Ultrazvuková Příprava Vyztužená pryž
- Zesílené kaučuky vykazuje vyšší pevnost v tahu, tažnost, odolnost proti oděru a stárnutí lépe stabilitu.
- Plniva, jako jsou saze (např. CNT, MWNT), grafenu, nebo oxid křemičitý, musí být homogenně dispergován v matrici, aby poskytly požadované vlastnosti materiálu.
- Výkonové ultrazvukové poskytuje vynikající kvalitu distribuční monodispergovaných nanočástic s vysoce výztužné vlastnosti.
ultrazvukové Dispersion
Ultrazvuku je široce využívána pro rozptylování nano materiálů, jako je monodispergovaných nanočástic a nanotrubic, protože ultrazvuk zlepšuje separaci a funkcionalizaci částic a trubek velmi.
Ultrazvukové dispergační zařízení vytváří kavitace a vysokými smykovými silami, které narušují, deaglomírují, rozkládají a dispergují nanočástice a nanotrubičky. Intenzita sonikace může být přesně nastavena a řízena tak, aby parametry zpracování ultrazvukem byly dokonale přizpůsobeny, s ohledem na koncentraci, aglomeraci a zarovnání / zapletí nano materiálu. Tímto způsobem mohou být nanomateriály optimálně zpracovány podle požadavků konkrétních materiálů. Optimální podmínky disperze díky individuálně nastaveným parametrům ultrazvukových procesů vedou k vysoce kvalitnímu finálnímu kaučukovému nanokompozitu s vynikajícími výztužnými vlastnostmi nano-aditiv a filtrů.
Vzhledem k vynikající kvality disperze ultrazvukem a tím dosažené homogenní disperze, ve velmi malém plniva je dostatečné pro získání vynikající materiálové charakteristiky.
Průmyslové ultrazvukové zařízení
Ultrazvukem Carbon Black-Reinforced Rubber
Saze je jedním z nejdůležitějších plnivo v kaučuku, zejména pneumatik, čímž se získá odolnost pryžový materiál proti oděru a pevnost v tahu. Částice sazí jsou silně náchylné k tvorbě agregátů, které jsou obtížně rozptylovat homogenně. Saze se obvykle používá v barvách, laky, tiskařské barvy, nylon a plastových barviva, směsi latexu, voskové směsi, foto povlaky a další.
Ultrazvukové disperze umožňuje deaglomeraci a směs rovnoměrně s velmi vysokým monodispersity částic.
Zde se dozvíte více o ultrazvukové rozptyl pro kompozitních materiálů!
Ultrazvukově CNT- / MWCNT vyztužené gumy
Ultrazvukové homogenizátory jsou výkonné disperzní systémy, které mohou být přesně kontrolovány a upraveny tak, aby požadavky procesu a materiálových. Přesná kontrola ultrazvukových parametrů procesu je důležité zejména pro rozptylování nanotrubice, jako jsou MWNT nebo SWNTs protože nanotrubičky musí být detangled do jednotlivých zkumavek bez poškození (například štěpení). Nepoškozené nanotrubičky nabízejí vysokou poměr stran (až 132,000,000: 1) tak, aby jejich výjimečnou pevnost a tuhost při formulována do kompozitu. Výkonný, přesně nastavit sonikace překonává van der Waalsovy síly a rozptýlí a detangles nanotrubičky výsledkem je vysoký výkon pryžového materiálu s mimořádnou pevnost v tahu a modul pružnosti.
Dále ultrazvukové funkcionalizace se používá k úpravě uhlíkové nanotrubice, aby se dosáhlo požadovaných vlastností, které mohou být použity v rozmanitých aplikacích.
Ultrasonicators pro kontinuální disperzi nanomateriálů, saze nebo aktivní uhlí.
Ultrazvukem Nano-oxid křemičitý-Vyztužená pryž
Ultrazvukové dispergátory dodat velmi rovnoměrné rozdělení částic oxidu křemičitého (SiO2) nano částice pryže polymerních roztoků. Oxid křemičitý (SiO2) nano částice musí být homogenně distribuovány jako mono-dispergované částice v polymerovaného styren-butadien a jinými kaučuky. Mono-rozptýlen nano-SiO2 působí jako zesilující činidla, což významně zlepšuje odolnost, pevnost, prodloužení, ohýbání a protiskluzování. Pro nano částice platí: čím menší je velikost částic, tím větší je specifická plocha částic. Při vyšším poměru plochy/objemu (S/V) se dosáhne lepších konstrukčních a výztužných účinků, které zvyšují pevnost v tahu a tvrdost pryžových výrobků.
