אולטרסאונד לפיזור והשחזה: צבע & פיגמנטים

אולטרסאונד כוח ידוע בהשפעות הכרסום והפיזור האינטנסיביות והמדויקות שלו. זה הופך הומוגנייזרים קוליים אידיאלי לייצור של משחת פיגמנט ניסוחים צבע. אולטרסאונד תעשייתי מספק התפלגות גודל חלקיקים אחידה ביותר בתחום המיקרון והננו. עבד זרמים בנפח גדול של צמיגות גבוהה עם סוניקטורים Hielscher כדי להשיג הרטבה הומוגנית, פיזור, deagglomeration וכרסום!

ייצור צבע עם אולטרסאונד

שפרו את הצבעים, הצבעים והציפויים שלכם עם סוניקציה:

• ניסוח: בין אם צמיגות גבוהה, עומסי חלקיקים גבוהים, על בסיס מימי או ממס – עם Hielscher תעשייתי inline ultrasonicators אתה יכול לעבד כל ניסוח.
• מיקרון וננומטר: כוחות הגזירה הגבוהים הנוצרים על ידי קוויטציה אקוסטית מפחיתים חלקיקים לקוטר חלקיקים זעיר ומספקים פיזור אחיד. התאמת פרמטרי האולטרה-סוניקציה לדרישות החלקיקים והניסוח שלך מאפשרת ייצור אמין של פיגמנטים בגודל ננומטרי.
• תכונות אופטיות: כדי להשיג את התכונות האופטיות הנכונות, יש לשלוט בגודל חלקיקי הפיגמנט. בדרך כלל, האטימות מתואמת עם גודל החלקיקים: ככל שגודל החלקיקים עדין יותר, כך האטימות רבה יותר. לדוגמה, TiO2 מעובד באופן ספציפי לגודל חלקיקים של 0.20 עד 0.3 מיקרון, שהוא בערך שווה ערך למחצית אורך הגל של האור. אולטרה-סוניקציה מפחיתה את פיגמנטי TiO2 לגודלם האופטימלי, כך שמתקבלת הסתרה אולטימטיבית.
• חלקיקים בעלי ביצועים גבוהים: גודלי חלקיקים קטנים יותר גורמים לרוויית צבעים גדולה יותר, עקביות צבע ויציבות. כוחות האולטרסאונד האינטנסיביים, אך הניתנים לשליטה מדויקת, מאפשרים לייצר ננו-חלקיקים שעברו שינוי ותפקוד, כגון חלקיקים מצופים, SWNTs, MWCNTs וחלקיקי מעטפת הליבה. חלקיקים כאלה מראים מאפיינים ייחודיים ומעלים את נוסחאות הצבע או הציפוי לרמה חדשה של איכות ופונקציונליות (למשל עמידות בפני קרינת UV, עמידות בפני שריטות, חוזק, הדבקה, עמידות בחום גבוה, אינפרא אדום והחזרת השמש).
• חלקיקים שעברו שינוי: פיגמנטים שעברו שינוי פני השטח הם בעלי צמיגות נמוכה מאוד בעומס פיגמנטים גבוה (2.5cP ב-10% מוצקים), יציבות מתלה מעולה וטוהר גבוה. פונקציונליות חלקיקים בסיוע אולטרה-סאונד מקלה על סינתזה של פיגמנטים בעלי ביצועים גבוהים עם מאפיינים מיוחדים.

משחות פיגמנט נטחנות ומפוזרות באמצעות אולטרסאונד, קוויטציה וכוחות גזירה גבוהים מראים הקטנת גודל משמעותית ופיזור אחיד. העלילה לעיל מראה את הקטנת הגודל ההולכת וגדלה בהגדלת האנרגיה העל-קולית.

לצורך ייצור צבע, יש לערבב יחד את המרכיבים כגון פיגמנטים, חומרים מקשרים/יוצרי סרטים, מדללים/ממסים, שרפים, חומרי מילוי ותוספים לנוסחה הומוגנית. פיגמנטים הם המרכיב הקובע המעניק לצבע את צבעו. הפיגמנט הלבן החשוב ביותר הוא TiO2, שיש לטחון אותו לגודל חלקיקים אופטימלי בקוטר שבין 0.2 ל-0.3 מיקרון כדי להראות את הדרגה הרצויה של לובן, בהירות, אטימות ומדד שבירה גבוה מאוד. כוחות הגזירה העל-קוליים מספקים פירוק ופיזור יעילים מאוד וחסכוניים באנרגיה של חלקיקי TiO2 (ראו תמונה למטה).

TEM של תרחיף ננו-חלקיקים TiO2 מפוזר באולטרסאונד עם ריכוזים מוצקים שונים. הסוניקציה בוצעה באמצעות Ultrasonicator UIP1000hdT
משמאל: קלט אנרגיה על-קולי 1.8 × 10⁵ י/ל – מימין: קלט אנרגיה קולי 5.4 × 10⁵ י/ל
(מחקר ותמונות: ©Fasaki et al., 2012)

 
כרסום ופיזור אולטראסוניים משפרים את איכות הצבע על ידי שיפור חוזק הצבע שלו, צפיפותו, עדינות השחזה, פיזורו וריאולוגיה.

פיזור קולי & תנאי טחינה

איכות הצבעים והציפויים תלויה בפיזור הומוגני של הפיגמנטים. Hielscher Ultrasonics מספקת ציוד כרסום והשחזה יעיל לפיזור צבע, במיוחד עבור ניסוחים עם עומסי פיגמנט גבוהים. המנגנון של מפיצים קוליים עבור יישומי כרסום, שחיקה, deagglomeration ופיזור מבוסס בעיקר על עקרון הגזירה שנוצר על ידי cavitation קולי. כוחות הגזירה הקוויטציוניים הדרושים לדיסוציאציה של החלקיקים נוצרים על ידי הפרשי לחצים גבוהים, נקודות חמות מקומיות וסילונים נוזליים, מה שגורם לפירוק החלקיקים על ידי התנגשות בין חלקיקים.
מפיצים על-קוליים תעשייתיים כגון UIP16000hdT עם 16,000 וואט לכל בדיקה על-קולית מסוגלים לעבד זרמים בנפח גבוה של צבעים וציפויים.

צבע גיר סוני על מד ההשחזה מדגים את ההתפלגות האחידה לחלוטין ואת התפלגות גודל החלקיקים של הפיגמנטים

פיזור ננו-חלקיקים

שחיקה ופיזור על-קוליים היא לעתים קרובות השיטה היחידה לעיבוד ננו-חלקיקים ביעילות על מנת להשיג חלקיקים ראשוניים מפוזרים בסינלג'. גודל חלקיק ראשוני קטן יוצר שטח פנים גדול ומתואם עם ביטוי של תכונות ופונקציות חלקיקיות ייחודיות. יחד עם זאת, גודל חלקיקים קטן יותר קשור לאנרגיית שטח גבוהה עבור צבירה ותגובתיות חמורות יותר, כך שכוחות הפיזור העל-קוליים האינטנסיביים נדרשים כדי לפזר את חלקיקי הננו בצורה הומוגנית לתוך הפורמולה.
יתר על כן, טיפול משטח קולי יכול לשנות את חלקיקי הננו מה שמוביל לפיזור משופר, יציבות פיזור, הידרופוביות ותכונות אחרות.
חוקרים המליצו על שיטת הפיזור העל-קולי לננו-חלקיקים כפתרון מועדף, “כי החומר מפוזר על ידי השיטה קולית הוא הרבה יותר טהור מזה המיוצר על ידי כרסום חרוזים.” [קים ואחרים 2010].

לטכניקת הפיזור העל-קולי יתרונות רבים בהשוואה לטכנולוגיות כרסום מסורתיות כגון טחנות תלת-גליליות, טחנות כדור או מדיה.

קרא עוד על הומוגניזציה קולית ופיזור פיגמנטים וצבעים עבור Masterbatches ונוסחאות צבע!

Caution: Video "duration" is missing

ספרות / מקורות