• Nanocellulose er et højtydende additiv, der med succes anvendes som rheologi modifikator, forstærkende middel og additiv i manifold højtydende materialer og applikationer.
• De nano-strukturerede fibriller kan isoleres meget effektivt fra enhver celluloseholdig kilde ved ultralydshomogenisering og fræsning med høj effekt.
• Ved sonikering kan en højere grad af fibrillation, højere nanocelluloseudbytte og tyndere fibre opnås.
• Ultralydteknologien udmærker sig med konventionelle metoder til fremstilling af nanocellulose på grund af ekstreme kavitationshøje forskydningskræfter.

Ultralyd Fremstilling af nanocellulose

Ultrasonics med høj effekt bidrager til udvinding og isolering af mikro- og nano-cellulose fra forskellige kilder af cellulosematerialer, såsom træ, lignocellulosefibre (pulpfibre) og celluloseholdige rester.
At frigive plantefibrene fra kildematerialet, ultralyd slibning og homogenisering er en kraftfuld og pålidelig metode, der gør det muligt at behandle meget store mængder. Massen ledes ind i en inline sonoreaktor, hvor ultralydsskærende kræfter bryder cellestrukturen af ​​biomassen, således at det fibrilløse stof bliver tilgængeligt.
Figur 1 nedenfor viser et TEM billede af “Aldrig Tørret Bomuld” (NDC) indgivet til enzymatisk hydrolyse og soniceret med Hielscher's UP400S i 20 minutter. [Bittencourt et al. 2008]

TEM billede af “Aldrig Tørret Bomuld” (NDC) indgivet til enzymatisk hydrolyse og soniceret med Hielscher's UP400S i 20 minutter. [Bittencourt et al. 2008]

Figur 2 nedenfor viser et SEM-billede af en film af viskose, indgivet til den enzymatiske hydrolyse efterfulgt af sonikering med UP400S. [Bittencourt et al. 2008]

SEM-billede af en film af viskose, indgivet til den enzymatiske hydrolyse efterfulgt af sonikering med UP400S [Bittencourt et al. 2008]

Ultralyd nanocellulosebehandling kan også med succes kombineres med TEMPO-oxideret fiberbehandling. I TEMPO-processen fremstilles cellulose nanofibre ved hjælp af et oxidationssystem ved anvendelse af 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl (TEMPO) som katalysator og natriumbromid (NaBr) og natriumhypochlorit (NaOCl). Forskning har vist, at oxidationseffektiviteten er signifikant forbedret, når oxidationen udføres under ultralydsbestråling.

Ultralyd Dispersion

Nanocellulose dispersioner demonstrerer en ekstraordinær reologisk adfærd på grund af dens høje viskositet ved lave nanocellulose koncentrationer. Dette gør nanocellulose til et meget interessant additiv som rheologisk modifikator, stabilisator og geleringsmiddel til forskellige anvendelser, fx i belægningen, papir- eller fødevareindustrien. For at udtrykke sine unikke egenskaber skal nanocellulose være
Ultralyd dispergering er den ideelle metode til opnåelse af fin-størrelse, enkeltdispergeret nanocellulose. Da nanocellulose er stærkt Forskydningsfortyndende, ultralyd er den foretrukne teknologi til formulering af nanocellulose suspensioner, da koblingen af ​​høj-effekt ultralyd til væsker skaber ekstreme forskydningskræfter. (Klik her for at lære mere om ultralyd kavitation i væsker!)
Efter syntesen af ​​nanokrystallinsk cellulose er nanocellulosen ofte ultralyd spredte til et flydende medium, fx et ikke-polært eller polært opløsningsmiddel såsom dimethylformamid (DMF) til formulering af et slutprodukt (fx nanokompositter, reologisk modifikator osv.). Som CNF'er anvendes som additiver i manifoldformuleringer er en pålidelig dispersion afgørende. Ultralydning producerer stabile og ensartede dispergerede fibriller.

Industriel ultralydsbehandling

Hielscher Ultrasonics leverer kraftig og pålidelig ultralydteknologi fra små Lab ultrasonicators til bench-top systemer og fuld-commercial industrianlæg udstyr. I Hielscher's gennemstrømmende sonoreaktorer, som er tilgængelige i forskellige størrelser og geometrier, opnås optimal ultralydstilstand, da de optimerede reaktionsbetingelser påføres fokuseret og ensartet på cellulosematerialet.
Med Hielscher's ultralydbænk-top-enheder som f.eks UIP1000hdT, UIP2000hdT eller UIP4000hdT, kan flere kilo nanocellulose nemt produceres om dagen. De fulde industrielle enheder som f.eks UIP10000 og UIP16000 håndtere meget store massestrømme og give mulighed for fuld kommerciel produktion af høje produktionsmængder. Da alle Hielschers bænk og industrielle ultralydapparater kan installeres som klynger, er der stort set ingen grænse for ultralydsprocessens kapacitet.

Ultralydsbehandling: Hielscher leder dig fra gennemførlighed og optimering til kommerciel produktion!