Ultrazvukové disperze nanočástic oxidu křemičitého umožňuje ovládání parametrů procesu přesně tak, že se získá sférická morfologie, přesně nastavit velikost částic a velmi úzké rozdělení velikosti.
Ultrazvukově disperguje výsledky oxidu křemičitého v nejvyšším materiálu výkonu tím vyztužené pryže.
Zde se dozvíte více o ultrazvukové stříkání SiO2!
Ultrazvukově Disperze Betonářská přísady
Sonikace bylo prokázáno, že rozptýlit mnoho dalších nanoparticulated materiálů pro zlepšení modul, pevnost v tahu, a únavových vlastností pryžových kompozitu. Vzhledem k tomu, velikost částic, tvar povrchu a povrchové aktivity Plnidla a ztužovací přísady, jsou zásadní pro jejich výkon, výkonné a spolehlivé ultrazvukové dispergátory jsou jedním z nejčastěji používaných metod pro formulovat mikro- a nanočástice velikosti částic do pryžových výrobků.
Typické přísady a plnidla, která jsou zabudována sondikou jako stejnoměrně distribuovaná nebo monodispersická částice v pryžových matricích, jsou uhličitan vápenatý, Kaolinová Hlinka, oxid křemičitý, srážený křemík, oxid grafit, grafiten, Mica, Talc, barit, wollastonit, srážené křemičitany, oxid křemičitý a Diatomit.
Při TiO kyseliny funkcionalizované olejové2 nanočástice jsou dispergovány v ultrazvukové styren-butadienový kaučuk, a to i velmi malé množství olejové-SiO2 Výsledky v podstatně zlepšeného modulu pružnosti, pevnosti v tahu, a únavové vlastnosti a funkce jako ochranný prostředek proti foto a degradaci termo.
- Oxid hlinitý trihydrát (Al2Ó3) Se přidává jako zpomalovač hoření, ke zlepšení tepelné vodivosti, a pro sledování a odolnost proti erozi.
- Oxid zinečnatý (ZnO), plnidla zvýšit relativní permitivitu, jakož i tepelnou vodivost.
- Oxid titaničitý (TiO2) Zlepšuje tepelnou a elektrickou vodivost.
- Uhličitan vápenatý (CaCO3) Se používá jako přísada v důsledku jeho mechanických, reologické a samozhášecí vlastnosti.
- Titaničitan barnatý (Batio3) Zvyšuje tepelnou stabilitu.
- grafen a oxid grafenu (GO), získá vynikající mechanické, elektrické, tepelné a optické vlastnosti materiálu.
- uhlíkové nanotrubice (CNT), zlepšení mechanických vlastností, jako je pevnost v tahu, elektrické a tepelné vodivosti významně.
- Multi-uhlíkové nanotrubice (MWNT) zlepšit Young`s modul a mez kluzu. Například již od 1% hmotn. MWNT do epoxidové vést ke zvýšenému Young`s modul a mez pevnosti v tomto pořadí, 100% a 200%, v porovnání s čistým matrici.
- Jednostěnné uhlíkové nanotrubice (SWNTs) zlepšit mechanické vlastnosti a tepelnou vodivost.
- Uhlíkové nanovlákna (CNF) přidávají sílu, odolnost vůči teplu a trvanlivost.
- Kovové nanočástice, jako je nikl, železo, měď, zinek, hliník, a stříbrný se přidávají ke zlepšení elektrickou a tepelnou vodivost.
- Organické nanomateriály, jako je montmorillonit zlepšení mechanických a zpomalující hoření vlastnosti.
Ultrazvukové Rozptylové Systems
Hielscher Ultrazvuk nabízí široký sortiment ultrazvukové zařízení – z menších bench-top systémů pro proveditelnosti zkouška až do vysok Průmyslové ultrasonicator jednotky až 16 kW na jednotku, Výkon, spolehlivost, precizní ovladatelnost, jakož i jejich robustnost provést Hielscher je ultrazvukové disperzních systémech “práce kůň” ve výrobní lince Mikronové a nano-particulated formulací. Naše ultrasonicators jsou schopné zpracovávat vodné a rozpouštědla na bázi disperze až do vysoké viskozity (až 10,000cp) snadno. Různé sonotrody (ultrazvukové hlavice), zesilovače (zesilovač / decreaser), průtokové komůrky geometrií a další příslušenství umožňují optimální přizpůsobení ultrazvukového dispergátoru na své požadavky na výrobní proces produktu a.
Hielscher Ultrazvuk’ Průmyslové ultrazvukové procesory mohou přinést velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až do 200 μm lze plynule spustit v 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Robustnost Hielscherova ultrazvukového zařízení umožňuje Nonstop provoz na těžká povinnost a v náročných prostředích. Hielscher`s ultrazvukové dispergátory jsou instalovány po celém světě ve velkém měřítku komerční výrobu.
Přizpůsobili ultrazvukové nastavení pro nano-disperzí
| Hromadná dávka | průtok | Doporučené Devices |
|---|---|---|
| 10 až 2000ml | 20 až 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 až 20L | 00,2 až 4 litry / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000 |
| na | 10 až 100L / min | UIP16000 |
| na | větší | hrozen UIP16000 |
Literatura / Reference
- Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
- Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
Fakta Worth Knowing
Syntetická guma
Syntetickým kaučukem je jakýkoliv umělý elastomer. Syntetické kaučuky jsou hlavně polymery syntetizované z ropných vedlejších produktů a jsou vyráběny stejně jako ostatní polymery z různých monomerů na bázi ropy. Nejběžnějším syntetickým kaučukem je styren-butadienový kaučuk (SBR) odvozený od kopolymerace styrenu a 1,3-butadienu. Jiné syntetické kaučuky se připravují z izoprenu (2-methyl-1,3-butadienu), chloroprenu (2-chlor-1,3-butadienu) a isobutylenu (methylpropenu) s malým podílem isoprenu pro zesíťování. Tyto a další monomery mohou být smíchány v různých poměrech, aby byly kopolymerovány za účelem výroby produktů s řadou fyzikálních, mechanických a chemických vlastností. Monomery mohou být vyráběny čisté a přidávání nečistot nebo přísad může být řízeno konstrukcí pro dosažení optimálních vlastností. Polymerace čistých monomerů může být lépe kontrolována, aby poskytla požadovaný podíl cis a trans dvojných vazeb.
Syntetického kaučuku, jako je přírodní kaučuk, je široce používán v automobilovém průmyslu pro pneumatiky, dveřních a okenních profilů, hadic, pásů, rohoží a podlahových krytin.
Přírodní guma
Přírodního kaučuku je také známý jako kaučuku nebo kaučuku. Přírodní kaučuk je klasifikován jako elastomer a skládá se hlavně z polymerů organické sloučeniny poly-cis-isopren a vody. Obsahuje stopy nečistot, jako jsou bílkoviny, nečistot atd přírodního kaučuku, který je odvozen jako latex z kaučukovníku kaučukovník brazilský, Vykazuje vynikající mechanické vlastnosti. Nicméně ve srovnání s syntetických kaučuků, přírodní kaučuk má nižší výkon materiálu, zejména pokud jde o jeho tepelnou stabilitou a jeho slučitelnost s ropnými produkty. Přírodní kaučuk má široký rozsah aplikací, a to buď samostatně nebo v kombinaci s jinými materiály. Většinou se používá díky svému velkému stretch poměr, vysokou pružností a extrémně vysokou vodotěsnost. Teplota tání kaučuku je při teplotě přibližně 180 ° C (356 ° F).
Níže uvedená tabulka poskytuje přehled různých druhů kaučuku:
| Iso | Technický název | Běžné jméno |
|---|---|---|
| Acm | polyakrylát Rubber | |
| Aem | Ethylen-akrylátový kaučuk | |
| TO | polyesteruretan | |
| JOIN | Brom isobutylen isopren | brombutyl |
| Br | polybutadien | Buna CB |
| Ir | Chlor isobutylen isopren | Chlorbutyl, butyl |
| Čr | polychloropren | Chloropren, neopren |
| Csm | chlorsulfonovaný polyetylénové | Hypalon |
| Eco | epichlorhydrinu | ECO, epichlorhydrinu, Epichlore, Epichloridrine, Herclor, Hydrin |
| Ep | ethylen-propylen | |
| Epdm | Ethylen propylen dien monomer | EPDM, NORDEL |
| US | polyetherurethanu | |
| FFKM | fluorovanými uhlovodíky Rubber | Kalrez, Chemraz |
| FKM | Fluoronated uhlovodíků | Viton, Fluel |
| Funkce FMQ | fluor Silicone | FMQ, silikonového kaučuku |
| FPM | Fluorkaučuk | |
| HNBR | Hydrogenované Butadienakrylonitrilový | HNBR |
| A | polyisopren | (Syntetické) přírodní kaučuk |
| Iir | Isobutylen isopren butyl | Butyl |
| Nbr | Butadienstyrenový | NBR, nitril, Perbunan, Buna-N |
| Pu | polyuretan | PU, polyuretan |
| SBR | styren Butadien | SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna se |
| SEBS | Styren-ethylen-butylen styrenu | Guma na SEBS |
| A | polysiloxan | Silikonová guma |
| Funkce VMQ | Vinyl methyl silikonové | Silikonová guma |
| Funkce XNBR | Butadienstyrenový Karboxy Monomer | XNBR, karboxylované Nitrile |
| Funkce XSBR | Styren-butadien-Karboxy Monomer | |
| Organizace YBPO | Termoplastické polyether-ester | |
| Funkce YSBR | Styren-butadien-Block Copolymer | |
| Funkce YXSBR | Styren-butadien-Karboxy Block Copolymer |
SBR
Styren-butadien nebo styren-butadienový kaučuk (SBR), popisuje syntetické kaučuky, které jsou odvozené od styrenu a butadienu. Zesílená styren-butadien se vyznačuje svou vysokou odolností proti otěru a dobrými vlastnostmi proti stárnutí. Poměr mezi styrenu a butadienu určuje vlastnosti polymeru: vysokým obsahem styrenu, kaučuky se stává tvrdší a méně kaučukovitý.
Omezení nevyztuženého SBR jsou způsobeny jeho nízkou pevnost bez výztuže, nízkou odolnost, nízkou odolnost proti protržení (zejména při vysokých teplotách) a špatné lepivosti. Z tohoto důvodu jsou nutné vyztužující činidla a plniva pro zlepšení vlastností SBR. Například, černé plniva uhlíku se používají k pevnosti a odolností vůči oděru těžce.
styren
Styren (C8H8) Je znám pod různými podmínkami, jako je ethenylbenzene, vinylbenzen, fenylethen, fenylethylen, cinnamene, styrol, diarex HF 77, styrolene, polystyrén. To je organická sloučenina s chemickým vzorcem C6H5CH = CH2, Styren je prekurzorem pro polystyren a několika kopolymerů.
Je derivátem benzenu a objeví se ve formě bezbarvé olejovité kapaliny, které se snadno odpařuje. Styren má sladkou vůni, která se otáčí při vysokých koncentracích v méně příjemné vůně.
V přítomnosti je vinylová skupina, styren tvoří polymer. polymery na bázi styrenu jsou komerčně vyráběny k získání produktů, jako jsou polystyren, ABS, styren-butadien (SBR) kaučuk, styren-butadienového latexu, SIS (styren-isopren-styren), S-EB-S (styren-ethylen / butylene- styren), styren-divinylbenzen (S-DVB), styren-akrylonitril pryskyřice (SAN), a nenasycené polyestery, které se používají v pryskyřicích a termosety sloučenin. Tyto materiály jsou důležité složky pro výrobu pryže, plastu, izolace, sklolaminátu, trubky, automobilový a lodní díly, potravinové obaly a osnovu koberce.
gumové Applications
Guma má mnoho materiálových vlastností, jako je pevnost, delší životnost, odolnost proti vodě a odolnost proti teplu. Tyto vlastnosti činí guma velmi univerzální, takže se používá v mnoha průmyslových odvětvích. Hlavní použití kaučuku je v automobilovém průmyslu, zejména pro výrobu pneumatik. Další vlastnosti jako jeho neklouzavém, měkkost, trvanlivost a odolnost, aby kaučuk vysoce frekventované kompozit použit pro výrobu obuvi, podlahovin, lékařských a zdravotnických potřeb, výrobků pro domácnost, hračky, sportovní potřeby a mnoho dalších pryžových výrobků.
Nano-přísady a plnidla
Nanočástic plniva a aditiva v kaučuků působí jako zpevňující a ochranné prostředky pro zlepšení pevnosti v tahu, odolnost proti otěru, odolnost proti roztržení, hysterezi a zachovat proti fotografickou a tepelné degradaci kaučuku.
křemen
Oxid křemičitý (SiO2, Oxid křemičitý) se používá v mnoha formách, jako je amorfní oxid křemičitý, např. pyrogenní oxid křemičitý, křemičitý úlet, vysrážený oxid křemičitý pro zlepšení materiálových vlastností s ohledem na dynamické mechanické vlastnosti, tepelnou odolností proti stárnutí, a morfologie. Silikou plněného sloučeniny vykazují zvyšující se viskozita a hustota zesítění, respektive na rostoucím obsahem plniva. Tvrdost, modul pružnosti, pevnost v tahu, a opotřebení charakteristiky byly postupně zlepšit zvýšením množství oxidu křemičitého a plnidla.
Uhlíková černá
Saze je forma paracrystalline uhlíku s chemicky komplexy kyslíku (například karboxylové, quinonic, laktonových, fenolických skupin a další), připojených k jeho povrchu. Tyto povrchové kyslíku skupiny jsou obvykle označovaných “těkavé komplexy”, V důsledku tohoto těkavých, saze je nevodivý materiál. S uhlík-kyslík komplexy funkcionalizované částice sazí se snadněji dispergují.
Vysoký podíl povrchově plocha k objemu sazí se stalo běžnou ztužující plnidlo dělá. Téměř všechny výrobky z pryže, pro které jsou nezbytné pevnosti v tahu a odolnost proti otěru, použít saze. Srážený nebo pyrogenní oxid křemičitý se používá jako náhrada za sazí, je-li požadované zpevnění gumy, ale je třeba se vyhnout černá barva. Nicméně, plniva na bázi oxidu křemičitého se získává podíl na trhu v automobilových pneumatik, také proto, že použití oxidu křemičitého plniva má za následek nižší valivý ztráty ve srovnání se sazemi plněné pneumatiky.
Níže uvedená tabulka poskytuje přehled typů carbonblack použité v pneumatikách
| název | Zkrácený. | Astm | Velikost částic nm | Pevnost v tahu MPa | Relativní laboratoř oděru | Relativní roadwear oděru |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Super oděru Furnace | Saf | N110 | 20-25 | 25,2 | 1,35 | 1,25 |
| Středně pokročilý SAF | Isaf | N220 | 24-33 | 23,1 | 1,25 | 1,15 |
| Vysoká odolnost Furnace | LÉTO | N330 | 28-36 | 22,4 | 1,00 | 1,00 |
| Snadná výroba Channel | Epc | N300 | 30-35 | 21,7 | 0.80 | 0.90 |
| Fast Vytlačování Furnace | FEF | N550 | 39-55 | 18,2 | 0.64 | 00,72 |
| Vysokoteplotní pec | HMF | N660 | 49-73 | 16,1 | 0.56 | 00,66 |
| Semi-Posílení Furnace | SRF | N770 | 70-96 | 14,7 | 0.48 | 0.60 |
| Jemné teplo | Ft | N880 | 180-200 | 12,6 | 0.22 | – |
| medium Thermal | Mt | N990 | 250-350 | 9,8 | 0.18 | – |
Oxid grafenového
oxid grafenu disperguje v SBR má za následek vysokou pevnost v tahu a v roztržení a také ve vynikající odolnost proti opotřebení a nízký-valivý odpor, což jsou důležité vlastnosti materiálu pro výrobu pneumatik. Grafenu oxid křemičitý vyztužený SBR nabízí konkurenční alternativu pro ekologicky šetrných výrobu pneumatik, jakož i pro výrobu vysoce výkonných pryžových kompozitu. Grafen a oxid grafenu může být úspěšně, bezpečně a snadno exfoliovaných podle ultrazvuku. Zde se dozvíte více o ultrazvukové výrobu grafenu!