Voks Emulsioner med Power Ultralyd
- Når voks dispergeres som nano dråber med en meget homogen fordeling, er et stabilt voksemulsioner opnået.
- Ultralyd homogenisatorer generere høje forskydningskræfter og er pålidelige og robuste systemer til at producere stabile voks nano-emulsioner.
- Hielscher Ultralyd’ med stor forskydning ultrasonicators leverer overlegne emulsioner til forskellige industrier.
Ultrasonic Wax Emulsioner
Ultralyd genererede høje forskydningskræfter levere den nødvendige energi til at producere nanostørrelse voksemulsioner, f.eks stabile paraffinvoks nanoemulsioner.
Sub-micron og nano emulsioner og dispersioner kan formuleres under anvendelse af en kombination af forskellige vokser for at opnå et bedre produkt med meget høje funktionaliteter (fx lubriaction, vandbestandighed, ridsefasthed etc.).
De høje forskydningskræfter af ultrasoniske homogenisatorer muligt at fremstille stabile klar-til-brug voks-formuleringer med partikler ved ligevægt. Ultralyd emulgering resulterer i nanostørrelse partikler og en ensartet fordeling.
Industriel ultralyd gennemstrømningssystem til produktion af voksemulsioner.
- meget små dråbestørrelser med mindre end 100 nm
- Stabile Emulsioner
- forlænget holdbarhed (mekanisk stabilitet)
- højere effektivitet
- præcis kontrol proces
Ultrasonic Paraffin nanoemulsionen
Sådan fremstille en stabil Paraffin Emulsion
Den nano-størrelse voks emulsion er formuleret fra smeltet paraffin (som olie fase), destilleret vand, og anionisk SDS som overfladeaktive. For at danne en grov forblanding homogeniseres voks, vand og overfladeaktive stoffer ved hjælp af en magnetisk omrører ved 1000 omdrejninger. Overfladeaktive stoffer (koncentration 10 mg/ml emulsion) og vand blandes derfor i et bæger og varmetil ca. 65-70ºC. Derefter er paraffinen drop-wise tilsat ved at holde en 0,2 olie-fase volumen fraktion under magnetisk omrøring.
Efter fuldstændig tilsætning af paraffinvaxen sonikeres den groft forblandede emulsion med en ultralyd bænk-top homogenisator UIP1000hdT (1000W, 20kHz) i ca. 15 min. Ultralydemulgeringsprocessen resulterer i en nano voksemulsion med en meget høj stabilitet.
overfladeaktive
Voksemulsioner kan stabiliseres ved enten en sterisk mekanisme (ved anvendelse af ikke-ioniske emulgeringsmidler) eller ved en elektrostatisk mekanisme (ved anvendelse af ioniske emulgeringsmidler, oftest anioniske). Kombination af anioniske og ikke-ioniske emulgeringsmidler giver emulsionen den optimale stabilitet, fordi vokspartikler beskyttes gennem begge stabiliseringsmekanismer. Dette kaldes den elektrosteriske stabiliseringsmekanisme.
For emulgeringen af voks, forskellige emulgatorer eller overfladeaktive midler, som kan være anioniske, kationiske eller ikke-ioniske, kan anvendes. De mest almindeligt anvendte overfladeaktive midler er fedtalkoholethoxylater såsom ikke-ioniske overfladeaktive da de tilbyder en ekstraordinær stabilitet mod hårdt vand, pH-stød og elektrolytter. Til andre særlige materialeegenskaber, forskellige andre anvendes, f.eks anioniske overfladeaktive midler til bedre hydrofobicitet eller kationiske overfladeaktive midler til bedre vedhæftning.
Bemærk: Jo mindre dråberne er, jo mere overfladeaktivt middel nødvendig for at dække dråben overflade siden V / S-forhold på kugler er følgende: S / V = 3 / R. For stigninger, x * l eller x * r i længde eller radius, stigningen i overfladearealet er x potens (x2) Og stigningen i volumen x Kubet (x3).
Formulere med Wax Emulsioner og dispersioner
Ultralyd homogenisatorer er ikke kun bruges til at danne voksemulsioner / dispersioner – de anvendes til at behandle voksemulsioner i yderligere skridt til at inkorporere emulsionen som et additiv til slutproduktet (fx belægninger, lakker, malinger, kosmetik osv).
Kraftige Ultrasonic Homogenisatorer
Hielscher Ultralyd er verdensomspændende berømte leverandør af high-power ultralyd homogenisatorer. Vores ultrasonicators kan findes i hele verden som pålidelig og robust “arbejde heste” i den kemiske, pharma, kosmetik og fødevareindustrien. Hielscher s industriel-grade ultrasonicators skabe meget høje amplituder på op til 200 um (og højere on demand) for at generere intens kavitation og høj forskydning. Som resultat, er ultrafine nano emulsioner og dispersioner med meget smalle partikelfordelinger produceret. Vores high-power ultralyd systemer hjælper dig til at opnå bedre kvalitet på dine voks formuleringer.
Robustheden af Hielscher s ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og krævende miljøer.
Partikelstørrelsesfordeling af en ultralyd produceret nanoemulsion.
| Batch Volumen | Strømningshastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 0.5 til 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml / min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 til 100 l | 2 til 10 l / min | UIP4000 |
| na | 10 til 100 l / min | UIP16000 |
| na | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg Os!
Kraftig ultralyd processor på 1,5kW UIP15000hd
Litteratur / Referencer
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
Ultrasonic Behandling: Hielscher støtter dig fra gennemførlighed og optimering til kommerciel produktion!
Fakta Værd at vide
Voks
Voks defineres som en forskelligartet klasse af organiske forbindelser, der er hydrofobe, formbare faste stoffer ved nær omgivende temperaturer. Voks er sammensat af forskellige komponenter, herunder kulbrinter (normale eller forgrenede alkanes og alkenes), ketoner, diketoner, primære og sekundære alkoholer, aldehyder, sterolestere, alkanosyre, terpener (squalene) og monoestere (voksestere). Den kemiske sammensætning af voks er kompleks og varierer, men generelt voks indeholder en relativt høj andel af alkanes og kulbrinter har lange eller meget lange kulstofkæder (fra 12 op til omkring 38 kulstofatomer). De er faste i et stort temperaturområde (fusionspunkt mellem 60°C og 100°C). Når smeltet, de bliver til en lav viskositet væske.
De er karakteriseret ved deres uopløselighed i vand, men opløselighed i organiske, ikke-polære opløsningsmidler. Voks kan skelnes i naturlige (plante-, dyreafledte), halvsyntetiske og syntetiske voksarter.
Til kommerciel produktion af voks er råolie den vigtigste kilde.
De to vigtigste petroleumsvokstyper er paraffin og mikrokrystallinske voksarter:
Parafinvoks har mest en hvid, lugtfri, smagløs, voksagtig fast konsistens med et typisk smeltepunkt mellem 46 ° C og 68 ° C og en tæthed på ca. 900 kg / m3. Den har en makrokrystallinsk struktur og er uopløselig i vand, men opløselig i ether, benzen og visse estere. Parafinvoks er afledt af råolie og indeholder mellem 20 og 40 carbonatomer.
Mikrokrystallinsk voks, også kendt som petrolatum, anvendes til manifold applikationer på grund af dets lugt, farve, olieindhold, konsistens og oliebindende egenskab.
a-olefin voks er enten syntetisk afledt af ethylen via Fischer-Tropsch-syntese med en Ziegler-Natta-katalysator eller via oligomerisering af ethylen. Alfa-olefin voks anvendes mest i smøreolie additiver, PVC smøremidler, stearinlys, olie-boring kemikalier og kosmetik.
Polyethylenvoks (PE-WAX) er en polyethylen med ultra lav molekylvægt (ULMWPE) bestående af ethylenmonomerkæder. Polypropylen voks (PP-WAX) er en syntetisk krystallinsk lavmolekylær harpiks.
Både olyethylen og polypropylen voks er homopolymerer og anvendes hovedsagelig til formulering af farvestoffer til plast.
Copolymervoks såsom derivater af ethylenvinylacetat (EVA) og ethylenacrylsyre (EAA), er vidt udbredt i formuleringerne ifølge overtræk, f.eks metalliske basiscoatinger.
Voksarter og voksadditiver er almindeligt anvendt til at låne et produkt smøring / slip, rheologi, slidstyrke, anti-blokerende / barriere, polish eller måtter, antioxiderende modstand og / eller vandafvisning.
Voksarter er en udbredt komponent i mange industrier, såsom i fremstillingen af kemikalier (f.eks fint & specialitet kemi), overtræk, maling & trykfarver, tilsætningsstoffer & modifikatorer, klæbemidler, plast & PVC, dæk & gummier, byggeri & bygning, termostatiske styreindretninger, emballage, fødevarer og kosmetik.
Naturlige voks:
- Animal Voks: bivoks, lanolin, talg, shellak, spermacet
- Vegetabilsk voks: carnauba, candelilla, soja, ricinusolie, risklidolie, laurbær, jojoba etc.
Mineralsk voks:
- Fossile Vokser: ceresin, Montan, ozocerit, tørvevoks
- Jordolievoks: paraffin, mikrokrystallinske vokser, f.eks vaseline
Syntetiseret Voks:
Syntetiske vokser: ethyleniske polymerer f.eks polyethylen & polyolether-estere; polyolefinvoks; fedtsyreamid voksarter; chlorerede naphthalener; carbonhydridtype, f.eks Fischer-Tropsch
Voks Emulsion
En voksemulsion / voksdispersion er en stabil blanding af en eller flere voksarter i vand. Som vokser og vandige væsker normalt ublandbare, overfladeaktive midler og en sofistikeret blandeproces, f.eks power ultralyd, er nødvendige for at danne en stabil emulsion af voks. I korrekte termer, skal en voksemulsion kaldes en voksdispersion som vokser er faste ved stuetemperatur. Men da voksemulsioner / dispersioner fremstilles med smeltede voks, udtrykkene “emulgering” og “Voks Emulsion” er mest almindeligt anvendes til vandige voks formuleringer, mens udtrykket “voksdispersion” hovedsagelig beskriver en opløsningsmiddelbaseret voks formulering.
Emulsion
En emulsion er en væske i flydende dispersion af to eller flere ikke-blandbare væsker.
En emulsion kan forekomme i forskellige typer: v / o, o / w, w / o / w, o / w / o
Typen af emulsion (v / o eller o / v) kan undersøges ved en fortynding test. Emulsionen kan kun fortyndes med den kontinuerlige / eksterne fase. En anden fremgangsmåde til identifikation emulsionstypen er ved ledningsevne test. Ioniske o / v-emulsioner ikke foretager, mens o / w emulsioner lede elektrisk strøm.
Til brug for den CoCl2 filtrerpapir test er et filter imprægneret med CoCl2 og tørret (blå farve). Farven på CoCl2 filtrerpapir bliver til lyserødt, når der tilsættes en o / w-emulsion.