Resinas con alto contenido de cargas producidas mediante ultrasonidos de potencia

La dispersión ultrasónica permite incorporar nanocargas a las resinas de forma eficiente y homogénea. Los dispersores ultrasónicos pueden procesar fácilmente altas concentraciones de sólidos para producir resinas con alto contenido de cargas y una distribución uniforme de las partículas. La sonicación es compatible con todo tipo de resinas, polímeros y cargas convencionales.

Resinas y polímeros con cargas

Las resinas y los polímeros con cargas se utilizan ampliamente en la fabricación industrial de recubrimientos, pinturas y materiales plásticos de alto rendimiento, así como en la ciencia de los materiales. Estas mezclas, conocidas como compuestos, están formadas por resinas o polímeros, aditivos y cargas. Los aditivos son componentes, como estabilizantes y cargas, que confieren características especiales al material compuesto. Por ejemplo, las cargas de nanopartículas pueden reforzar un material compuesto al aportar a la resina resistencia a la tracción, resistencia al rayado, resistencia a la radiación UV, durabilidad térmica o ductilidad. Los estabilizantes se utilizan para mantener la composición de una formulación de resina a lo largo del tiempo y en diversas condiciones. Una resina con alto contenido de cargas obtiene sus propiedades específicas de los tipos concretos de cargas y aditivos utilizados. En particular, las partículas de tamaño nanométrico son conocidas por sus características únicas y su excelente capacidad de refuerzo. Las cargas funcionales son un ingrediente esencial de los materiales de alto rendimiento. Para incorporar estas cargas como partículas de alta funcionalidad en resinas y materiales compuestos de matriz polimérica, es esencial mezclarlas en el material compuesto como partículas dispersadas individualmente. La dispersión ultrasónica aplica intensas fuerzas de cizallamiento generadas por la cavitación, que desaglomeran y muelen las partículas hasta la escala nanométrica dentro de las resinas y los polímeros. Los dispersores ultrasónicos procesan fácilmente materiales de alta viscosidad y con alto contenido de sólidos. Como resultado, producen resinas con alto contenido de cargas de calidad superior.

Las resinas y los materiales compuestos con cargas producidos mediante ultrasonidos ofrecen propiedades superiores gracias a la dispersión uniforme de las cargas a escala nanométrica. Al combinar la resina con cargas funcionales mediante dispersión ultrasónica de alto rendimiento, el material compuesto resultante presenta una excelente resistencia y prestaciones como refuerzo con fibras, conductividad eléctrica y térmica, propiedades ópticas y ductilidad.
Los dispersores ultrasónicos pueden utilizarse para producir concentrados maestros de resinas, polímeros y otros materiales compuestos con alto contenido de cargas, que destacan por su alto rendimiento.

Producción ultrasónica de resinas con alto contenido de cargas

Los dispersores ultrasónicos son conocidos por su extraordinaria capacidad para procesar nanopartículas de alta funcionalidad. Los sonicadores de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics proporcionan de forma fiable amplitudes elevadas, necesarias para dispersar y desaglomerar uniformemente los nanomateriales en una suspensión. La elevada abrasividad y las altas concentraciones de sólidos no suponen ningún problema. Con nuestros reactores ultrasónicos de flujo continuo, incluso los materiales de alta viscosidad y consistencia pastosa se procesan con la máxima eficiencia y fiabilidad. Por ello, los dispersores ultrasónicos son ideales para producir resinas y materiales compuestos con alto contenido de cargas.
Los dispersores ultrasónicos pueden procesar cualquier tipo de resina y polímero, como resinas epoxi, resinas de poliéster, ésteres vinílicos, polímeros y biopolímeros, pinturas y recubrimientos.
Puede añadirse cualquier tipo de aditivo y carga funcional para producir el material compuesto de acuerdo con su formulación. Entre las cargas y los aditivos utilizados habitualmente en resinas con cargas se encuentran nanopartículas de alto rendimiento como CNTs, TiO2, SiO2, BaSO4, grafeno, óxido de grafeno, nanoplaquetas de Al2O3 (corundrum), pigmentos de color, etc.
Estas cargas y aditivos se incorporan a las resinas para conferirles características superiores, como resistencia al rayado, resistencia a la tracción, resistencia a la radiación UV, brillo, ductilidad, propiedades ópticas, etc. La dispersión ultrasónica permite obtener prestaciones excepcionales del material compuesto de forma fiable y reproducible.

La molienda en húmedo y la dispersión ultrasónicas son un método muy eficiente para reducir el tamaño de las partículas, por ejemplo, de TiO₂

Fabricación por encargo de resinas con alto contenido de cargas mediante ultrasonidos

Hielscher Ultrasonics ofrece servicios de fabricación por encargo o bajo contrato de resinas con alto contenido de cargas. Utilizamos nuestros dispersores ultrasónicos industriales de alta potencia para producir resinas con cargas de alto rendimiento adaptadas a las necesidades de nuestros socios contractuales.

Además, ofrecemos a granel resinas epoxi estándar con cargas, en las que se han incorporado uniformemente CNTs, TiO2, SiO2 o grafeno en diversas concentraciones mediante dispersión ultrasónica. ¡Solicite más información sobre nuestras resinas con alto contenido de cargas y nuestros servicios de fabricación por encargo!

Dispersores ultrasónicos de alta potencia para la producción de resinas con cargas

Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica y distribuye dispersores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones exigentes, como la fabricación de resinas y materiales compuestos con alto contenido de cargas. Los sonicadores de Hielscher se utilizan en todo el mundo para dispersar nanomateriales en resinas, polímeros, pinturas y otros materiales de alto rendimiento.
Los procesadores ultrasónicos industriales de Hielscher Ultrasonics pueden proporcionar amplitudes muy elevadas de forma continua. Pueden funcionar fácilmente con amplitudes de hasta 200 µm en régimen 24/7. La posibilidad de utilizar un dispersor ultrasónico a amplitudes elevadas y de ajustar la amplitud con precisión es necesaria para adaptar las condiciones del proceso ultrasónico a la formulación de las resinas y los materiales compuestos con cargas.
Otro parámetro importante del proceso es la presión. A presiones elevadas, aumentan la intensidad de la cavitación ultrasónica y sus fuerzas de cizallamiento. Los reactores ultrasónicos de Hielscher pueden presurizarse. Un sensor de presión enchufable se conecta mediante un cable al generador ultrasónico, donde los parámetros de procesamiento, como la energía ultrasónica, la temperatura, la presión y el tiempo, se almacenan automáticamente en una tarjeta SD integrada.
La supervisión del proceso y el registro de datos son importantes para la estandarización continua del proceso y la calidad del producto. Al acceder a los datos del proceso registrados automáticamente, puede revisar tratamientos de sonicación anteriores y evaluar sus resultados.
Otra función que facilita el manejo es el control remoto de nuestros sistemas ultrasónicos digitales mediante un navegador. Este control permite iniciar, detener, ajustar y supervisar su procesador ultrasónico a distancia desde cualquier lugar.

La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros sonicadores: