Kaplama Formulyasiyasında Ultrasəs

Piqmentlər, doldurucular, kimyəvi əlavələr, çarpaz bağlayıcılar və reoloji dəyişdiricilər kimi müxtəlif komponentlər örtük və boya formulalarına daxil olur. Ultrasəs örtüklərdə bu cür komponentlərin dispersiyası və emulsifikasiyası, deaglomerasiyası və frezelenmesi üçün effektiv vasitədir.

Ultrasəs aşağıdakılar üçün örtüklərin hazırlanmasında istifadə olunur:

• sulu sistemlərdə polimerlərin emulsifikasiyası
• piqmentlərin səpilməsi və incə frezelenmesi
• yüksək performanslı örtüklərdə nanomaterialların ölçüsünün azalması

Kaplamalar iki geniş kateqoriyaya bölünür: su daşıyan və həlledici əsaslı qatranlar və örtüklər. Hər növün öz çətinlikləri var. VOC azaldılması və yüksək həlledici qiymətləri tələb edən istiqamətlər suda olan qatran örtük texnologiyalarının böyüməsini stimullaşdırır. Ultrasəsdən istifadə bu cür ekoloji cəhətdən təmiz sistemlərin işini artıra bilər.

Ultrasonikasiya səbəbiylə Təkmilləşdirilmiş Kaplama Formulyasiyası

Ultrasəs memarlıq, sənaye, avtomobil və ağac örtüklərinin tərtibatçılarına rəng gücü, cızıq, çat və UV müqaviməti və ya elektrik keçiriciliyi kimi örtük xüsusiyyətlərini artırmaqda kömək edə bilər. Bu örtük xüsusiyyətlərindən bəziləri nano ölçülü materialların, məsələn, metal oksidlərin (TiO) daxil edilməsi ilə əldə edilir.₂, silisium oksidi, serium, ZnO, …).

Ultrasəs dispersiya texnologiyası laboratoriya, dəzgah üstü və sənaye istehsalı səviyyəsində istifadə oluna bildiyindən, 10 ton/saatdan çox ötürmə sürətinə imkan verən R-də tətbiq olunur.&D mərhələsi və kommersiya istehsalında. Proses nəticələri asanlıqla və xətti ölçülə bilər.

Hielscher ultrasəs cihazları çox enerji qənaətlidir. Cihazlar təqribən çevirir. Elektrik enerjisinin 80-90%-i mayedə mexaniki fəaliyyətə keçir. Bu, emal xərclərinin əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşməsinə səbəb olur.

Aşağıdakı bağlantılardan sonra, yüksək performanslı ultrasəsin istifadəsi haqqında ətraflı oxuya bilərsiniz

• sulu sistemlərdə polimerlərin emulsifikasiyası,
• piqmentlərin səpilməsi və incə frezelenmesi,
• və nanomaterialların ölçülərinin kiçilməsi.

Sonication istifadə edərək emulsiya polimerləşməsi

Ənənəvi örtük formulaları əsas polimer kimyasından istifadə edir. Su əsaslı örtük texnologiyasına dəyişiklik xammal seçiminə, xassələrinə və formalaşdırma metodologiyalarına təsir göstərir.

Adi emulsiya polimerləşməsində, məsələn, suda olan örtüklər üçün hissəciklər mərkəzdən onların səthinə qədər qurulur. Kinetik amillər hissəciklərin homojenliyinə və morfologiyasına təsir göstərir.

Ultrasonik emal polimer emulsiyaları yaratmaq üçün iki şəkildə istifadə edilə bilər.

• yuxarıdan aşağı: Emulsiyalaşdırıcı/Dağılmaq ölçüsünü azaltmaqla daha kiçik hissəciklər yaratmaq üçün daha böyük polimer hissəciklərinin
• aşağıdan yuxarı: Hissəciklərin polimerləşməsindən əvvəl və ya zamanı ultrasəsin istifadəsi

Miniemulsiyalarda nanohissəcikli polimerlər

Miniemulsiyalarda hissəciklərin polimerləşməsi hissəcik ölçüsünə yaxşı nəzarət etməklə dispers polimer hissəciklərinin istehsalına imkan verir. K. Landfester (2001) tərəfindən təqdim edildiyi kimi miniemulsiyalarda (həmçinin nanoreaktorlar kimi tanınır) nanohissəcikli polimer hissəciklərinin sintezi polimer nanohissəciklərin əmələ gəlməsi üçün əla üsuldur. Bu yanaşma nanoreaktorlar kimi emulsiyada çox sayda kiçik nanokompartmentlərdən (dispers faza) istifadə edir. Bunlarda hissəciklər fərdi, məhdud damcılarda çox paralel şəkildə sintez olunur. Landfester (2001) öz məqaləsində nanoreaktorlarda polimerləşməni demək olar ki, vahid ölçülü yüksək eyni hissəciklərin yaradılması üçün yüksək mükəmməllikdə təqdim edir. Yuxarıdakı şəkildə mini-emulsiyalarda ultrasəs köməyi ilə poliadditionla əldə edilən hissəciklər göstərilir.

Yüksək kəsmə (ultrasəsləmə) tətbiqi nəticəsində yaranan və stabilləşdirici maddələr (emulqatorlar) ilə sabitləşən kiçik damcılar, sonrakı polimerləşmə və ya aşağı temperaturda əriyən materiallarda temperaturun azalması ilə sərtləşə bilər. Ultrasonication partiya və istehsal prosesində demək olar ki, vahid ölçülü çox kiçik damcı istehsal edə bilər kimi, bu, son hissəcik ölçüsü üzərində yaxşı nəzarət etməyə imkan verir. Nanohissəciklərin polimerləşməsi üçün hidrofilik monomerlər üzvi fazaya, hidrofob monomerlər isə suda emulsiyalaşdırıla bilər.

Hissəcik ölçüsünü azaltdıqda, ümumi hissəcik səthinin sahəsi eyni zamanda artır. Soldakı şəkil sferik hissəciklər halında hissəcik ölçüsü ilə səth sahəsi arasındakı əlaqəni göstərir. Buna görə də emulsiyanın sabitləşməsi üçün lazım olan səthi aktiv maddənin miqdarı hissəciklərin ümumi səthinin sahəsi ilə demək olar ki, xətti artır. Səthi aktiv maddənin növü və miqdarı damcı ölçüsünə təsir göstərir. Anion və ya katyonik səthi aktiv maddələrdən istifadə etməklə 30-dan 200nm-ə qədər olan damcılar əldə edilə bilər.

Kaplamalarda Piqmentlər

Üzvi və qeyri-üzvi piqmentlər örtük formulalarının mühüm tərkib hissəsidir. Piqment performansını maksimuma çatdırmaq üçün hissəcik ölçüsünə yaxşı nəzarət lazımdır. Suda, həlledici və ya epoksi sistemlərə piqment tozunu əlavə edərkən, fərdi piqment hissəcikləri böyük aglomeratlar əmələ gətirir. Rotor-stator qarışdırıcıları və ya qarışdırıcı dəyirmanlar kimi yüksək kəsmə mexanizmləri şərti olaraq bu cür aglomeratları parçalamaq və fərdi piqment hissəciklərini üyütmək üçün istifadə olunur. Ultrasonication örtüklərin istehsalında bu addım üçün son dərəcə təsirli bir alternativdir.

Aşağıdakı qrafiklər sonikasiyanın mirvari parıltı piqmentinin ölçüsünə təsirini göstərir. Ultrasəs yüksək sürətli hissəciklər arası toqquşma ilə fərdi piqment hissəciklərini üyüdür. Ultrasonication görkəmli üstünlüyü üyüdülməsi media (məsələn, muncuq, mirvari) istifadə lazımsız edir kavitasiya kəsmə qüvvələrinin yüksək təsiri edir. Zərrəciklər 1000 km/saata qədər olan həddindən artıq sürətli maye reaktivləri ilə sürətləndirildikcə, şiddətlə toqquşur və kiçik parçalara parçalanır. Hissəciklərin aşınması ultrasəslə işlənmiş hissəciklərə hamar bir səth verir. Ümumiyyətlə, ultrasəs frezeleme və dispersiya incə ölçülü və vahid hissəcik paylanması ilə nəticələnir.

