Ultrazvuk za predenje polimernih vlakana
Predenje polimernih vlakana za upotrebu u tekstilu i tkaninama je specijalizirani oblik ekstruzije, koji koristi spinneret za formiranje više kontinuiranih sintetičkih filamenata. Ultrazvuk se može koristiti za različite vrste predenja: suvo, jet-wet, topljenje i gel predenje. Ultrazvučne aplikacije uključuju čišćenje spinnereta, miješanje, Rastvaranje, polimerizacija i smicanje- stanjivanje.
Otapanje polimera i hemijska obrada
Da bi se polimer mogao okretati, mora se prevesti u fluidno stanje. Stoga, osim ako se polimer ne otopi, on se rastvara ili kemijski tretira kako bi se formirali topljivi ili termoplastični derivati.
U ovoj fazi Hielscher ultrazvučni uređaji pomažu i ubrzavaju proces rastvaranja, kao i hemijska interakcija sa reagensima. Za to se čvrste polimerne čestice suspendiraju u rastvaraču ili kiselini. Ova mješavina se ili pumpa kroz ultrazvučni reaktor ili obrađuje u spremniku za miješanje sa ultrazvučnim sondama, gdje se čestice brzo otapaju zbog visokog kavitacijskog smicanja. Ovo stvara homogenu i ujednačenu otopinu polimera. Molimo pogledajte video ispod za demonstraciju ultrazvučnog rastvaranja pomoću ultrazvučnog aparata tipa sonde (UP200St).

Otplinjavanje polimernim rastvorom
Viskozni polimerni rastvori, kao što je poli(p-fenilen tereftalamid) (PPTA), u koncentrovanoj sumpornoj kiselini su viskozni i često nenjutnovski. Rešenja zahtevaju otplinjavanje kako bi se osiguralo da kontinuirana vlakna izlaze iz spinereta. Kada se ultrazvuk primjenjuje za miješanje, homogenizaciju ili otapanje, pomaže otplinjavanju. Video ispod prikazuje otplinjavanje/deaeraciju ulja (u realnom vremenu).
Ultrazvučno čišćenje spinereta
Spineret je ploča s više pora kroz koju se ekstrudira polimerna tekućina kako bi se formirala kontinuirana sintetička vlakna. Prilikom izlaska iz malih otvora matrice za ekstruziju, viskozni polimerni fluid počinje da se skrući i pojedinačni polimerni lanci teže da se poravnaju u vlaknu zbog viskoznog toka. U ovom trenutku čvrsti polimer može početi da se nakuplja na i u izlazu iz finog otvora, što rezultira sporijim protokom i na kraju u blokiranom kanalu ploče.

Za acetat, triacetat, akril, modakril, polibenzimidazol, spandeks ili vinjon, rastvarač koji se koristi za otapanje polimera može se koristiti i za potrebe čišćenja. U ovom slučaju kavitacijsko smicanje će pritisnuti rastvarač u otvore i potaknuti otapanje.
Za polimere koji se okreću taljenjem, kao što su najlon, olefin, poliester, saran ili sulfar, toplinska obrada prije ultrazvučne obrade može pomoći da polimer postane krhkiji. Ovaj proces koji se naziva izgaranje u pećnici reducira stvrdnuti polimer u pepeo. Za čišćenje se može koristiti voda (sa do 25 tež.% fosforne kiseline) ili ulje kao jednostavna spojna tečnost između ultrazvučne sonde i centrifuge.
Sonikacija tipa sonde je mnogo intenzivnija od čišćenja rezervoara, a zvučni valovi su usmjereni direktno prema izlazima kanala za predenje. To rezultira dubljim i bržim čišćenjem. Za pojedinačne kanale i pore preporučujemo korištenje UP100H sa šiljastim MS2 vrhom. Ovo je isplativ ultrazvučni uređaj za ručni rad ili rad na postolju. Za spinnere s više pora ili ekstruzione matrice, UIP1000hdT sa specijalnom sondom prečnika 100 mm.

Ultrazvučno potpomognuta polimerizacija
Za direktne procese predenja, Hielscher ultrazvučne sonde pomažu u interakciji između reaktanata i/ili katalizatora tokom formulacije i polimerizacije polimera, npr. poliestera.
Ultrazvučna obrada gelom
Kada se gel centrifugiraju (npr. polietilen, aramid), ultrazvučni reaktori se mogu koristiti za formulaciju gela, kao i za razrjeđivanje gela prije ekstruzije. Kavitacijsko smicanje rezultira privremenom nižom interakcijom između polimernih lanaca. To uzrokuje pad viskoziteta – zahtijevaju manji pritisak, što omogućava izradu finijih filamenata ili povećava propusnost ekstruzije.
Raspršivanje nanomaterijala
Hielscher ultrazvučni reaktori su učinkovito sredstvo za raspršivanje nano materijala, kao što su ugljične nanocijevi, metalni oksidi ili Pigmenti. Ultrazvučna kavitacija razbija aglomerate i homogeno disperguje čestice.