Suure jõudlusega liimpreparaadid – Täiustatud ultraheli dispersiooniga
Suure jõudlusega liimid koosnevad epoksü-, silikoon-, polüuretaani-, polüsulfiid- või akrüülsüsteemidest, mis sisaldavad erinevaid (nano)täiteaineid ja lisaaineid, mis annavad liimile erilise jõudluse, nagu sideme tugevus, kerge kaal, vastupidavus, kuumakindlus ja jätkusuutlikkus. Suure jõudlusega liimide koostamiseks on vaja tõhusat ja usaldusväärset segamist. Kasutatakse ultraheli dispersiooni ja emulgeerimist, kombineerige erinevad komponendid ühtlaselt homogeenseteks liimisegudeks. Inline ultrahelitöötlus segab isegi kõrgeid viskoosseid materjale ja kõrgeid nano-täiteaine koormusi usaldusväärselt ja tõhusalt, tootes suurepäraseid liime.
Ultraheli suure nihkejõuga liimide hajutamiseks
Suure jõudlusega liimid pakuvad erakordset liimimistugevust, vastupidavust ja kerget kaalu. Sõltuvalt lõplikust kasutusest valmistatakse polümeerid, kopolümeerid ja mitmed lisandid välja töötatud retseptide järgi.
Ultraheli märgjahvatamine ja hajutamine on väga tõhus meetod osakeste suuruse vähendamiseks, nt TiO2 ja muud nanoosakesed
MultiSonoReactor 4x 4kW ultraheli võimsusrakenduste jaoks, näiteks nano-tugevdatud liimide tootmiseks.
Liimide ja liimide epoksü-, silikoon-, polüuretaani- ja akrüülsüsteeme toodavad formuleerijad, kes muudavad liimialust, lisades takkifikaatoreid, mineraalseid täiteaineid (talk, ränidioksiid, alumiiniumoksiid jne), fleksilisaatoreid, viskoossuse vähendajaid, värvaineid, paksendajaid, kiirendeid, adhesioonitugevdajaid jne. Need muudatused teenivad mitut eesmärki, näiteks jõudluse ja/või töötlemismugavuse parandamiseks või kulude vähendamiseks. Ultraheli kõrge nihkega dispergeerija on ideaalsed erinevate epoksüsüsteemide sõnastamiseks inline ja võimaldavad paindlikku liimide tootmist, mis on kohandatud konkreetsete rakenduste nõuetele.Ultraheli suure nihkega segistid nõudlike dispersiooni- ja emulsioonirakenduste jaoks
Suure jõudlusega ultraheli protsessorid töötavad nagu suure nihkega segisti. Äärmuslikud suure nihkega jõud tekivad ultraheli / akustilise kavitatsiooni abil ja sobivad ideaalselt partii- ja inline-emulgeerimiseks, dispersiooniks, freesimiseks, deagglomeratsiooniks ja homogeniseerimiseks. Madalaid kuni kõrgeid tahkeid kontsentratsioone ja viskoossusi saab hõlpsasti töödelda ultraheli inline dispergeerijate abil.
Nanomaterjalide ultraheli kõrge nihkega segamine liimides
Nanomaterjale, nagu süsiniknanotorud (CNT), metallilised nanoosakesed, nano-ränidioksiid, nano-savid, nanokiud ja paljud teised nanosuuruses osakesed, kasutatakse nanotugevdatud polümeeride (nanokomposiitide) tootmiseks. Nanoosakesed on tuntud oma võime poolest muuta termoreaktiivsete polümeerliimide mehaanilisi omadusi (nt jäikus, elastsus), elektrilisi omadusi (nt juhtivus), funktsionaalseid omadusi (nt läbilaskvus, klaasistumistemperatuur, moodul) ja murdumisvõimet. Lisaks sellele, et nanomaterjalid annavad erilisi suure jõudlusega omadusi, nagu sideme tugevus, vastupidavus, soodustavus, elastsus või kuumakindlus; Nanostruktuursete osakeste lisamine võib parandada ka polümeeride barjääriomadusi.
Ultraheli genereeritud akustilise kavitatsiooni kõrge nihkejõud on hästi tuntud oma võime kohta deagglomereerida ja hajutada nanoosakesi ning isegi murda primaarseid osakesi (st ultraheli freesimine). Kui neid ultraheli jõude rakendatakse nanoosakesi ja muid täiteaineid sisaldavatele polümeersetele süsteemidele, saadakse väga ühtlane preparaat. Ultraheli dispersioon on energiatõhus meetod, mis näitab vähem energiatarbimist võrreldes tavapäraste nihke-segamismeetoditega, nagu suure nihkega tera segistid, tiivikusegistid või veskid.
- Usaldusväärne ja tõhus dispersioon
- Suurepärane üldine segamistulemus
- Kiire segamine
- suure läbilaskevõimega
- nano-tugevdamine
- Degaseerimine
- Suurenenud sideme tugevus
- Kergesti võimeline töötlema kõrgeid viskoossusi
- Partii ja reas
- Riskivaba koostise testimine
- Lineaarne skaala üles
- energiatõhus
(2013) näitas, et ultraheliuuring on tõhus meetod montmorilloniidi (MMT) kihiliste struktuuride hajutamiseks ja MMT-ga tugevdatud PVA liimide arendamiseks. Ultraheli näidati usaldusväärse ja tõhusana nanoklaasi hajutamisel PVA-s madalatel (1% ja 2%) ja kõrgetel (4%) koormustel.
Uurimisrühm leidis, et "ultraheli tehnika on nanoklaasi hajutamisel väga tõhus, eriti suurte koormuste korral, vastupidiselt suure nihkekiirusega segistile. Kiire segamine võib hajutada nanoklaasi PVA-s ainult madalatel koormustel ja suurendada PVA sideme tugevust erinevates tingimustes. Kiirel segamisel on mõned puudused: PVA-emulsiooni võimalik kahjustus (segamise ajal kasutatava tugeva nihkejõu tõttu), kõrge hind ja suur energiatarbimine. Seevastu ultraheli tehnikal on minimaalne negatiivne mõju PVA emulsioonile. Lisaks on ultraheli tehnika ökonoomne, kuna ultraheli segamine võib toimuda enne PVA tootmist ja nanoklaasi sisaldavat lahust saab PVA-le lisada tootmisprotsessi ajal. Arvestades selle paberi ja meie varasema töö tulemusi ning kaaludes ultrahelitehnoloogia eeliseid kiire segamise ees, tundub nanoklaasi lisamine PVA-le tööstuslikus mastaabis teostatav ja seda saab soovitada puiduliimide tootjatele. (Kaboori et al., 2013)
Kõvendis hajutatud erinevate nanofillerite võrdlus (ultraheliuuring - USA): (a) 0,5 massiprotsenti süsiniknanokiudu (CNF); b) 0,5 massiprotsenti oksüdeeritud CNT-d
Uuring ja pilt: Zanghellini et al., 2021
Ultraheli degaseerivad mõjud liimitootmisel
Ultrahelitöötluse täiendav eelis, mis parandab oluliselt preparaadi tulemusi, on ultraheliravi degasifitseeriv toime. Kiire mehaaniline segamine (nt suure nihkega terasegistid) tekitab segus suure hulga gaasimulle, mida mõnel juhul võib isegi märgata segu heledama värvi tõttu. Ultraheli kõrge nihkega segamisel on tohutu eelis, et ultrahelitöötlustehnika ei sisalda gaase liimivormi, selle asemel on ultraheli lainete jõud juba olemas olevad gaasimullid, et ühendada ja ujuda vedelale pinnale, kust gaasi saab kergesti eemaldada. Seega soodustab ultraheliuuring vedelike ja liimipreparaatide degasifitseerimist ja õhutamist. (cp. Shadlou et al., 2014)
Suure jõudlusega ultraheli dispergeerijad tööstuslike liimipreparaatide jaoks
Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheli dispergeerijaid raskeveokite rakenduste jaoks, näiteks suure jõudlusega liimide, kõrgelt täidetud vaigude ja nanokomposiitide tootmiseks. Hielscheri ultrasonikaatoreid kasutatakse kogu maailmas nanomaterjalide hajutamiseks polümeeridesse, vaigudesse, katetesse ja muudesse suure jõudlusega materjalidesse.
Hielscheri ultraheli dispergeerijaid saab toita erinevate söötmisvoogude kaudu, lisades erinevaid materjale kontrollitud voolutingimustes kavitatsioonilisse segamistsooni. Ultraheli dispergeerijad on usaldusväärsed ja tõhusad madala kuni kõrge viskoossuse töötlemisel. Sõltuvalt toorainest ja suuruse vähendamise eesmärgist saab ultraheli intensiivsust täpselt reguleerida.
Viskoossete polümeerpastade, nanomaterjalide ja kõrgete tahkete kontsentratsioonide töötlemiseks peab ultraheli dispergeerija olema võimeline tootma pidevalt kõrgeid amplituudi. Hielscheri ultraheli’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pidevas töös täiskoormusel pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti käivitada 24/7 operatsioonis. Võimalus kasutada ultraheli dispergeerijat suure amplituudiga ja amplituudi täpseks reguleerimiseks on vajalik ultraheli protsessi tingimuste kohandamiseks suure jõudlusega liimide, nano-tugevdatud polümeersegude ja nanokomposiitide koostamisega.
Lisaks ultraheli amplituudile on rõhk veel üks väga oluline protsessi parameeter. Kõrgendatud rõhu all intensiivistub ultraheli kavitatsiooni intensiivsus ja selle nihkejõud. Hielscheri ultraheli reaktoreid saab survestada, saades seeläbi intensiivsemaid ultrahelitöötluse tulemusi.
Protsesside jälgimine ja andmete salvestamine on olulised protsesside pideva standardimise ja toote kvaliteedi jaoks. Ühendatav rõhu- ja temperatuuriandurite juhe ultraheli generaatoriga ultraheli dispersiooniprotsessi jälgimiseks ja juhtimiseks. Kõik olulised töötlemisparameetrid, nagu ultraheli energia (neto + kokku), temperatuur, rõhk ja aeg, protokollitakse automaatselt ja salvestatakse sisseehitatud SD-kaardile. Automaatselt salvestatud protsessiandmetele juurde pääsedes saate vaadata varasemaid ultrahelitöötluse käike ja hinnata protsessi tulemusi.
Teine kasutajasõbralik funktsioon on meie digitaalsete ultraheli süsteemide brauseri kaugjuhtimispult. Brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu saate oma ultraheli protsessorit käivitada, peatada, reguleerida ja jälgida eemalt kõikjalt.
Võtke meiega kohe ühendust, et saada lisateavet meie suure jõudlusega ultraheli dispergeerijate ja nende rakenduste kohta suure jõudlusega liimide ja katete tootmisel!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Shadlou, Shahin; Ahmadi Moghadam, Babak; Taheri, Farid (2014): Nano-Enhanced Adhesives. Reviews of Adhesion and Adhesives 2, 2014. 371-412.
- Zanghellini, B.; Knaack, P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
- Hielscher, Thomas (2007): Ultrasonic Production of Nano-Size Dispersions and Emulsions. European Nano Systems 2005, Paris, France, 14-16 December 2005.
Faktid, mida tasub teada
Suure jõudlusega liimid ja liimid
Suure jõudlusega liime, liime ja superliime kasutatakse mitmesugustes tööstusharudes. Suure jõudlusega liimide oluline eelis on nende erakordne liimimistugevus ja kerge kaal. Suure jõudlusega liime kasutatakse laialdaselt ehituses, auto- ja kosmosetööstuses, meditsiiniseadmete, toorainetoodete ja jalatsite tootmisel paljude muude kaupade hulgas.
Polümeerid on liimides kasutatav alusmaterjal. Tavaliselt kasutatavate polümeeride hulka kuuluvad polüestrid, kopolüester, kopolüamiidelastomeerid, polüoolid ja polüuretaan (PU).
Iga tööstusharu ja rakenduse jaoks on saadaval spetsiaalsed kohandatud omadustega liimid. Näiteks kasutatakse toidu pakendamiseks sageli veepõhiseid lamineerimisliimisüsteeme, samas kui termoplastseid polüuretaanipõhiseid suure jõudlusega liime kasutatakse laialdaselt jalatsites. Formuleerimistehnoloogia põhjal võib suure jõudlusega liimid jagada neljaks peamiseks lahustipõhiseks, veepõhiseks, kuumsulatiks ja UV-kõvenemiseks. Ultraheli dispersiooni ja emulgeerimist kasutatakse kõigi nende tootmiseks suure jõudlusega liimitüüpide jaoks.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.