Ultrazvučno konoplje vlakna obrada
- Ultrazvučno vezenje Vlaknaste materijale kao što su konoplje i Lana vlakana omogućuje brzu i učinkovitu modifikaciju vlakana.
- Ultrazvučno obrađene Bast vlakna su Fibrilira i pokazuju znatno višu specifičnu površinu, povećana vlačna čvrstoća i fleksibilnost.
- Ultrazvučno obrada vlakana je brza i jednostavna procesorska tehnologija za industrijsku proizvodnju.
Ultrazvučni Retting
Ultrazvučno regiranje je brza, učinkovita i zelena alternativa tradicionalnoj mokroj ili rogiranju. Akustična kavitacija, proizvedena od visokog intenziteta, niske frekvencije ultrazvuka, razgrađuje stanične strukture bio-materijala kao što su ne-drva, biljna vlakna koja uključuju Bast vlakna kao što su Lana, konoplje, kopriva, pšenična slamka, riža slamka, Jute, kao i vlakna dobivena od lišća (npr. sisal, Manilla konoplje, abacá) i voćno izvedeno vlakno poput koira od kokosovih školjki.
Ultrazvučni dvaju pretvara mikrovlakna (cca. 3-5 μm) u nanovlakana (≥ 100nm). Nadalje, ultrazvučna obrada inducirana degradacija čistog xyloglucan i Xylan u otopini, pokazujući ultrazvuk sposobnost da se razgrade hemicelluoza.
Iako ultrazvučno regiranje se uglavnom koristi u vodenom otopini, moguće je – ovisno o sirovom materijalu i ciljanom ishodu – kombinirati ultrazvučni proces s alkalnim liječenjem. Rješenja od NaOH, H2O2 i H2TAKO4 može se koristiti za alkalizaciju za dobivanje celuloze nanovlakana u kratkom vremenu obrade. Putem ultrazvučnog liječenja, fibrilacija celuloze mikroba može se lako postići. Ultrazvučno proizvedena vlakna pokazuju specifičnu morfologiju u kojoj se nanofiberi (≥ 100nm) distribuiraju preko cijele površine mikrovlakova (3-5 μm).
Skeniranje elektroničke mikroskopske analize na Lana, konoplje i Coir vlakana s ili bez ultrazvučne obrade.
Izvor: Renouard et Al. 2014
UIP4000hdT (4 kW) Industrijski ultrazvučni procesor za preradu vlakana
Ultrazvučno konoplje vlakana obrada
S rastućim tržištem za sjemenke konoplje i fiton-kanabinoidi dolazi sve veća proizvodnja konoplje slame. Kao nusprodukt, konoplja slamka i njegova vlakna se uglavnom koriste za proizvodnju papira ili Geo-tekstila, pojačanje u kompozitnim materijalima, kao i građevinski materijal.
Sušena i izrezana Bast slamka može se koristiti kao sirovina za ultrazvučno liječenje, međutim za superioran ultrazvučni proces izlaza korištenje (djelomično) ukrašene Šive se preporučuje. Bast materijal je vlažan u vodi (vodena otopina), tako da se dobiva pumpanje kaša, koji može proći ultrazvučni protok-kroz ćeliju. Proces ultrazvuka traje samo kratko vrijeme (cca. 30-60 sec.). Znanstvena istraživanja su pokazala da ultrazvuka poboljšava ekstrakciju hemicelluoza i lignin od lignocelulskih materijala. Osim toga, ultrazvukom degradira celuloze i pektin. Ultrazvučna obrada konoplje i Lana također poboljšava fleksibilnost i vlačna čvrstoća vlakana, koji su vrijedne karakteristike za tekstilnu i kompozitnu proizvodnju.
- smanjenje sadržaja lignina
- mikro i nano-fibrilirana vlakna
- povećana fleksibilnost vlakana
- veća vlačna čvrstoća
- brz proces
- Jednostavan za rad
Ultrazvučni-Alkali liječenje konoplje vlakana (Ferreira et Al. 2019)
Ultrazvučno modificirana konoplje vlakana
Ultrazvučno Fibrilira Bast vlakana (npr, konoplje, Lana) je posebno pogodan kao pojačanje za polimernih greda, termoplastični, i termoset kompozita.
Konoplje Bast vlakna su vrijedan izvor iz koje celuloze nanokristali (cncs) može se izdvojiti. Celuloza nanokristali karakterizira njihova visoka površina i njihova izvanredna ukočenost i vlačna čvrstoća. Na CNCs’ vlačna jačina ističe snagu stakla ili aluminija. Celuloza nanokristali su prilično jeftin i time konkurentni nano-aditiv, kada je u pitanju cijena, dostupnost, toksičnost, kao i održivost.
Sonication je jednostavan za korištenje, brzo i zeleno tehnika, koja omogućuje da proizvode visokokvalitetne celuloze nanocrystals.
Sosiati et Al. 2014 pokazati koristi efekte sonication na obradu vlakana.
