כיצד לערבב לכות עם nanofillers
ייצור לכה דורש ציוד ערבוב רב עוצמה שיכול להתמודד עם ננו-חלקיקים ופיגמנטים, אשר חייבים להיות מפוזרים באופן אחיד לתוך הפורמולה. הומוגנייזרים על-קוליים הם טכניקת פיזור יעילה ואמינה ביותר המספקת פיזור הומוגני של הננו-חלקיקים לפולימרים.
ייצור לכה עם מיקסרים על-קוליים בעלי ביצועים גבוהים
לכה מתוארת כציפוי או סרט מגן קשיח שקוף ושקוף, אשר מיוצר משרפים (למשל, אקריליק, פוליאוריתן, אלקיד, שלאק), שמן מייבש, מייבש מתכות וממיסים נדיפים (למשל, נפטא, רוח מינרלית או מדלל). כאשר הלכה מתייבשת, הממס הכלול בה מתאדה, והמרכיבים הנותרים מתחמצנים או מתפלמרים ליצירת סרט שקוף עמיד. לכות משמשות בעיקר כציפויי מגן למשטחי עץ, ציורים וחפצי נוי שונים, בעוד שלכות ריפוי UV משמשות בציפויי רכב, קוסמטיקה, מזון, מדע וענפים אחרים.
פיזור קולי של ננו-סיליקה בלכה
דוגמה נפוצה לפיזור קולי היא שילוב של סיליקות קולואידיות, אשר מתווספות בדרך כלל למתן לכות תכונות thixotropic.
לדוגמה, לכה פוליאתרימיד מלאה ננו-סיליקה מראה אורך חיים ארוך יותר עד פי שלושים מאשר אחד סטנדרטי. ננו-סיליקה משפרת את תכונות הלכה בזכות המוליכות החשמלית שלה, החוזק הדיאלקטרי DC ו-AC שלה וחוזק ההדבקה שלה. לכן מפיצים קוליים נמצאים בשימוש נרחב לייצור ציפויים מוליכים חשמליים.
מינרלים סיליקטיים אחרים, וולאסטוניט, טלק, נציץ, קאולין, פצלת השדה ונפלין סיניט הם חומרי מילוי זולים ונמצאים בשימוש נרחב כפיגמנטים מאריכים, אשר מתווספים לשינוי ריאולוגיה (צמיגות), יציבות שיקוע וחוזק הסרט בציפויים.
- כרסום ופירוק של ננו-חלקיקים
- ערבוב של ננו-תוספים
- פיזור צבעים
- פיזור פיגמנטים
- פיזור מט וברק
- דילול גזירה ושינוי ריאולוגיה
- הסרת גזים & deaeration של לכות
עליונות מוכחת מחקרית של אולטרסאונד לפיזור ננופילר
Monteiro et al. (2014) השוו טכנולוגיות פיזור נפוצות – כלומר מיקסר רוטור-סטטור, אימפלר קאוולס, ומפזר מסוג בדיקה קולית – לגבי יעילותם בפיזור דו תחמוצת טיטניום (TiO2, anatase). אולטרסוניקציה התגלתה כיעילה ביותר לפיזור הננו-חלקיקים במים באמצעות פוליאלקטרוליט Na-PAA קונבנציונלי, והצטיינה בערבוב עם רוטור-סטטור או אימפלר קאולס באופן משמעותי.
פרטי המחקר: טכניקות פיזור שונות הושוו על מנת לזהות את היעילות ביותר ביצירת מתלה מימי ננו-TiO2 מפורק היטב. מלח נתרן של חומצה פוליאקרילית (Na-PAA), המשמש באופן קונבנציונלי בתעשייה לפיזור מימי TiO2, שימש כמפזר ייחוס. איור 1 מציג את התפלגות גודל חלקיקי הנפח (PSD) המתקבלת, באמצעות מפזר Cowles (30 דקות ב-2000 סל"ד), מערבל רוטור-סטטור (30 דקות ב-14000 סל"ד) ואולטרה-סאונד מסוג בדיקה (Hielscher UIP1000hdT2 דקות באמפליטודה של 50%)., “באמצעות מפזר קאולס גדלי החלקיקים היו בשלושה טווחים שונים: 40–100 ננומטר, 350–1000 ננומטר ו-1200–4000 ננומטר. האגלומרטים הגדולים שולטים בבירור בהפצה, מה שמראה שטכניקה זו אינה יעילה. הרוטור-סטטור סיפק גם תוצאות לא משביעות רצון, ללא תלות בננו-חלקיקים שנוספו בבת אחת או בהדרגה לאורך זמן הערבוב. ההבדל העיקרי שנצפה בתוצאה של קאולס קשור להסטת הפסגה האמצעית לגודל החלקיקים הגבוה יותר, המתמזג בחלקו עם הפסגה הימנית ביותר. מצד שני, השימוש באולטרסאונד הניב תוצאה טובה בהרבה, עם פסגה צרה שמרכזו 0.1 ננומטר ושני פסגות קטנות בהרבה בטווח 150–280 ננומטר ו-380–800 ננומטר.”
תוצאה זו תואמת את עבודתם של Sato et al. (2008), המדווחים על תוצאות טובות יותר עם אולטרסוניקציה מאשר עם טכניקות אחרות לפיזור חלקיקי TiO2 ננומטריים במים. גלי ההלם הנוצרים על ידי קוויטציה אקוסטית / קולית מובילים להתנגשויות בין חלקיקים אינטנסיביות ביותר ולכרסום חלקיקים יעיל ופירוק למקטעים ננומטריים אחידים.
(ראה: Monteiro et al., 2014)
הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לייצור לכה
כאשר ננו-חלקיקים וננו-חומרי מילוי משמשים בתהליכי ייצור תעשייתיים כגון ייצור לכות וציפויים, אבקה יבשה חייבת להיות מעורבבת באופן הומוגני לשלב נוזלי. פיזור ננו-חלקיקים דורש טכניקת ערבוב אמינה ויעילה, המיישמת מספיק אנרגיה כדי לשבור אגלומרטים על מנת לשחרר את התכונות של חלקיקים בקנה מידה ננומטרי. אולטרסאונד ידועים כמפיצים חזקים ואמינים, ולכן משמשים לפירוק והפצה של חומרים שונים כגון סיליקה, ננו-צינורות, גרפן, מינרלים וחומרים רבים אחרים באופן הומוגני לשלב נוזלי כגון שרפים, אפוקסי ואצוות מאסטר פיגמנט. Hielscher Ultrasonics מתכננת, מייצרת ומפיצה מפיצים קוליים בעלי ביצועים גבוהים עבור כל סוג של יישומי הומוגניזציה ו deagglomeration.
כשמדובר בייצור ננו-פיזור, בקרת סוניקציה מדויקת וטיפול קולי אמין בתרחיף ננו-חלקיקים חיוניים על מנת להשיג מוצרים בעלי ביצועים גבוהים. המעבדים של Hielscher Ultrasonics נותנים לך שליטה מלאה על כל פרמטרי העיבוד החשובים כגון קלט אנרגיה, עוצמה קולית, משרעת, לחץ, טמפרטורה וזמן שמירה. בכך, ניתן להתאים את הפרמטרים לתנאים אופטימליים, מה שמוביל לאחר מכן לפיזור ננו איכותי כגון ננו-סיליקה או תרחיפים ננו-TiO2.
עבור כל נפח / קיבולת: Hielscher מציעה ultrasonicators ותיק רחב של אביזרים. זה מאפשר את התצורה של המערכת הקולית האידיאלי עבור היישום שלך ואת יכולת הייצור. מבקבוקונים קטנים המכילים כמה מיליליטרים לזרמים בנפח גבוה של אלפי גלונים לשעה, Hielscher מציעה את הפתרון הקולי המתאים לתהליך שלך.
צמיגות גבוהה: מערכות מוטבעות על-קוליות מעבדות בקלות פורמולציות דמויות משחה כגון אצוות מאסטר פיגמנט, שבהן פיגמנט מעורבב בעומס חלקיקים גבוה באופן אחיד בתערובת של פלסטיסייזר, מונומר ופולימר.
חוסן: המערכות האולטרסוניות שלנו חזקות ואמינות. כל האולטרסוניקטורים של Hielscher בנויים לפעולה 24/7/365 ודורשים מעט מאוד תחזוקה.
ידידותיות למשתמש: תוכנה משוכללת של המכשירים העל-קוליים שלנו מאפשרת בחירה מראש ושמירה של הגדרות סוניקציה עבור סוניקציה פשוטה ואמינה. התפריט האינטואיטיבי נגיש בקלות באמצעות צג מגע צבעוני דיגיטלי. בקרת הדפדפן מרחוק מאפשרת לך להפעיל ולנטר באמצעות כל דפדפן אינטרנט. הקלטת נתונים אוטומטית שומרת את פרמטרי התהליך של כל הפעלת סוניקציה בכרטיס SD מובנה.
יעילות אנרגטית מעולה: בהשוואה לטכנולוגיות פיזור חלופיות, האולטרסאונד של Hielscher מצטיין ביעילות אנרגטית יוצאת דופן ותוצאות מעולות בהתפלגות גודל החלקיקים.
איכות גבוהה & חוסן: Hielscher ultrasonicators מוכרים על איכותם, אמינותם וחוסנם. Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה חדישה
- מהימנות & חוסן
- אצווה & מוטבעים
- לכל נפח – מבקבוקונים קטנים ועד מטענים בשעה
- מוכח מדעית
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, פרוטוקול נתונים)
- CIP (נקי במקום)
- תפעול פשוט ובטוח
- התקנה קלה, תחזוקה נמוכה
- משתלם כלכלית (פחות כוח אדם, זמן עיבוד, אנרגיה)
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
---|---|---|
1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות / מקורות
- S. Monteiro, A. Dias, A.M. Mendes, J.P. Mendes, A.C. Serra, N. Rocha, J.F.J. Coelho, F.D. Magalhães (2014): Stabilization of nano-TiO2 aqueous dispersions with poly(ethylene glycol)-b-poly(4-vinyl pyridine) block copolymer and their incorporation in photocatalytic acrylic varnishes. Progress in Organic Coatings, 77, 2014. 1741-1749.
- Vikash, Vimal Kumar (2020): Ultrasonic-assisted de-agglomeration and power draw characterization of silica nanoparticles. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 65, 2020.
- K. Sato, J.-G. Li, H. Kamiya, T. Ishigaki (2008): Ultrasonic dispersion of TiO2 nanoparticles in aqueous suspension. Journal of the American Ceramic Society 91, 2008. 2481– 2487.