ب) 0.5٪ من ألياف الكربون النانوية (CNF) ؛ (ب) 0.5٪ من ألياف الكربون النانوية (CNF) ؛ (ب) 0.5٪ من ألياف الكربون النانوية (CNF) ؛ (ب) 0.5٪ (ب) 0.5٪ بالوزن CNT مؤكسد
الدراسة والصورة: زانجيليني وآخرون ، 2021
آثار التفريغ بالموجات فوق الصوتية في إنتاج المواد اللاصقة
ميزة إضافية من صوتنة ، والتي يحسن نتائج صياغة بشكل كبير ، هو تأثير degasification من العلاج بالموجات فوق الصوتية. ينتج عن التحريك الميكانيكي عالي السرعة (على سبيل المثال ، خلاطات الشفرة عالية القص) عددا كبيرا من فقاعات الغاز في الخليط ، والتي يمكن ملاحظتها في بعض الحالات بسبب اللون الساطع للخليط. يتميز الخلط عالي القص بالموجات فوق الصوتية بميزة كبيرة تتمثل في أن تقنية الصوتنة لا تدمج الغازات في التركيبة اللاصقة ، وبدلا من ذلك ، تجبر الموجات فوق الصوتية بالفعل فقاعات الغاز الموجودة على الاندماج والطفو على سطح السائل ، حيث يمكن إزالة الغاز بسهولة. وبالتالي, الموجات فوق الصوتية يعزز degasification وإزالة التهوية من السوائل والتركيبات لاصقة. (cp. Shadlou et al. ، 2014)
مشتتات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للتركيبات اللاصقة الصناعية
Hielscher Ultrasonics تصميم وتصنيع وتوزيع المشتتات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للتطبيقات الثقيلة مثل تصنيع المواد اللاصقة عالية الأداء، والراتنجات عالية التعبئة والمركبات النانوية. تستخدم الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنحاء العالم لتفريق المواد النانوية في البوليمرات والراتنجات والطلاء وغيرها من المواد عالية الأداء.
يمكن تغذية مشتتات الموجات فوق الصوتية Hielscher عبر تيارات تغذية مختلفة مضيفا مواد مختلفة تحت ظروف التدفق الخاضعة للرقابة في منطقة خلط التجويف. المشتتات بالموجات فوق الصوتية موثوقة وفعالة في معالجة اللزوجة المنخفضة إلى العالية. اعتمادا على المواد الخام وهدف تقليل الحجم ، يمكن تعديل كثافة الموجات فوق الصوتية بدقة.
من أجل معالجة معاجين البوليمر اللزجة والمواد النانوية والتركيزات الصلبة العالية ، يجب أن يكون المشتت بالموجات فوق الصوتية قادرا على إنتاج سعات عالية باستمرار. Hielscher الفوق صوتيات’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم سعات عالية جدا في التشغيل المستمر تحت الحمل الكامل. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة في عملية 24/7. يعد خيار تشغيل مشتت بالموجات فوق الصوتية بسعات عالية وضبط السعة بدقة ضروريا لتكييف ظروف العملية بالموجات فوق الصوتية مع صياغة مواد لاصقة عالية الأداء ومخاليط بوليمر مقواة بالنانو ومركبات نانوية.
إلى جانب السعة فوق الصوتية ، يعد الضغط معلمة عملية أخرى مهمة للغاية. تحت ضغوط مرتفعة ، يتم تكثيف شدة التجويف بالموجات فوق الصوتية وقوى القص. يمكن الضغط على مفاعلات الموجات فوق الصوتية Hielscher وبالتالي الحصول على نتائج صوتنة مكثفة.
تعد مراقبة العمليات وتسجيل البيانات مهمة لتوحيد العمليات المستمر وجودة المنتج. سلك مستشعرات الضغط ودرجة الحرارة القابل للتوصيل بمولد الموجات فوق الصوتية لمراقبة عملية التشتت بالموجات فوق الصوتية والتحكم فيها. يتم تلقائيا بروتوكول جميع معلمات المعالجة المهمة مثل الطاقة فوق الصوتية (الصافي + الإجمالي) ودرجة الحرارة والضغط والوقت وتخزينها على بطاقة SD مدمجة. من خلال الوصول إلى بيانات العملية المسجلة تلقائيا ، يمكنك مراجعة عمليات تشغيل الصوتنة السابقة وتقييم نتائج العملية.
ميزة أخرى سهلة الاستخدام هي جهاز التحكم عن بعد في المتصفح لأنظمتنا الرقمية بالموجات فوق الصوتية. عبر التحكم في المتصفح عن بعد ، يمكنك بدء تشغيل المعالج بالموجات فوق الصوتية وإيقافه وضبطه ومراقبته عن بعد من أي مكان.
اتصل بنا الآن لمعرفة المزيد عن مشتتاتنا بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء وتطبيقاتها في إنتاج المواد اللاصقة والطلاء عالية الأداء!
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
---|---|---|
1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Shadlou, Shahin; Ahmadi Moghadam, Babak; Taheri, Farid (2014): Nano-Enhanced Adhesives. Reviews of Adhesion and Adhesives 2, 2014. 371-412.
- Zanghellini, B.; Knaack, P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
- Hielscher, Thomas (2007): Ultrasonic Production of Nano-Size Dispersions and Emulsions. European Nano Systems 2005, Paris, France, 14-16 December 2005.
حقائق تستحق المعرفة
مواد لاصقة ومواد لاصقة عالية الأداء
تستخدم المواد اللاصقة عالية الأداء والمواد اللاصقة والمواد اللاصقة الفائقة في الصناعات المتعددة. من المزايا المهمة للمواد اللاصقة عالية الأداء قوة الترابط غير العادية والوزن الخفيف. تستخدم المواد اللاصقة عالية الأداء على نطاق واسع في البناء وقطاع السيارات والفضاء وتصنيع المعدات الطبية والمنتجات السلعية والأحذية من بين العديد من السلع الأخرى.
البوليمرات هي المادة الأساسية المستخدمة في المواد اللاصقة. تشمل البوليمرات شائعة الاستخدام البوليستر والبوليستر المشترك والمطاط الصناعي من البولياميد والبوليولات والبولي يوريثين (PU).
لكل صناعة وتطبيق ، تتوفر مواد لاصقة خاصة ذات خصائص مكيفة. على سبيل المثال ، غالبا ما تستخدم أنظمة لاصقة الترقق القائمة على الماء لتغليف المواد الغذائية ، بينما يتم تطبيق المواد اللاصقة عالية الأداء القائمة على البولي يوريثين بالحرارة على نطاق واسع في الأحذية. استنادا إلى تقنية الصياغة ، يمكن تقسيم المواد اللاصقة عالية الأداء إلى أربعة قطاعات رئيسية من المذيبات القائمة على الماء والذوبان الساخن والقابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. يتم استخدام التشتت بالموجات فوق الصوتية والاستحلاب في إنتاج كل هذه الأنواع اللاصقة عالية الأداء.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.