નેનોફિલર્સ સાથે વાર્નિશ કેવી રીતે મિશ્રિત કરવું

વાર્નિશના ઉત્પાદન માટે શક્તિશાળી મિશ્રણ ઉપકરણોની જરૂર પડે છે, જે નેનોકણો અને વર્ણકોને સંભાળી શકે અને તેમને ફોર્મ્યુલેશનમાં એકસરખી રીતે વિખેરી શકે. અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ અત્યંત કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય વિખેરણ તકનીક છે, જે પોલિમર્સમાં નેનોકણોનું સમાન વિતરણ પ્રદાન કરે છે.

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સર્સ વડે વાર્નિશનું ઉત્પાદન

વાર્નિશને સ્વચ્છ, પારદર્શક, કઠોર રક્ષણાત્મક આવરણ અથવા પાતળા પડ તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, જે રેઝિન્સ (દા.ત., એક્રિલિક, પોલિયુરેથીન, આલ્કિડ, શેલેક), સુકાતું તેલ, ધાતુ આધારિત શુષ્કનકારક અને બાષ્પશીલ દ્રાવકો (દા.ત., નેપ્થા, મિનરલ સ્પિરિટ અથવા થિનર)માંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. વાર્નિશ સુકાય ત્યારે તેમાં રહેલું દ્રાવક બાષ્પીભવન પામે છે અને બાકીના ઘટકોનું ઓક્સિડેશન અથવા પોલિમરાઇઝેશન થઈને ટકાઉ પારદર્શક પડ બને છે. વાર્નિશનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લાકડાની સપાટીઓ, ચિત્રો અને વિવિધ સુશોભન વસ્તુઓ માટે રક્ષણાત્મક આવરણ તરીકે થાય છે, જ્યારે UV વડે ક્યોર થતા વાર્નિશનો ઉપયોગ વાહનોનાં આવરણો, સૌંદર્યપ્રસાધનો, ખાદ્યપદાર્થો, વિજ્ઞાન અને અન્ય શાખાઓમાં થાય છે.

વાર્નિશમાં નેનોસિલિકાનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ

અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણનું એક સામાન્ય ઉદાહરણ કોલોઇડલ સિલિકાનો સમાવેશ કરવાનું છે, જે સામાન્ય રીતે વાર્નિશને થિક્સોટ્રોપિક ગુણધર્મો આપવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, નેનોસિલિકા ભરેલું પોલિઈથરઇમાઇડ વાર્નિશ પ્રમાણભૂત વાર્નિશની સરખામણીમાં ત્રીસ ગણા સુધી વધુ આયુષ્ય દર્શાવે છે. નેનોસિલિકા વાર્નિશના વિદ્યુત વાહકતા, DC અને AC પરાવૈદ્યુત સામર્થ્ય તથા બંધન સામર્થ્ય જેવા ગુણધર્મોને સુધારે છે. તેથી વિદ્યુત વાહક આવરણોના ઉત્પાદન માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.
અન્ય સિલિકેટ ખનિજો, વોલાસ્ટોનાઇટ, ટાલ્ક, અભ્રક, કેઓલિન, ફેલ્ડસ્પાર અને નેફેલિન સાયેનાઇટ સસ્તા ફિલર્સ છે અને તેમનો કહેવાતા એક્સ્ટેન્ડર વર્ણકો તરીકે વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. તેમને આવરણોની રિયોલોજી (શ્યાનતા), અવસાદન સ્થિરતા અને પડની મજબૂતાઈમાં ફેરફાર કરવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.

નેનોફિલરના વિખેરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની સંશોધન દ્વારા સાબિત થયેલી શ્રેષ્ઠતા

