ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવનાં ફોર્મ્યુલેશન – અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ દ્વારા સુધારેલાં

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવ ઇપોક્સી, સિલિકોન, પોલિયુરેથીન, પોલિસલ્ફાઇડ અથવા એક્રિલિક પ્રણાલીઓમાંથી બને છે, જેમાં વિવિધ (નેનો-)પૂરકો અને ઉમેરણો હોય છે. આ ઘટકો એડહેસિવને બંધન મજબૂતાઈ, ઓછું વજન, ટકાઉપણું, ઉષ્મા પ્રતિકાર અને પર્યાવરણીય ટકાઉપણું જેવા વિશિષ્ટ ગુણધર્મો આપે છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવનાં ફોર્મ્યુલેશન તૈયાર કરવા માટે કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય મિશ્રણ જરૂરી છે. વિવિધ ઘટકોને એકસરખી રીતે ભેળવીને સમાંગી એડહેસિવ મિશ્રણો બનાવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ અને ઇમલ્સીકરણનો ઉપયોગ થાય છે. ઇનલાઇન સોનિકેશન ઊંચી શ્યાનતાવાળી સામગ્રી અને નેનો-પૂરકોની ઊંચી માત્રાને પણ વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ રીતે ભેળવીને શ્રેષ્ઠ એડહેસિવ બનાવે છે.

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવના વિખેરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ કર્તન બળો

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવ અસાધારણ બંધન મજબૂતાઈ, ટકાઉપણું અને ઓછું વજન પ્રદાન કરે છે. અંતિમ ઉપયોગના આધારે, વિગતવાર વિકસાવેલી બનાવટની પદ્ધતિઓ અનુસાર પોલિમર, કોપોલિમર અને અનેક ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરીને ફોર્મ્યુલેશન તૈયાર કરવામાં આવે છે.

એડહેસિવ અને ગુંદર માટેની ઇપોક્સી, સિલિકોન, પોલિયુરેથીન અને એક્રિલિક પ્રણાલીઓ ફોર્મ્યુલેશન નિષ્ણાતો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. તેઓ ચીકાશ વધારનારા પદાર્થો, ખનિજ પૂરકો (ટેલ્ક, સિલિકા, એલ્યુમિના વગેરે), લવચીકતા વધારનારા પદાર્થો, શ્યાનતા ઘટાડનારા પદાર્થો, રંગદ્રવ્યો, ઘટ્ટતા વધારનારા પદાર્થો, પ્રવેગકો, આસંજન વધારનારા પદાર્થો વગેરે ઉમેરીને એડહેસિવના આધાર પદાર્થમાં ફેરફાર કરે છે. આ ફેરફારો કાર્યક્ષમતા અને/અથવા પ્રક્રિયાની સરળતા વધારવા અથવા ખર્ચ ઘટાડવા જેવા અનેક હેતુઓ પૂરા કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ કર્તન વિખેરકો વિવિધ ઇપોક્સી પ્રણાલીઓનાં ફોર્મ્યુલેશન ઇનલાઇન તૈયાર કરવા માટે આદર્શ છે અને ચોક્કસ ઉપયોગોની જરૂરિયાતોને અનુરૂપ એડહેસિવનું લવચીક રીતે ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

પડકારજનક વિખેરણ અને ઇમલ્શન ઉપયોગો માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ કર્તન મિશ્રકો

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો ઉચ્ચ કર્તન મિશ્રકની જેમ કાર્ય કરે છે. અત્યંત ઊંચાં કર્તન બળો અલ્ટ્રાસોનિક / ધ્વનિક કેવિટેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને બેચ તથા ઇનલાઇન ઇમલ્સીકરણ, વિખેરણ, દળણ, કણસમૂહોનું વિઘટન અને સમાનાંગીકરણના ઉપયોગો માટે આદર્શ છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇનલાઇન વિખેરકોનો ઉપયોગ કરીને નીચીથી ઊંચી ઘન સાંદ્રતા અને શ્યાનતા ધરાવતી સામગ્રીની પ્રક્રિયા સરળતાથી કરી શકાય છે.

