Visokousmjesna prianjajuca formulacije – Poboljšana ultrazvučnom disperzom

Ljepila visokih performansi se sastoji od epoksida, silikona, poliuretana, polisulfida ili akrila koji sadrže različite (nano-)punile i dodatke, koji daju lepljive posebne performanse kao što su snaga veze, lagana težina, trajnost, otpornost na toplotu i održivost. Potrebno je efikasno i pouzdano miješanje za formulu visokousmjesnih adheziva. Ultrazvučna disperzija i emulgacija se koriste kombinirajući različite komponente u uniformno u homogene spoje lijepila. Inline sonication stapa čak i visoke viskozne materijale i visoka nano-punila utovara pouzdano i učinkovito proizvodnju superiornih lijepljenja.

Ultrazvučne visoko-smitljive sile za disperziju adheziva visokih performansi

Lijepila visoke performanse nude izvanrednu snagu vezivanja, trajnost i laganu težinu. Ovisno o završnoj primjeni, po razrađenim receptima formulirani su polimersi, kokolimeri i višestruki dodaci.

Epoksi, silikonski, poliuretanski i akrilan sistem za ljepila i ljepila proizvode formulatori, koji modificiraju ljepljivu bazu dodavanjem tackifiera, mineralnih punila (talk, silika, alumina itd.), fleksibilatora, reduktora viskoznosti, bojatora, zgusivača, akceleratora, adhezija promotora, itd. Ove izmjene služe u nekoliko svrha kao što su poboljšanje performansi i/ili pogodnosti obrade ili smanjenje troškova. Ultrazvučni visokosmislani raspršivač idealni su za formulu različitih epoksidnih sistema inline i omogućavaju fleksibilnu proizvodnju ljepila po mjeri zahtjeva određenih aplikacija.

Ultrazvučni High-Shear Mixers za zahtjevne disperzije i emulzije aplikacije

Ultrazvučni procesori visokih performansi rade kao visoko-smiksani mikser. Ekstremne sile visokog smicanja generiraju se ultrazvučnom / akustičkom kavitacijom i idealne su za batch i inline emulgifikaciju, disperziju, miling, deagglomeration i homogenizaciju aplikacija. Niske do visoke čvrste koncentracije i viskoznosti mogu se lako obraditi pomoću ultrazvučnih inline disperzera.

Ultrazvučno visoko-smiksajuće miješanje nanomaterijala u adhezivima

Nanomaterijali kao što su ugljikove nanocijeve (CNT), metalne nanočestice, nano-silikati, nano-gline, nanofibre i mnoge druge čestice veličine nanoa koriste se kako bi se proizveli nanoreinforcirani polimeri (nanokompoziti). Nanočestice su dobro poznate po sposobnosti mijenjanja mehaničkih svojstava (npr. ukočenost, elastičnost), električnim svojstvima (npr. provodljivost), funkcionalnim svojstvima (npr. promenljivost, temperatura prijelaza stakla, modulus) i prelomnim performansama polimernih lijepila termoseta. Ne samo da nanomaterijalima daju posebna svojstva visokih performansi kao što su snaga veze, trajnost, povodljivost, elastičnost ili otpornost na toplotu; dodavanjem nano-strukturnih čestica mogu se poboljšati i svojstva barijera od polima.
Visoko-smicne sile ultrazvučno generirane akustičke kavitacije su dobro poznate po svojoj sposobnosti deagglomerate i raspršivanja nano-čestica, pa čak i za razbijanje primarnih čestica (dakle, ultrazvučnog millinga). Kada se ove ultrazvučne sile primenjuju na polimerne sisteme koji sadrže nanočestice i druge punilice, dobija se veoma jednolična formulacija. Ultrazvučna disperzacija je energetski efikasna metoda koja pokazuje manje potrošnje energije u odnosu na konvencionalne metode smješača kao što su visokosmična mješalica oštrice, mikseri impelera, ili mlinovi.

Kaboori et al. (2013) je pokazao da je ultrasonikacija učinljiva metoda za raspršivanje slojnih struktura montmorilonita (MMT) i razvoj PVA adheziva ojačanih MMT-om. Ultrasonication je pokazana kao pouzdana i efikasna u raspršivanja nanoklaja u PVA pri niskim (1% i 2%) i visokim (4%) utovarima.
Istraživački tim je otkrio da je "ultrazvučna tehnika vrlo efikasna u raspršivanja nanoklaja posebno pri visokim utovarima, suprotno visokoj smiksanoj brzini miksera. Mješanje velike brzine moglo bi raspršiti nanoklej u PVA samo pri niskim utovarima i povećanoj jačini veze PVA u različitim uvjetima. Brzo miješanje ima neke mane: moguća oštećenja PVA emulzije (zbog jake smicne sile koja se koristi tokom miješanja), visoke cijene i velike potrošnje energije. Sa druge strane, ultrasonication tehnika ima minimalan negativan uticaj na PVA emulziju. Štaviše, tehnika ultrasonikacije je ekonomična jer bi se ultrazvučno miješanje moglo održati prije proizvodnje PVA i rješenje koje sadrži nanoklej može se dodati PVA tokom proizvodnog procesa. Razmatranjem rezultata dobivenih iz ovog papira i našeg prethodnog rada i razmatranjem prednosti tehnike ultrasonication u odnosu na brzo miješanje, dodavanje nanoklaja PVA u industrijskoj skali čini se izvodljivom i može se preporučiti proizvođačima drvenih lekova." (Kaboori et al., 2013)

Ultrazvučni efekti degasinga u proizvodnji lijepljiva

Dodatna prednost sonikacije, koja značajno poboljšava rezultate formulacije, je degasifikacijski efekat ultrazvučnog tretmana. Mehaničko miješanje velike brzine (npr. visokosmislični mješači oštrice) proizvodi veliki broj plinskih mjehurića u smjesi, što je u nekim slučajevima čak i moglo primijetiti zbog ojačene boje smjese. Ultrazvučno visoko smicalo miješanje ima ogroman advans da tehnika sonikacije ne ugradi plinove u formulaciju za lijepljenje, umjesto toga ultrazvučni valovi prisiljavaju već prisutne plinske mjehuriće na koalesce i da plutaju do tekuće površine, odakle se plin može lako ukloniti. Time, ultrasonication promiče degasifikaciju i de-aeration tečnosti i priljepljiva formulacije. (cp. Shadlou et al., 2014)

High-Performance Ultrasonic Dispersers for Industrial Adhesive Formulaations

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučne raspršivače visokih performansi za teške primjene kao što su proizvodnja lepila visokih performansi, visoko punjenih smola i nanokompozita. Hielscher ultrasonicators se koristi širom svijeta za raspršivanje nano-materijala u polimere, smole, premaz, i druge materijale visoke performanse.
Hielscherovi ultrazvučni raspršivači mogu se hraniti putem raznih toka hranjenja dodajući različite materijale pod kontroliranim uvjetima protoka u zonu kavitacionog miješanja. Ultrazvučni raspršivači su pouzdani i efikasni u obradi niskih do visokih viskoziteta. Ovisno o sirovinama i meti smanjenja veličine, ultrazvučni intenzivitet se može precizno podesiti.
Da bi obradio viskozne polimerne paste, nano-materijale i visoke čvrste koncentracije, ultrazvučni disperzer mora biti sposoban proizvoditi kontinuirano visoke amplitude. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporuciti vrlo visoke amplitude u kontinuiranom radnju pod punim teretom . Amplitute do 200μm mogu se lako pokrenuti u 24/7 operaciji. Opcija za vođenje ultrazvučnog disperzera na visokim amplitudama i precizno podešavanje amplitude je neophodna za prilagođavanje ultrazvučnih uslova procesa formulaciji visokoučinknih adheziva, nano-ojačanih polimernih smjesa i nanokompozita.
Osim ultrazvučne amplitude, pritisak je još jedan veoma važan procesni parametar. Pod povišenim pritiscima intenzivira se intenzivnost ultrazvučne kavitacije i njenih sila smicanja. Hielscherovi ultrazvučni reaktori mogu se pritisnuti tako da se dobiju intenzivni rezultati sonikacije.
Praćenje procesa i snimanje podataka su važni za kontinuiranu standardizaciju procesa i kvalitet proizvoda. Plugable pritisak i temperaturni senzori žica na ultrazvučni generator za praćenje i kontrolu ultrazvučnog procesa disperzije. Svi važni parametri obrade kao što su ultrazvučna energija (neto + ukupno), temperatura, pritisak i vrijeme automatski se protokolira i pohranjuje na ugrađenu SD-karticu. Pristupom automatski snimljenim podacima procesa možete revidirati prethodne sonication runove i ocijeniti rezultate procesa.
Druga korisnički ljubazna funkcija je daljinski upravljač preglednika naših digitalnih ultrazvučnih sistema. Preko daljinske kontrole preglednika možete pokrenuti, zaustaviti, podesiti i nadgledati vaš ultrazvučni procesor daljinski od bilo kuda.
Kontaktirajte nas sada kako bi saznali više o našim ultrazvučnim raspršivačima visokih performansi i njihovim primjenama u proizvodnji visokozmjesnih adheziva i premazi!
Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators: