Ultraheli dispergeerija mõju inline mõõtmistele

Primaarosakeste iseloomustamiseks ja mõõtmiseks peavad osakesed olema hästi hajutatud, kuna aglomeraadid võltsivad mõõtmistulemusi. Ultraheli on usaldusväärne vahend aglomeraatide hävitamiseks ja tingimuste loomiseks, kus primaarosakesed hoitakse üksteisest piisaval kaugusel, et neid saaks tuvastada üksikute osakestena. Järgnev Sequipi uuring tutvustab Hielscheri sonikaatorite edukat kombinatsiooni Sequipi sisemiste mõõtesüsteemidega osakeste usaldusväärseks iseloomustamiseks.

Osakeste vaheliste sidumisjõudude, nt van der Waalsi jõudude tõttu kipuvad osakesed aglomeratsioonile ja agregatsioonile. Seega ühinevad mitmed (primaarsed) osakesed kokku ja moodustavad keerukama osakese (nn sekundaarsed osakesed). Aglomeratsiooni- ja agregatsiooniprotsessid mõjutavad mõõtmist märkimisväärselt järgmistel põhjustel:

• osakeste suuruse jaotuse muutused (kuna aglomeraate mõõdetakse ühe osakesena)
• vooluomaduste muutused
• materjali normaalse oleku muutused

Järelikult mõjutavad protsessi paljud muutujad, mis häirib usaldusväärset hindamist.

Osakeste mõõtmine

Sequipi PAT-andurid on välja töötatud osakeste otseseks mõõtmiseks, nii et osakeste suuruse jaotuse muutusi registreeritakse ja hinnatakse järjepidevalt. In situ PAT mõõteseadmed võimaldavad saada lisateavet uute koostiste väljatöötamisel üldise morfoloogia kohta ning kontrollida toote kvaliteeti töötlemise ajal.
Mõõtmist saab teha kohapeal laboris või inline ja protsessi käigus reaalajas, andes täpsed mõõtmistulemused sõltuvalt toote omadustest ja dünaamilisest suurusvahemikust.

Probleem:

Aglomeraadid võltsivad osakeste iseloomustamise tulemusi. Usaldusväärsete mõõtmiste jaoks tuleb vältida aglomeratsiooniprotsessi. Lihtsaim viis oleks dispergeeriva / dispergeeriva lisandi lisamine. Dispergeeriva aine kasutamine muudab siiski toote algset koostist ja järelikult ei kajasta mõõtmistulemused tegelikku suurusjaotust. Protsessi kontrollimiseks tootmise ajal on dispergeerivate lisandite kasutamine seetõttu sobimatu meetod.

Alloleval diagrammil on kujutatud polüvinüülkloriidi PVC800, mille osakeste suuruse jaotus on max 500-630 μm. Kuid aglomeratsiooni tõttu näitavad mõõtmistulemused piike 1400 μm.

Joonisel 1 on näidatud PVC 800 mõõtmine: PVC 800 näitab tavaliselt osakeste suuruse jaotust, mille piigid on umbes 500–630 μm. Siin aga mõõdetakse linnastu tõttu piike kuni 1400 μm.

Lahendus:

Protsessist sõltumatu alternatiiv on ultraheli dispergeerija paigaldamine.
Ultraheli hajutamise positiivse mõju demonstreerimiseks deagglomeeriti PVC800 suspensioon ultrahelitöötlusega. PVC800 preparaadiga klaasist keeduklaasi töödeldi ultraheli dispergeerijaga UP200S, samal ajal kui osakesi iseloomustati kohapeal Sequipi PAT-anduriga.
Ultraheli homogenisaator ühendab ultraheli lained keskkonda, mis tekitab mehaanilisi vibratsioone ja tugevaid nihkejõude. Suure võimsusega, madala sagedusega ultraheli hajutab aglomeraadid tõhusalt. Seega satuvad anduri fookusesse ainult üksikud osakesed, nii et saab mõõta osakeste tegelikku suuruse jaotust – nagu on näidatud järgmisel joonisel:

Joonis: 2 Diagramm näitab selgelt, et PVC 800 osakeste mõõtmisel ultraheliga (roheline) on osakeste suurusjaotus väiksem ja ühtlasem kui ilma ultrahelita saadud mõõtmistulemused (punane).

Kokkuvõte

On näidatud, et ultraheliuuring on piisav ja usaldusväärne vahend aglomeratsioon ja osakeste purunemine. Ultraheli hajutamist saab paindlikult rakendada igas tootmisetapis ning see tagab osakeste suuruse usaldusväärse mõõtmise ja hindamise Sequipi PAT-andurisüsteemiga.