એડહેસિવમાં નેનોસામગ્રીનું અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ કર્તન મિશ્રણ

નેનો-પ્રબલિત પોલિમર (નેનોકોમ્પોઝિટ) બનાવવા માટે કાર્બન નેનોટ્યુબ (CNTs), ધાત્વિક નેનોકણો, નેનો-સિલિકા, નેનો-માટી, નેનોતંતુઓ અને નેનોકદના અન્ય ઘણા કણો જેવી નેનોસામગ્રીનો ઉપયોગ થાય છે. નેનોકણો થર્મોસેટ પોલિમર એડહેસિવના યાંત્રિક ગુણધર્મો (દા.ત., દૃઢતા, સ્થિતિસ્થાપકતા), વિદ્યુત ગુણધર્મો (દા.ત., વાહકતા), કાર્યાત્મક ગુણધર્મો (દા.ત., પારગમ્યતા, કાચ સંક્રમણ તાપમાન, મોડ્યુલસ) અને ભંગ દરમિયાનના વર્તનને બદલવાની તેમની ક્ષમતા માટે જાણીતા છે. નેનોસામગ્રી બંધન મજબૂતાઈ, ટકાઉપણું, conduciveness, સ્થિતિસ્થાપકતા અથવા ઉષ્મા પ્રતિકાર જેવા વિશિષ્ટ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા ગુણધર્મો આપે છે એટલું જ નહીં; નેનોસંરચિત કણોનો ઉમેરો પોલિમરના અવરોધક ગુણધર્મોને પણ સુધારી શકે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન થયેલા ધ્વનિક કેવિટેશનનાં ઉચ્ચ કર્તન બળો નેનોકણોના સમૂહોનું વિઘટન કરવાની, નેનોકણોને વિખેરવાની અને પ્રાથમિક કણોને પણ તોડવાની તેમની ક્ષમતા માટે જાણીતા છે (એટલે કે, અલ્ટ્રાસોનિક દળણ). જ્યારે આ અલ્ટ્રાસોનિક બળો નેનોકણો અને અન્ય પૂરકો ધરાવતી પોલિમર પ્રણાલીઓ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ખૂબ જ એકસમાન ફોર્મ્યુલેશન પ્રાપ્ત થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ ઊર્જા-કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે, જે ઉચ્ચ કર્તન બ્લેડ મિશ્રકો, ઇમ્પેલર મિશ્રકો અથવા મિલો જેવી પરંપરાગત કર્તન-મિશ્રણ પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં ઓછી ઊર્જા વાપરે છે.

આ વિડિયોમાં અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર (UP400St, Hielscher Ultrasonics) વડે 250mL ઇપોક્સી રેઝિન (Toolcraft L)માં ગ્રેફાઇટનું અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ અને વિખેરણ દર્શાવ્યું છે. Hielscher Ultrasonics પ્રયોગશાળામાં અથવા મોટા પાયાની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં ગ્રેફાઇટ, ગ્રેફીન, કાર્બન નેનોટ્યુબ, નેનોવાયર અથવા પૂરકોનું વિખેરણ કરવા માટેનાં સાધનો બનાવે છે. કાર્યાત્મક સમૂહોના સંયોજનની પ્રક્રિયા દરમિયાન નેનોસામગ્રી અને સૂક્ષ્મસામગ્રીનું વિખેરણ કરવું અથવા તેમને રેઝિન કે પોલિમરમાં વિખેરવી એ તેના સામાન્ય ઉપયોગો છે.

Kaboori et al. (2013) એ દર્શાવ્યું કે મોન્ટમોરિલોનાઇટ (MMT) ની સ્તરીય રચનાઓનું વિખેરણ કરવા અને MMT વડે પ્રબલિત PVA એડહેસિવ વિકસાવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન એક અસરકારક પદ્ધતિ છે. PVA માં નેનોક્લેના ઓછા (1% અને 2%) અને ઊંચા (4%) પ્રમાણમાં વિખેરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું.
સંશોધન ટીમને જાણવા મળ્યું કે “ઉચ્ચ કતરણ ગતિ ધરાવતા મિક્સરથી વિપરીત, અલ્ટ્રાસોનિક તકનીક ખાસ કરીને નેનોક્લેનું પ્રમાણ ઊંચું હોય ત્યારે તેનું વિખેરણ કરવામાં ખૂબ જ કાર્યક્ષમ છે. ઊંચી ગતિએ મિશ્રણ કરવાથી PVA માં નેનોક્લેનું વિખેરણ માત્ર ઓછા પ્રમાણમાં જ થઈ શક્યું હતું અને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં PVA ની બંધન મજબૂતી વધી હતી. ઊંચી ગતિએ મિશ્રણ કરવાના કેટલાક ગેરલાભ છે: PVA ઇમલ્શનને સંભવિત નુકસાન (મિશ્રણ દરમિયાન વપરાતા પ્રબળ કતરણ બળને કારણે), ઊંચો ખર્ચ અને ઊંચો ઊર્જા વપરાશ. તેની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિકેશન તકનીકની PVA ઇમલ્શન પર લઘુતમ નકારાત્મક અસર થાય છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિકેશન તકનીક આર્થિક છે, કારણ કે અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ PVA ના ઉત્પાદન પહેલાં કરી શકાય છે અને નેનોક્લે ધરાવતું દ્રાવણ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન PVA માં ઉમેરી શકાય છે. આ સંશોધનપત્ર અને અમારા અગાઉના કાર્યમાંથી પ્રાપ્ત પરિણામોને ધ્યાનમાં લેતાં અને ઊંચી ગતિએ મિશ્રણ કરવાની પદ્ધતિની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશન તકનીકના ફાયદાઓને ધ્યાનમાં લેતાં, ઔદ્યોગિક સ્તરે PVA માં નેનોક્લે ઉમેરવાનું શક્ય જણાય છે અને લાકડા માટેના એડહેસિવના ઉત્પાદકોને તેની ભલામણ કરી શકાય છે.” (Kaboori et al., 2013)

એડહેસિવના ઉત્પાદનમાં અલ્ટ્રાસોનિક વાયુનિષ્કાસનની અસરો

સોનિકેશનનો એક વધારાનો ફાયદો, જે ફોર્મ્યુલેશનનાં પરિણામોમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે, તે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારની વાયુનિષ્કાસન અસર છે. ઊંચી ગતિએ યાંત્રિક હલાવવાથી (દા.ત., ઉચ્ચ કતરણવાળા બ્લેડ મિક્સર દ્વારા) મિશ્રણમાં મોટી સંખ્યામાં વાયુના પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે, જે કેટલાક કિસ્સાઓમાં મિશ્રણનો રંગ વધુ આછો થવાને કારણે પણ ધ્યાનમાં આવી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઉચ્ચ કતરણ મિશ્રણનો ખૂબ મોટો ફાયદો એ છે કે સોનિકેશન તકનીક એડહેસિવ ફોર્મ્યુલેશનમાં વાયુઓ ભેળવતી નથી; તેના બદલે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો પહેલેથી હાજર વાયુના પરપોટાઓને એકબીજામાં ભળી જવા અને તરતા પ્રવાહીની સપાટી પર આવવા માટે પ્રેરિત કરે છે, જ્યાંથી વાયુને સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે. આમ, અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રવાહીઓ અને એડહેસિવ ફોર્મ્યુલેશનમાંથી વાયુઓ તથા હવા દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે. (સરખાવો: Shadlou et al., 2014)

ઔદ્યોગિક એડહેસિવ ફોર્મ્યુલેશન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સ

Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવ, ફિલર્સનું ઊંચું પ્રમાણ ધરાવતા રેઝિન અને નેનોકમ્પોઝિટ્સના ઉત્પાદન જેવા ભારે કાર્યભારવાળા ઉપયોગો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સની રચના, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે. પોલિમર, રેઝિન, કોટિંગ્સ અને અન્ય ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી સામગ્રીઓમાં નેનોસામગ્રીઓનું વિખેરણ કરવા માટે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનો વિશ્વભરમાં ઉપયોગ થાય છે.
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સરોમાં વિવિધ પુરવઠા પ્રવાહો દ્વારા સામગ્રી પહોંચાડી શકાય છે, જે નિયંત્રિત પ્રવાહની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ વિવિધ સામગ્રીઓને કવિટેશનવાળા મિશ્રણ ક્ષેત્રમાં ઉમેરે છે. ઓછીથી વધુ શ્યાનતા ધરાવતી સામગ્રીઓની પ્રક્રિયા કરવામાં અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સરો વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ છે. કાચી સામગ્રી અને કદ ઘટાડવાના લક્ષ્યના આધારે અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતાને ચોકસાઈપૂર્વક સમાયોજિત કરી શકાય છે.
શ્યાન પોલિમર પેસ્ટ, નેનોસામગ્રીઓ અને ઘન પદાર્થની ઊંચી સાંદ્રતા ધરાવતી સામગ્રીઓની પ્રક્રિયા કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર સતત ઊંચા કંપનવિસ્તાર ઉત્પન્ન કરવા સક્ષમ હોવું જરૂરી છે. Hielscher Ultrasonics ના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો સંપૂર્ણ ભાર હેઠળ સતત કામગીરી દરમિયાન ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર આપી શકે છે. 24/7 કામગીરીમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સાથે સરળતાથી કામ કરી શકાય છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવ્સ, નેનોસામગ્રીથી પ્રબલિત પોલિમર મિશ્રણો અને નેનોકોમ્પોઝિટ્સના ફોર્મ્યુલેશનને અનુરૂપ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ ગોઠવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સરને ઊંચા કંપનવિસ્તાર પર ચલાવવાનો અને કંપનવિસ્તારને ચોકસાઈપૂર્વક સમાયોજિત કરવાનો વિકલ્પ જરૂરી છે.
અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર ઉપરાંત દબાણ પણ પ્રક્રિયાનું એક ખૂબ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. વધેલા દબાણ હેઠળ અલ્ટ્રાસોનિક કવિટેશનની તીવ્રતા અને તેનાં કર્તન બળો વધે છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરોને દબાણ હેઠળ ચલાવી શકાય છે, જેનાથી સોનિકેશનનાં વધુ તીવ્ર પરિણામો મેળવી શકાય છે.
સતત પ્રક્રિયા માનકીકરણ અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તા માટે પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ અને ડેટાની નોંધણી મહત્વપૂર્ણ છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ કરવા માટે પ્લગ દ્વારા જોડી શકાય તેવા દબાણ અને તાપમાન સેન્સરોને તાર વડે અલ્ટ્રાસોનિક જનરેટર સાથે જોડવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જા (ચોખ્ખી + કુલ), તાપમાન, દબાણ અને સમય જેવાં પ્રક્રિયાનાં તમામ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણોની આપમેળે નોંધણી થાય છે અને તેમને ઉપકરણમાં સમાવિષ્ટ SD-card પર સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે. આપમેળે નોંધાયેલા પ્રક્રિયાના ડેટાને ઍક્સેસ કરીને તમે અગાઉ કરેલી સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓની સમીક્ષા કરી શકો છો અને પ્રક્રિયાનાં પરિણામોનું મૂલ્યાંકન કરી શકો છો.
અમારી ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોની બીજી એક વપરાશકર્તા માટે સરળ સુવિધા બ્રાઉઝર દ્વારા દૂરસ્થ નિયંત્રણ છે. બ્રાઉઝર દ્વારા દૂરસ્થ નિયંત્રણ વડે તમે કોઈપણ સ્થળેથી તમારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરને દૂરથી શરૂ અને બંધ કરી શકો છો, તેની ગોઠવણો સમાયોજિત કરી શકો છો અને તેનું નિરીક્ષણ કરી શકો છો.
અમારા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સરો અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા એડહેસિવ્સ તથા કોટિંગ્સના ઉત્પાદનમાં તેમના ઉપયોગો વિશે વધુ જાણવા માટે હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો!
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:

---

આ વિડિયોમાં અમે આપને પર્જ કરી શકાય તેવા કેબિનેટમાં ઇનલાઇન કામગીરી માટેની 2 કિલોવોટની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલી દર્શાવીએ છીએ. Hielscher રાસાયણિક ઉદ્યોગ, ઔષધનિર્માણ, સૌંદર્યપ્રસાધન, પેટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ તથા દ્રાવક આધારિત નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ સહિત લગભગ તમામ ઉદ્યોગોને અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો પૂરાં પાડે છે. પર્જ કરી શકાય તેવું આ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કેબિનેટ જોખમી વિસ્તારોમાં કામગીરી માટે રચાયેલું છે. આ હેતુ માટે, જ્વલનશીલ વાયુઓ અથવા બાષ્પ કેબિનેટમાં પ્રવેશે તે અટકાવવા ગ્રાહક આ સીલબંધ કેબિનેટને નાઇટ્રોજન અથવા તાજી હવાથી પર્જ કરી શકે છે.