Vysoce výkonné lepicí formulace – Vylepšeno ultrazvukovou disperze

Vysoce výkonná lepidla se skládají z epoxidových, silikonových, polyuretanových, polysulfidových nebo akrylátových systémů obsahujících různé (nano)plniva a přísady, které poskytují lepidlu zvláštní výkon, jako je pevnost vazby, lehká hmotnost, trvanlivost, tepelná odolnost a udržitelnost. Pro formulování vysoce výkonných lepidel je zapotřebí efektivního a spolehlivého míchání. Ultrazvuková disperze a emulgace se používá kombinovat různé složky rovnoměrně do homogenních lepicích směsí. Inline ultrazvukové směsi i vysoké viskózní materiály a vysoké zatížení nanoplnění spolehlivě a efektivně produkují vynikající lepidla.

Ultrazvukové vysokosmykové síly pro rozptyl vysoce výkonných lepidel

Vysoce výkonná lepidla nabízejí mimořádnou lepicí pevnost, odolnost a lehkou hmotnost. V závislosti na konečné aplikaci jsou polymery, kopolymery a více přísad formulovány podle propracovaných receptur.

Epoxidové, silikonové, polyuretanové a akrylové systémy pro lepidla a lepidla jsou vyráběny formulačními župači, které upravují lepicí základnu přidáním připínáčkovačů, minerálních plniv (mastek, oxid křemičitý, oxid hlinití atd.), flexibilizátorů, redukcí viskozity, barviv, zahušťovadel, urychlovačů, adhezních propagátorů atd. Tyto úpravy slouží k několika účelům, jako je zlepšení výkonu a/nebo pohodlí při zpracování nebo snížení nákladů. Ultrazvukový vysokosmyková dispergátor je ideální pro formulaci různých epoxidových systémů inline a umožňuje flexibilní výrobu lepidel přizpůsobených požadavkům konkrétních aplikací.

Ultrazvukové vysokosmykové míchačky pro náročné disperzní a emulzní aplikace

Vysoce výkonné ultrazvukové procesory fungují jako vysokosmykovací míchačky. Extrémní vysokosmykcí síly jsou generovány ultrazvukovou / akustickou kavicí a jsou ideální pro dávkové a inline emulgace, disperze, frézování, deaglomerace a homogenizační aplikace. Nízké až vysoké koncentrace pevných látek a viskozity lze snadno zpracovat pomocí ultrazvukových inline dispergátorů.

Ultrazvukové vysokosmykové míchání nanomateriálů v lepidlech

Nanomateriály, jako jsou uhlíkové nanotrubice (CNT), kovové nanočástice, nano-oxid křemičitý, nano-jíly, nanovlákna a mnoho dalších nano-velkých částic, se používají k výrobě nanovlákenných polymerů (nanokompetitů). Nanočástice jsou dobře známé svou schopností měnit mechanické vlastnosti (např. tuhost, elasticita), elektrické vlastnosti (např. vodivost), funkční vlastnosti (např. pronikavost, teplota přechodu skla, modul) a odolnost termosetových polymerních lepidel. Nejenže poskytují nanomateriálům speciální vysoce výkonné vlastnosti, jako je pevnost vazby, trvanlivost, návaznost, pružnost nebo tepelná odolnost; přidání nano-strukturovaných částic může také zlepšit bariérové vlastnosti polymerů.
Vysokosmykové síly ultrazvukem generované akustické kavitace jsou dobře známé pro svou schopnost deaglomerovat a rozptýlit nanočástice a dokonce zlomit primární částice (tj. ultrazvukové frézování). Když jsou tyto ultrazvukové síly aplikovány na polymerní systémy obsahující nanočástice a další plniva, získá se velmi rovnoměrné složení. Ultrazvuková disperze je energeticky účinná metoda, která ukazuje nižší spotřebu energie ve srovnání s konvenčními metodami míchání smyku, jako jsou míchačky s vysokým smyky, míchačky oběžného kola nebo mlýny.

Kaboori et al. (2013) prokázal, že ultrazvuku je účinná metoda k rozptýlení vrstvené struktury montmorillonitu (MMT) a vývoj MMT-vyztužených PVA lepidel. Ultrazvuku bylo prokázáno jako spolehlivé a efektivní při disperzní nanoklávu v PVA při nízké (1% a 2%) a vysoké (4%) zatížení.
Výzkumný tým zjistil, že "ultrazvuková technika je velmi účinná při rozptylu nanoklávů zejména při vysokých zatíženích, na rozdíl od míchačky s vysokou rychlostí smyku. Vysokorychlostní míchání by mohlo rozptýlit nanoklubí v PVA pouze při nízkém zatížení a zvýšené pevnosti PVA v různých podmínkách. Vysokorychlostní míchání má některé nevýhody: možné poškození emulze PVA (kvůli silné smykové síle používané během míchání), vysoké náklady a vysokou spotřebu energie. Naproti tomu ultrazvuková technika má minimální negativní dopad na emulzi PVA. Kromě toho je ultrazvuková technika ekonomická, protože ultrazvukové míchání by mohlo probíhat před výrobou PVA a roztok obsahující nanokláv může být přidán do PVA během výrobního procesu. Zvážením výsledků získaných z tohoto papíru a naší předchozí práce a zvážením výhod ultrazvukové techniky oproti vysokorychlostnímu míchání se přidání nanoklávu do PVA v průmyslovém měřítku jeví jako proveditelné a lze je doporučit výrobcům lepidel na dřevo." (Kaboori et al., 2013)

Ultrazvukové odplyněné účinky při výrobě lepidel

Další výhodou ultrazvuku, která výrazně zlepšuje výsledky formulace, je odplyněný účinek ultrazvukové léčby. Vysokorychlostní mechanické míchání (např. vysokosmykové smykové smyky) vytváří ve směsi velké množství plynových bublin, které si v některých případech mohly dokonce všimnout díky rozjasněné barvě směsi. Ultrazvukové vysokosmykové míchání má obrovský advantge, že technika ultrazvuku nezahrnuje plyny do adhezivní formulace, místo toho ultrazvukové vlny již představují plynové bubliny, aby se sloučely a vznášely se na tekutý povrch, odkud lze plyn snadno odstranit. Ultrazvuku tak podporuje odplyňování a odplynování kapalin a lepicích formulací. (cp. Shadlou et al., 2014)

Vysoce výkonné ultrazvukové dispergátory pro průmyslové lepicí formulace

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrábí a distribuuje vysoce výkonné ultrazvukové dispergátory pro těžké aplikace, jako je výroba vysoce výkonných lepidel, vysoce naplněných mýsky a nanokompatitů. Hielscher ultrasonicators se používají po celém světě pro dispergaci nanomateriálů do polymerů, pryskyřic, povlaků a dalších vysoce výkonných materiálů.
Hielscher ultrazvukové dispergátory mohou být krmeny různými krmnými proudy a přidávat různé materiály za kontrolovaných podmínek průtoku do kavitační směšovací zóny. Ultrazvukové dispergátory jsou spolehlivé a efektivní při zpracování nízkých až vysokých viskozit. V závislosti na surovinách a cíli snížení velikosti lze přesně upravit ultrazvukovou intenzitu.
Aby bylo možné zpracovat viskózní polymerní pasty, nanomateriály a vysoké koncentrace pevné látky, ultrazvukový dispergátor musí být schopen produkovat nepřetržitě vysoké amplitudy. Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy v nepřetržitém provozu při plném zatížení. Amplitudy až 200μm lze snadno spustit v provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Možnost provozovat ultrazvukový dispergátor při vysokých amplitudách a přesně upravit amplitudu je nezbytná k přizpůsobení podmínek ultrazvukového procesu formulaci vysoce výkonných lepidel, nano-vyztužených polymerních směsí a nanokomozitů.
Kromě ultrazvukové amplitudy je tlak dalším velmi důležitým procesním parametrem. Pod zvýšenými tlaky se zvyšuje intenzita ultrazvukové kavitace a její smykové síly. Hielscherovy ultrazvukové reaktory mohou být pod tlakem, čímž se zintenzívní výsledky ultrazvuku.
Monitorování procesů a zaznamenávání dat je důležité pro kontinuální standardizaci procesů a kvalitu produktu. Připojitelné tlakové a teplotní senzory drát k ultrazvukovému generátoru pro monitorování a řízení ultrazvukového disperzního procesu. Všechny důležité parametry zpracování, jako je ultrazvuková energie (čistá + celková), teplota, tlak a čas, jsou automaticky protokolovány a uloženy na vestavěné SD kartě. Přístupem k automaticky zaznamenaným procesním datům můžete revidovat předchozí spuštění ultrazvuku a vyhodnotit výsledky procesu.
Další uživatelsky přívětivou funkcí je dálkové ovládání prohlížeče našich digitálních ultrazvukových systémů. Prostřednictvím dálkového ovládání prohlížeče můžete spustit, zastavit, upravit a monitorovat ultrazvukový procesor vzdáleně odkudkoli.
Kontaktujte nás nyní a dozvíte se více o našich vysoce výkonných ultrazvukových dispergátorech a jejich aplikacích při výrobě vysoce výkonných lepidel a povlaků!
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators: