Højtydende klæbemiddelformuleringer – Forbedret af ultralydsspredning

Højtydende klæbemidler er sammensat af epoxy, silikone, polyurethan, polysulfid eller akrylsystemer, der indeholder forskellige (nano-)fyldstoffer og tilsætningsstoffer, som giver klæbemidlet særlig ydeevne såsom bindingsstyrke, let vægt, holdbarhed, varmebestandighed og bæredygtighed. Effektiv og pålidelig blanding er nødvendig for at formulere højtydende klæbemidler. Ultralydsspredning og emulgering anvendes kombinere forskellige komponenter ensartet i homogene klæbemiddel blandinger. Inline sonikering blander selv høje tyktflydende materialer og høje nano-fyldstof belastninger pålideligt og effektivt producerer overlegen klæbemidler.

Ultralyd high-shear kræfter til spredning af højtydende klæbemidler

Højtydende klæbemidler giver ekstraordinær bindingsstyrke, holdbarhed og let vægtighed. Afhængigt af den endelige anvendelse formuleres polymerer, copolymerer og flere tilsætningsstoffer efter udarbejdede opskrifter.

Epoxy-, silikone-, polyurethan- og akrylsystemer til klæbemidler og lim produceres af formulatorer, som ændrer klæbevævet ved at tilsætte tackifiers, mineralske fyldstoffer (talkum, silica, aluminiumoxid osv.), flexibilizers, viskositetsratorer, farvestoffer, fortykningsmidler, acceleratorer, klæbeevnepromotorer osv. Disse ændringer tjener flere formål, såsom at forbedre ydeevnen og / eller behandling bekvemmelighed eller for at reducere omkostningerne. Ultralyds-højforskydningsstivning er ideelle til at formulere forskellige epoxysystemer inline og give mulighed for fleksibel produktion af klæbemidler, der er skræddersyet til kravene i bestemte applikationer.

Ultralyds-high-shear-mixere til krævende dispersions- og emulsionsapplikationer

Højtydende ultralydsprocessorer fungerer som high-shear mixer. De ekstreme højforskydningskræfter genereres af ultralyd / akustisk kavitation og er ideelle til batch- og inline-emulgering, spredning, fræsning, deagglomerering og homogeniseringsapplikationer. Lave til høje faste koncentrationer og viskositeter kan let behandles ved hjælp af ultralyds inline dispergeringsevner.

Ultralyd high-shear blanding af nanomaterialer i klæbemidler

Nanomaterialer såsom kulstof nanorør (CNTs), metalliske nanopartikler, nano-silica, nano-ler, nanofibre, og mange andre nano-størrelse partikler anvendes til at producere nanoreinforced polymerer (nanocomposites). Nanopartikler er kendt for deres evne til at ændre mekaniske egenskaber (f.eks. stivhed, elasticitet), elektriske egenskaber (f.eks. ledningsevne), funktionelle egenskaber (f.eks. permeabilitet, glasovergangstemperatur, modulus) og termosætpolymerklæbemidlers frakturydelse. Giv ikke kun nanomaterialer særlige højtydende egenskaber såsom bindingsstyrke, holdbarhed, befordrende, elasticitet eller varmebestandighed; tilsætning af nanostrukturerede partikler kan også forbedre polymerernes barriereegenskaber.
Ultralydsgenererede akustiske kavitations højforskydningskræfter er kendt for deres evne til at deagglomerere og sprede nanopartikler og endda bryde primære partikler (dvs. ultralydfræsning). Når disse ultralydskræfter påføres polymere systemer, der indeholder nanopartikler og andre fyldstoffer, opnås en meget ensartet formulering. Ultralydsdispersion er en energieffektiv metode, der viser mindre energiforbrug sammenlignet med konventionelle forskydningsblandingsmetoder som f.eks.

Kaboori et al. (2013) påviste, at ultralydbehandling er en effektiv metode til at sprede lagdelte strukturer af montmorillonit (MMT) og udvikle MMT-forstærkede PVA-klæbemidler. Ultralydbehandling blev vist som pålidelig og effektiv til spredning af nanoclay i PVA ved lav (1% og 2%) og høj (4%) belastninger.
Forskerholdet fandt, at "ultralydsteknikken er meget effektiv til at sprede nanoclay især ved høje belastninger, i modsætning til højhastighedshastighedsblanderen. Højhastighedsblanding kan kun sprede nanoclay i PVA ved lave belastninger og øget bindingsstyrke af PVA under forskellige forhold. Højhastighedsblanding har nogle ulemper: mulig skade på PVA-emulsion (på grund af stærk forskydningskraft, der bruges under blandingen), høje omkostninger og højt energiforbrug. I modsætning hertil har ultralydsteknikken minimal negativ indvirkning på PVA-emulsion. Desuden er ultralydsteknikken økonomisk, da ultralydsblanding kan finde sted, før produktionen af PVA og den opløsning, der indeholder nanoclay, kan tilsættes PVA under produktionsprocessen. Ved at overveje resultaterne fra dette papir og vores tidligere arbejde og ved at overveje fordelene ved ultralydsteknik frem for højhastighedsblanding synes det muligt at tilføje nanoclay til PVA i industriel skala og kan anbefales til træklæbende producenter. (Kaboori et al., 2013)

Ultralydsafgasningseffekter i klæbemiddelproduktion

En yderligere fordel ved sonikering, som forbedrer formuleringsresultaterne betydeligt, er afgasningseffekten af ultralydsbehandlingen. Højhastigheds mekanisk omrøring (f.eks. højforskydningsbladblandere) producerer et stort antal gasbobler i blandingen, som i nogle tilfælde endda kunne bemærkes på grund af blandingens lysere farve. Ultralydsblanding med høj forskydning har den enorme fordel, at sonikeringsteknikken ikke inkorporerer gasser i klæbemiddelformuleringen, i stedet præsenterer ultralydbølgerne allerede gasbobler til at samle sig og flyde til den flydende overflade, hvorfra gassen let kan fjernes. Derved fremmer ultralydbehandling af afgasning og afberændelse af væsker og klæbende formuleringer. (cp. Shadlou et al., 2014)

Højtydende ultralyds dispergeringsadskillere til industrielle klæbemiddelformuleringer

Hielscher Ultrasonics designer, producerer og distribuerer højtydende ultralyds dispersers til tunge applikationer såsom fremstilling af højtydende klæbemidler, højt fyldte harpikser og nanokomponitter. Hielscher ultralydsapparater bruges over hele verden til at sprede nanomaterialer til polymerer, harpikser, belægninger og andre højtydende materialer.
Hielscher ultralyds dispergeringsmidler kan fodres via forskellige fodringsstrømme, der tilføjer forskellige materialer under kontrollerede flowforhold i den kavitationelle blandingszone. Ultralyds dispergeringsstoffer er pålidelige og effektive til behandling af lave til høje viskositeter. Afhængigt af råmaterialerne og størrelsesreduktionsmålet kan ultralydsintensiteten justeres præcist.
For at kunne behandle tyktflydende polymerpastaer, nanomaterialer og høje faste koncentrationer skal ultralydsstrækket være i stand til at producere kontinuerligt høje amplituder. Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder i kontinuerlig drift under fuld belastning. Amplituder på op til 200μm kan nemt køres i 24/7 drift. Muligheden for at betjene en ultralyds disperser ved høje amplituder og justere amplituden præcist er nødvendig for at tilpasse ultralydsprocesforholdene til formuleringen af højtydende klæbemidler, nanoforstærkede polymerblandinger og nanokomponitter.
Udover ultralydsforstærkningen er tryk en anden meget vigtig procesparameter. Under forhøjet tryk intensiveres intensiteten af ultralydkavitation og dens forskydningskræfter. Hielschers ultralydsreaktorer kan presses og derved opnå intensiverede sonikeringsresultater.
Procesovervågning og dataregistrering er vigtige for kontinuerlig processtandardisering og produktkvalitet. Pluggable tryk- og temperatursensorer overføres til ultralydsgeneratoren til overvågning og styring af ultralydsspredningsprocessen. Alle vigtige behandlingsparametre såsom ultralydsenergi (netto + total), temperatur, tryk og tid protokols automatisk og opbevares på et indbygget SD-kort. Ved at få adgang til de automatisk registrerede procesdata kan du revidere tidligere sonikeringskørsler og evaluere procesresultaterne.
En anden brugervenlig funktion er browserens fjernbetjening af vores digitale ultralydssystemer. Via fjernbetjening kan du starte, stoppe, justere og overvåge din ultralydsprocessor eksternt hvor som helst.
Kontakt os nu for at få mere at vide om vores højtydende ultralyds dispersers og deres applikationer i produktionen af højtydende klæbemidler og belægninger!
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

---