الموجات فوق الصوتية لتفريق وطحن: الطلاء & اصباغ
تشتهر الموجات فوق الصوتية القوية بتأثيرات الطحن والتشتيت المكثفة والتي يمكن التحكم فيها بدقة. هذا يجعل المجانسات بالموجات فوق الصوتية مثالية لإنتاج معجون الصباغ وتركيبات الطلاء. توفر الموجات فوق الصوتية الصناعية توزيعا موحدا للغاية لحجم الجسيمات في نطاق ميكرون ونانو . معالجة تيارات كبيرة الحجم من اللزوجة العالية مع صوتيات Hielscher لتحقيق ترطيب متجانس ، تشتيت ، deagglomeration والطحن!
تصنيع الطلاء بالموجات فوق الصوتية
تحسين الدهانات والألوان والطلاء الخاص بك مع Sonication:
- صياغه: سواء كانت عالية اللزوجة ، أو أحمال جسيمات عالية ، أو مائية أو مذيب – مع الموجات فوق الصوتية الصناعية المضمنة Hielscher يمكنك معالجة أي صياغة.
- حجم ميكرون ونانو: تعمل قوى القص العالية الناتجة عن التجويف الصوتي على تقليل الجسيمات إلى أقطار الجسيمات الدقيقة وتوفر تشتتا موحدا. ضبط المعلمات ultrasonication لمتطلبات الجسيمات والصياغة الخاصة بك تسمح لإنتاج موثوق بها من أصباغ نانو الحجم.
- الخصائص البصرية: للحصول على الخصائص البصرية الصحيحة ، يجب التحكم في حجم جسيمات الصباغ. عادة ، ترتبط العتامة بحجم الجسيمات: كلما كان حجم الجسيمات أدق ، زادت العتامة. على سبيل المثال ، تتم معالجة TiO2 على وجه التحديد إلى حجم جسيم يتراوح من 0.20 إلى 0.3 ميكرون ، وهو ما يعادل تقريبا نصف الطول الموجي للضوء. الموجات فوق الصوتية يقلل من أصباغ TiO2 إلى حجمها الأمثل ، بحيث يتم الحصول على الاختباء في نهاية المطاف.
- جزيئات عالية الأداء: تؤدي أحجام الجسيمات الأصغر إلى زيادة تشبع اللون واتساق اللون واستقراره. تسمح قوى الموجات فوق الصوتية المكثفة التي يمكن التحكم فيها بدقة بإنتاج جسيمات نانوية معدلة ووظيفية ، مثل الجسيمات المطلية ، SWNTs ، MWCNTs وجزيئات القشرة الأساسية. تظهر هذه الجسيمات خصائص فريدة وترفع تركيبات الطلاء أو الطلاء إلى مستوى جديد من الجودة والوظائف (مثل مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة الخدش ، والقوة ، والالتصاق ، ومقاومة الحرارة العالية ، والانعكاس الشمسي والأشعة تحت الحمراء).
- الجسيمات المعدلة: تتميز الأصباغ المعدلة سطحيا بلزوجة منخفضة للغاية عند أحمال الصباغ العالية (2.5cP عند 10٪ من المواد الصلبة) ، واستقرار تعليق فائق ونقاء عالي. إن وظيفة الجسيمات بمساعدة الموجات فوق الصوتية تجعل من السهل تجميع أصباغ عالية الأداء ذات خصائص خاصة.
المعالجة بالموجات فوق الصوتية هي طريقة قوية لطحن وتشتيت معاجين الصباغ.
- الصيغ النهائية
- دفعات رئيسية من معجون الصباغ
- تكرير الجسيمات بعد الطحن التقليدي
يتم طحن معاجين الصباغ وتفريقها باستخدام التجويف بالموجات فوق الصوتية وتظهر قوى القص العالية انخفاضا كبيرا في الحجم وتوزيعا موحدا. يوضح الرسم أعلاه تقليل الحجم المتزايد عند زيادة الطاقة فوق الصوتية.
لإنتاج الطلاء ، يجب خلط المكونات مثل الأصباغ ، والمجلدات / صانعي الأفلام ، والمواد المخففة / المذيبات ، والراتنجات ، والمواد المالئة والمواد المضافة معا في تركيبة متجانسة. الأصباغ هي المكون المحدد الذي يعطي الطلاء لونه. أهم صبغة بيضاء هي TiO2 ، والتي تحتاج إلى طحنها إلى حجم الجسيمات الأمثل بين 0.2 و 0.3 ميكرون في القطر لإظهار الدرجة المطلوبة من البياض والسطوع والتعتيم ومعامل انكسار مرتفع للغاية. توفر قوى القص بالموجات فوق الصوتية تكتلا فعالا للغاية وفعالا في استخدام الطاقة وتشتت جزيئات TiO2 (انظر الصورة أدناه).
TEM من تعليق الجسيمات النانوية TiO2 المشتتة بالموجات فوق الصوتية بتركيزات صلبة مختلفة. تم إجراء Sonication باستخدام الموجات فوق الصوتية UIP1000hdT
اليسار: مدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية 1.8 × 105 J / L – اليمين: مدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية 5.4 × 105 J / L
(دراسة وصور: ©فاساكي وآخرون ، 2012)
يعمل الطحن والتشتيت بالموجات فوق الصوتية على تحسين جودة الطلاء من خلال تحسين قوة اللون وكثافته ودقة الطحن والتشتت والريولوجيا.
تشتيت بالموجات فوق الصوتية & شروط الطحن
تعتمد جودة الدهانات والطلاء على التشتت المتجانس للأصباغ. Hielscher الفوق صوتيات توفر معدات طحن وطحن فعالة لتشتت الطلاء، وخاصة بالنسبة للتركيبات ذات الأحمال الصباغ عالية. تعتمد آلية المشتتات بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات الطحن والطحن وإزالة التكتل والتشتت بشكل أساسي على مبدأ القص الناتج عن التجويف بالموجات فوق الصوتية. يتم إنتاج قوى القص التجويفية اللازمة لتفكك الجسيمات عن طريق اختلافات الضغط العالي والبقع الساخنة المحلية والنفاثات السائلة ، مما يؤدي إلى تفكك الجسيمات عن طريق الاصطدام بين الجسيمات.
المشتتات الصناعية بالموجات فوق الصوتية مثل UIP16000hdT مع 16000 واط لكل مسبار بالموجات فوق الصوتية لديها القدرة على معالجة تيارات كبيرة الحجم من الدهانات والطلاء.
المعالجة بالموجات فوق الصوتية: 7x UIP1000hdT
يوضح طلاء الطباشير الصوتي على مقياس الطحن إزالة التكتل الموحد تماما وتوزيع حجم الجسيمات للأصباغ
تشتت الجسيمات النانوية
غالبا ما يكون الطحن والتشتت بالموجات فوق الصوتية هو الطريقة الوحيدة لمعالجة جزيئات النانو بكفاءة من أجل الحصول على جزيئات أولية مشتتة بشكل فردي. ينتج عن حجم الجسيمات الأولية الصغير مساحة سطح كبيرة ويرتبط بالتعبير عن خصائص الجسيمات الفريدة ووظائفها. في الوقت نفسه ، يرتبط حجم الجسيمات الأصغر بطاقة سطحية عالية لتجميع وتفاعل أكثر شدة ، بحيث تكون قوى التشتت بالموجات فوق الصوتية المكثفة مطلوبة لتفريق جزيئات النانو بشكل متجانس في التركيبة.
علاوة على ذلك ، يمكن للمعالجة السطحية بالموجات فوق الصوتية تعديل جزيئات النانو مما يؤدي إلى تحسين التشتت واستقرار التشتت والكارهة للماء وغيرها من الميزات.
أوصى الباحثون بطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية لجزيئات النانو كحل مفضل ، “لأن المواد المشتتة بطريقة الموجات فوق الصوتية أنقى بكثير من تلك التي تنتجها طحن الخرز.” [كيم وآخرون 2010].
أصباغ الأشعة فوق البنفسجية السوداء: قبل وبعد الموجات فوق الصوتية
تتميز تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا مقارنة بتقنيات الطحن التقليدية مثل المطاحن ثلاثية الأسطوانات أو الكرة أو الوسائط.
اتصل بنا! / اسألنا!
Caution: Video "duration" is missing
يجمع SonoStation المدمج بين خزان مهتاج سعة 38 لترا ومضخة تجويف تدريجية قابلة للتعديل يمكنها تغذية ما يصل إلى 3 لترات في الدقيقة في واحد أو اثنين من مفاعلات خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية.
الأدب / المراجع
- FactSheet Ultrasonic Inkjet Dispersion – Hielscher Ultrasonics
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
حقائق تستحق المعرفة
غالبا ما يشار إلى مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية باسم مسبار سونيكاتور / سونيفيكاتور ، محلل صوتي ، معطل بالموجات فوق الصوتية ، طاحونة بالموجات فوق الصوتية ، سونو تمزق ، سونو ، مفكك صوتي ، معطل للخلايا ، مشتت بالموجات فوق الصوتية ، مستحلب أو مذيب. تنتج الشروط المختلفة عن التطبيقات المختلفة التي يمكن الوفاء بها عن طريق الصوتنة.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.