Monteiro અને સહલેખકો (2014)એ ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ (TiO2, એનાટેઝ)નું વિખેરણ કરવાની કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં સામાન્ય વિખેરણ તકનીકોની – એટલે કે રોટર-સ્ટેટર મિક્સર, Cowles ઇમ્પેલર અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ-પ્રકારના ડિસ્પર્સરની – સરખામણી કરી હતી. પરંપરાગત Na-PAA પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરીને પાણીમાં નેનોકણોનું વિખેરણ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન સૌથી કાર્યક્ષમ હોવાનું જણાયું હતું અને તે રોટર-સ્ટેટર અથવા Cowles ઇમ્પેલર વડે મિશ્રણ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ચડિયાતું સાબિત થયું હતું.
અભ્યાસની વિગતો: નેનો-TiO2ના કણસમૂહોનું સારી રીતે વિઘટન થયેલું જલીય નિલંબન તૈયાર કરવામાં સૌથી અસરકારક તકનીક ઓળખવા માટે વિવિધ વિખેરણ તકનીકોની સરખામણી કરવામાં આવી હતી. ઉદ્યોગમાં TiO2ના જલીય વિખેરણો માટે પરંપરાગત રીતે વપરાતા પોલિએક્રિલિક એસિડના સોડિયમ ક્ષાર (Na-PAA)નો સંદર્ભ વિખેરણકારક તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આકૃતિ 1 માં કણોના કદનાં આયતન આધારિત વિતરણો (PSD) દર્શાવવામાં આવ્યાં છે, જે Cowles ડિસ્પર્સર (2000 rpm પર 30 min), રોટર-સ્ટેટર મિક્સર (14,000 rpm પર 30 min) અને પ્રોબ-પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેશન (Hielscher UIP1000hdT, 50% કંપવિસ્તાર પર 2 min)નો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવ્યાં હતાં. “Cowles ડિસ્પર્સરનો ઉપયોગ કરતાં કણોના કદ ત્રણ અલગ અલગ શ્રેણીઓમાં હતાં: 40–100 nm, 350–1000 nm અને 1200–4000 nm. વિતરણમાં મોટા કણસમૂહો સ્પષ્ટપણે પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જે દર્શાવે છે કે આ તકનીક બિનકાર્યક્ષમ છે. નેનોકણો એકસાથે ઉમેરવામાં આવ્યા હોય કે મિશ્રણના સમયગાળા દરમિયાન ધીમે ધીમે ઉમેરવામાં આવ્યા હોય, બંને સ્થિતિમાં રોટર-સ્ટેટરે પણ અસંતોષકારક પરિણામો આપ્યાં હતાં. Cowlesના પરિણામમાં જોવા મળેલો મુખ્ય તફાવત મધ્યવર્તી શિખરનું મોટા કણકદ તરફ ખસવું છે, જેના કારણે તે સૌથી જમણી બાજુના શિખર સાથે આંશિક રીતે ભળી જાય છે. બીજી તરફ, અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગથી ઘણું વધુ સારું પરિણામ મળ્યું હતું, જેમાં 0.1 nm પર કેન્દ્રિત એક સાંકડું શિખર અને 150–280 nm તથા 380–800 nmની શ્રેણીઓમાં બે ઘણાં નાનાં શિખરો હતાં.”

વિવિધ વિખેરણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરાયેલાં નેનો-TiO2નાં જલીય વિખેરણો (10mgmL−1, pH = 9)ના કણકદ વિતરણો. અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી સૌથી નાના TiO2 નેનોકણો અને કણકદ ઘટાડાના સૌથી સાંકડા વક્રો મળે છે. જ્યારે વિખેરક (Na-PAA)નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે તેનો નેનો-TiO2 સાથેનો ગુણોત્તર 1:1 હતો.
(અભ્યાસ અને આલેખ: © Monteiro et al., 2014)

અલ્ટ્રાસોનિક પેષણ પહેલાં અને પછીનું સ્પ્રે-ડ્રાઇડ TiO2

આ પરિણામ Sato et al. (2008)ના કાર્ય સાથે સુસંગત છે, જેમાં પાણીમાં નેનોકદના TiO2 કણોને વિખેરવા માટે અન્ય તકનીકોની સરખામણીએ અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી વધુ સારાં પરિણામો મળ્યાનું જણાવાયું છે. ધ્વનિક / અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનથી ઉત્પન્ન થતાં આઘાત તરંગો કણો વચ્ચે અત્યંત તીવ્ર અથડામણો સર્જે છે અને કાર્યક્ષમ કણપેષણ તથા કણસમૂહોના વિઘટન દ્વારા એકસમાન નેનોકદના ખંડો બનાવે છે.
(સરખાવો: Monteiro et al., 2014)

વાર્નિશના ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ

વાર્નિશ અને કોટિંગ્સના ઉત્પાદન જેવી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં જ્યારે નેનોકણો અને નેનોફિલર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સૂકા પાઉડરને પ્રવાહી પ્રાવસ્થામાં સમાનરૂપે મિશ્રિત કરવો જરૂરી છે. નેનોકણોના વિખેરણ માટે વિશ્વસનીય અને અસરકારક મિશ્રણ તકનીકની જરૂર પડે છે, જે નેનોકદના કણોના ગુણધર્મોને પ્રગટ કરવા માટે કણસમૂહોને તોડવા પૂરતી ઊર્જા લાગુ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય વિખેરકો તરીકે જાણીતા છે, તેથી સિલિકા, નેનોટ્યુબ્સ, ગ્રાફીન, ખનિજો અને અન્ય ઘણી સામગ્રીઓના કણસમૂહોનું વિઘટન કરીને તેમને રેઝિન્સ, ઇપોક્સી અને રંગદ્રવ્ય માસ્ટરબેચ જેવી પ્રવાહી પ્રાવસ્થામાં સમાનરૂપે વિતરિત કરવા માટે તેમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. Hielscher Ultrasonics કોઈપણ પ્રકારના સમાનાંગીકરણ અને કણસમૂહોના વિઘટનના ઉપયોગો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરકોની રચના, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે.
નેનોવિખેરણોના ઉત્પાદનની વાત આવે ત્યારે, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા ઉત્પાદનો મેળવવા માટે સોનિકેશનનું ચોક્કસ નિયંત્રણ અને નેનોકણોના નિલંબનની વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર આવશ્યક છે. Hielscher Ultrasonicsના પ્રોસેસર્સ તમને ઊર્જા ઇનપુટ, અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા, કંપવિસ્તાર, દબાણ, તાપમાન અને નિવાસ સમય જેવા તમામ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણો પર સંપૂર્ણ નિયંત્રણ આપે છે. આથી, તમે પરિમાણોને શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ અનુસાર ગોઠવી શકો છો, જેના પરિણામે નેનોસિલિકા અથવા નેનો-TiO2 સ્લરી જેવાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળાં નેનોવિખેરણો મળે છે.

કોઈપણ આયતન / ક્ષમતા માટે: Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ અને સહાયક સાધનોની વિશાળ શ્રેણી પ્રદાન કરે છે. આ તમારા ઉપયોગ અને ઉત્પાદન ક્ષમતા માટે આદર્શ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમનું રૂપરેખાંકન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. થોડા મિલિલિટર ધરાવતી નાની શીશીઓથી લઈને પ્રતિ કલાક હજારો ગેલનના મોટા આયતનવાળા પ્રવાહો સુધી, Hielscher તમારી પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક ઉકેલ પ્રદાન કરે છે.
ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા: અલ્ટ્રાસોનિક ઇનલાઇન સિસ્ટમ્સ પેસ્ટ જેવાં ફોર્મ્યુલેશન્સ પર સરળતાથી પ્રક્રિયા કરે છે, દા.ત. રંગદ્રવ્ય માસ્ટરબેચ, જેમાં રંગદ્રવ્યને કણોની ઊંચી માત્રા સાથે પ્લાસ્ટિસાઇઝર, મોનોમર અને પોલિમરના મિશ્રણમાં સમાનરૂપે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે.
મજબૂતાઈ: અમારી અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ મજબૂત અને વિશ્વસનીય છે. તમામ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ 24/7/365 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યા છે અને તેમને ખૂબ જ ઓછી જાળવણીની જરૂર પડે છે.
ઉપયોગમાં સરળતા: અમારાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોનું સુવિકસિત સોફ્ટવેર સરળ અને વિશ્વસનીય સોનિકેશન માટે સોનિકેશન સેટિંગ્સને અગાઉથી પસંદ કરવા અને સાચવવાની સુવિધા આપે છે. સહજ રીતે સમજી શકાય તેવા મેનુને ડિજિટલ રંગીન ટચ-ડિસ્પ્લે દ્વારા સરળતાથી ઍક્સેસ કરી શકાય છે. રિમોટ બ્રાઉઝર નિયંત્રણ તમને કોઈપણ ઇન્ટરનેટ બ્રાઉઝર દ્વારા સંચાલન અને દેખરેખ કરવાની સુવિધા આપે છે. સ્વચાલિત ડેટા રેકોર્ડિંગ કોઈપણ સોનિકેશન રનના પ્રક્રિયા પરિમાણોને બિલ્ટ-ઇન SD-કાર્ડ પર સાચવે છે.
ઉત્કૃષ્ટ ઊર્જા કાર્યક્ષમતા: વૈકલ્પિક વિખેરણ તકનીકો સાથે સરખામણી કરવામાં આવે ત્યારે, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ અસાધારણ ઊર્જા કાર્યક્ષમતા અને કણકદ વિતરણમાં શ્રેષ્ઠ પરિણામો સાથે ઉત્કૃષ્ટ સાબિત થાય છે.
ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને મજબૂતાઈ: Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ તેમની ગુણવત્તા, વિશ્વસનીયતા અને મજબૂતાઈ માટે જાણીતા છે. Hielscher Ultrasonics એક ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને અત્યાધુનિક ટેક્નોલોજી તથા વપરાશની સરળતા ધરાવતા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ પર વિશેષ ભાર મૂકે છે. અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA તથા RoHs ની આવશ્યકતાઓ પૂર્ણ કરે છે.

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: