Dispergering af bentonit med ultralyd

• Bentonitler, såsom natriumbentonit, calciumbentonit og kaliumbentonit, anvendes hovedsageligt som tilsætningsstof til borevæsker, bindemiddel, rensemiddel, adsorbent og som grundvandsbarriere.
• På grund af stærke bindinger og van der Waals-kræfter kræver dispergering af bentonit intense blandekræfter for at bryde agglomeraterne ensartet op.
• Dispergering med ultralyd er en meget pålidelig metode til at fremstille højviskøse suspensioner med en høj koncentration af faststof. Ultralyd overgår dermed konventionelle omrørere ved fremstilling af homogene bentonitsuspensioner.

Dispergering af bentonit

Bentonit har mange anvendelser, eksempelvis som smøremiddel, fortykningsmiddel eller adsorbent. For at udnytte bentonittens materialeegenskaber skal bentonitpartiklerne/pladerne være ensartet fordelt i et basismedium. Bentonitdispersioner har en høj kvældningskapacitet og kan adsorbere store mængder væske. Når bentonit dispergeres i en væske, danner bentonitdispersionen en stærkt tiksotrop kolloid suspension eller gel. Bentonitdispersioners kolloide egenskaber afhænger i høj grad af dispersionens kvalitet. Derfor er sonikering den foretrukne dispergeringsteknik til fremstilling af bentonitsuspensioner af høj kvalitet.

Dispergering af bentonit med ultralyd (udført med ultralydsblanderen UIP2000hdT)

Problemer

Konventionelle dispergeringsmetoder kan ofte ikke frembringe de intense forskydningskræfter, der er nødvendige for at fremstille en homogen suspension af funktionaliseret bentonit. Bentonittens tiksotropi og dens usædvanlige evne til at binde vand og kvælde kræver dispergeringsudstyr, der er bedre end gennemsnittet, og som udmærker sig ved håndtering af højviskøse suspensioner og giver tilstrækkelig forskydning til at bryde agglomeraterne op.
Bentonitdispersionens viskositet stiger med stigende koncentration. Konventionelt blandeudstyr kan ikke håndtere de tykke suspensioner, hvilket giver utilstrækkelig kvalitet af dispergering og hydrering .
På grund af den utilstrækkelige blandekapacitet skal konventionelle dispergeringsapparater kombineres med yderligere procestrin, f.eks. formaling.

Løsning

Ultralydsudstyr med høj effekt leverer intense forskydningskræfter , der let bryder bindingerne mellem bentonitpartiklerne. Højviskøse bentonitsuspensioner kan behandles homogent ved at føre suspensionen gennem et ultralydsreaktorkammer, hvor partiklerne deagglomereres og dispergeres til en ensartet partikelstørrelse. Den intense omrøring og forskydning hjælper med at reducere partiklerne til den tilsigtede partikelstørrelse. Kraftig sonikering delaminerer og eksfolierer bentonitten (montmorillonitten), hvilket giver et stort partikeloverfladeareal, der bidrager til forbedret kvældning og funktionalisering af bentonitten.

Dispergering af ler med ultralyd

Sådan virker det: Meget intense ultralydskræfter, der induceres i væsker, skaber kavitation. Ultralydsinduceret kavitation kommer til udtryk som ren forskydning. Derfor er ultralydsteknologien til blanding og dispergering ideel til fremstilling af tiksotrope suspensioner med et meget højt partikelindhold.
På grund af den intense forskydning gør ultralyd det muligt effektivt at dispergere ler til suspensioner. Da sonikering udføres som en kontinuerlig inlineproces, selv højviskøse suspensioner såsom boremudder, bitumenemulsioner, latex eller maling.

Hielscher Ultrasonics er din partner, når det gælder pålidelig ultralydsbehandling. Vi tilbyder hele sortimentet af ultralydshomogenisatorer – fra laboratorieapparatet til industrielt ultralydsudstyr til krævende anvendelser såsom formaling, deagglomerering og dispergering. Med klynger af UIP10000 eller UIP16000 er der praktisk talt ingen grænse for kommerciel behandling af selv meget store volumenstrømme, herunder højviskøst, pastaagtigt materiale.