İnci parıltı piqmentlərinin ultrasəs frezeleme və dispersiyası. Qırmızı qrafik sonikasiyadan əvvəl hissəcik ölçüsünün paylanmasını, yaşıl əyri sonikasiya zamanı, mavi əyri ultrasəs dispersiyasından sonra son piqmentləri göstərir.

Ultrasonik frezeleme və dispersiya tez-tez yüksək sürətli mikserlər və media dəyirmanlarından üstündür, çünki sonikasiya bütün hissəciklərin daha ardıcıl işlənməsini təmin edir. Ümumiyyətlə, ultrasonication kiçik hissəcik ölçüləri və dar hissəcik ölçüsü paylanması (piqment freze əyriləri) istehsal edir. Bu, piqment dispersiyalarının ümumi keyfiyyətini yaxşılaşdırır, çünki daha böyük hissəciklər adətən emal qabiliyyətinə, parlaqlığına, müqavimətinə və optik görünüşünə mane olur.

Hissəciklərin frezelenmesi və üyüdülməsi ultrasəs kavitasiyası nəticəsində hissəciklərarası toqquşmaya əsaslandığından, ultrasəs reaktorları kifayət qədər yüksək bərk konsentrasiyaları (məsələn, əsas partiyalar) idarə edə bilər və hələ də yaxşı ölçüdə azalma effektləri yarada bilər. Aşağıdakı cədvəl TiO2-nin yaş frezeleme şəkillərini göstərir.

Ultrasəs frezelemeden əvvəl və sonra bilyalı frezelenmiş TiO2

Ultrasəs frezelemeden əvvəl və sonra sprey ilə qurudulmuş TiO2

Aşağıdakı qrafik ultrasəslə Degussa anatase titan dioksidin deaqlomerasiyası üçün hissəcik ölçüsü paylama əyrilərini göstərir. Sonikasiyadan sonra əyrinin dar forması ultrasəs emalının tipik xüsusiyyətidir.

Ultrasonik olaraq dağılmış TiO2 (Degussa anatase) dar hissəcik ölçüsü paylanmasını göstərir.

Yüksək Performanslı Kaplamalarda Nanoölçülü Materiallar

Nanotexnologiya inkişaf etməkdə olan bir texnologiyadır və bir çox sənaye sahələrinə yol açır. Nanomateriallar və nanokompozitlər, məsələn, aşınma və cızılma müqavimətini və ya UV-sabitliyini artırmaq üçün örtük formulalarında istifadə olunur. Kaplamalarda tətbiq üçün ən böyük çətinlik şəffaflığın, aydınlığın və parıltının saxlanmasıdır. Buna görə də, nanohissəciklər işığın görünən spektrinə müdaxilə etməmək üçün çox kiçikdir. Bir çox tətbiqlər üçün bu, 100nm-dən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır.

Yüksək performanslı komponentlərin nanometr diapazonuna qədər yaş üyüdülməsi nanoemühəndisli örtüklərin formalaşdırılmasında mühüm addım olur. Görünən işığa mane olan hər hansı hissəciklər duman və şəffaflıq itkisinə səbəb olur. Buna görə çox dar ölçülü paylamalar tələb olunur. Ultrasonikasiya bərk maddələrin incə frezelenmesi üçün çox təsirli vasitədir. Mayelərdə ultrasəs / akustik kavitasiya yüksək sürətli hissəciklər arası toqquşmalara səbəb olur. Adi muncuq dəyirmanlarından və çınqıl dəyirmanlarından fərqli olaraq, hissəciklərin özləri bir-birini xırdalayır və freze alətlərini lazımsız edir.

Şirkətlər, məsələn Panadur (Almaniya) qəlibdəxili örtüklərdə nanomaterialların dağılması və deagglomerasiyası üçün Hielscher ultrasəs cihazından istifadə edin. Kalıpdaxili örtüklərin ultrasəs dispersiyası haqqında daha çox oxumaq üçün buraya klikləyin!

Tez alışan mayelərin və ya həlledicilərin təhlükəli mühitlərdə sonikasiyası üçün ATEX sertifikatlı prosessorlar mövcuddur. Atex sertifikatlı ultrasəs cihazı UIP1000-Exd haqqında ətraflı məlumat əldə edin!