Visoke performanse ultrasonicators za vlakna obrada
Hielscher Ultrasonics proizvodi visoke performanse ultrazvučne opreme za teške aplikacije. Naši ultrazvučni sustavi mogu se koristiti za batch ili kontinuirani inline obradu. Svi Hielscher industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Za još više amplitude, prilagođene ultrazvučnih sonotrode su dostupni. Međutim, sposobnost vrlo visokog amplituda samo nije dovoljno za izvođenje uspješan ultrazvučno vlakno proces, kao što su močenje ili fibrilacija. Ovisno o sirovom materijalu i ciljanom ishodu, parametri procesa – Naime, amplituda, tlak, temperatura i vrijeme – mora biti točno kontrolirano i podesivo.
Hielscher je digitalni ultrazvučni procesori automatski bilježe sve procesne podatke na integriranoj SD-kartici, tako da se rezultati procesa su ponovljiv. Amplituda i intenzitet obrade može se precizno prilagoditi i kontrolirati od vrlo blage do vrlo intenzivne ultrazvukom uvjetima. To vam daje priliku za obradu raznih materijala na optimalnu izlaz.
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava rad 24 sata dnevno i 7 dana u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
High-Power ultrazvučni procesori od laboratorija do pilota i industrijske ljestvice.
Literatura / Reference
- Diana P. Ferreira, Juliana Cruz, Raul Fangueiro (2019): poglavlje 1. – Površinska modifikacija prirodnih vlakana u polimernih kompozita. Zeleni kompoziti za automobilske aplikacije. Woodhead izdavačka serija u kompozitima znanost i inženjering 2019, Pages 3-41.
- Sullivan Renouard, Christophe Hano, Joël Doussot, Jean-Philippe Blondeau, Eric Lainé (2014): karakterizacija ultrazvučnog utjecaja na Coir, Lana i konoplje vlakana. Materijali slova 129, 2014. 137 – 141.
- H. Sosiati, M. Muhaimin, P. Abdilah, D. A. Wijayanti, Harsojo, K. Triyana (2014): učinak kemijskih tretmana na
karakteristika prirodne celuloze. AIP konferencijski postupak 1617, 105 (2014). - M. Zimniewska, R. Kozłowski, J. Batog (2008): Nanolignin modificirana platna tkanina kao multifunkcionalni proizvod. Molekularni kristali i tekući kristali Vol. 484, izdanje 1, 2008.
Činjenice koje vrijedi znati
Konoplje vlakana
Konoplja je višenamjenski usjeva koji se koristi za sjemenke konoplje i naknadno ulje, terpenoids i kanabinoidi (tj. CBD, CBG, itd.) i konoplja slamka, koja se može obrađivati u vrijedne vlakana materijala. U pogledu kvalitete vlakna konoplje, postoji razlikovanje između takozvanih vučnih vlakana, koji nisu poravnati, kratke tkanine hrpe i takozvane linije vlakna, koji su dugi (uzdužnim poravnate) vlakna.
Kratki bundels vlakana također se nazivaju tehničkim vlaknima i uglavnom se koriste u automobilskoj industriji, za proizvodnju papira i za biobazirane kompozite. Duge konoplje vlakna se koriste za tekstilne i visoke vrijednosti aplikacije kao što su velike performanse kompozita i bio-kompozita.
Proizvodnja vlakana konoplje:
Konoplja vlakana (konoplja koja se uzgaja za proizvodnju vlakana) idealno je bere prije cvatnje. Ovo rano obrezivanje rezultira većom kvalitetom vlakana jer kvaliteta opada ako je dopušteno cvatnje. Općenito, vlakna konoplja se bere 70-90 dana nakon sijanja. Za žetvu konoplje, biljke se režu 2-3cm iznad tla, a zatim se osuše nekoliko dana. Nakon žetve, konoplja se retted. Retting je proces koji koristi vlagu i mikrobe razbiti biljke pektins, koji kemijski povezuje stabljike konoplje zajedno. Tradicionalno, stabljike konoplje bile bi isprekidane vodom ili se retted rosa prije nego što su vlakna scutched. Proces retting olakšava naknadno odvajanje bast od tzv konoplje prepone ili nož (što je drvena jezgra stabljike konoplje). Nakon retting, stabljike konoplje se suši (do sadržaja vlage manje od 15% i bailed.
Da bi se dobila konoplje vlakna, koja se može koristiti za proizvodnju i kao aditiva, vlakna moraju biti odvojena u procesu poznatom kao “.”. Tijekom procesa razbacivanja konoplje se mehanički obrađuje na kljun dolje u tvornici konoplje, npr., koristeći čekić-mlin. U ovom mehaničkom procesu konoplje se pretukli na zaslonu do Hurd, manje Bast vlakna, a prašina pada kroz zaslon. Moderni High-Speed kinematski dekoracija strojevi su sposobni za odvajanje konoplje u tri potoka; Bast vlakana, Hurd, i zelene mikrovlakana.
Sadržaj celuloze u konoplje je cca 70-77%. Konoplje vlakna su izvrsna zamjena za drvene celuloze vlakna
Prednosti konoplje vlakana
- isplativ
- visoka vlačna čvrstoća i ukočenost
- idealno pogodna za igle-bušene netkane proizvode
- učinkovita zamjena za staklena vlakna
- smanjuje vrijeme oblikovanja
- smanjenje tjelesne težine u gotovom dijelu
- lako obrađivati i reciklirati
- mogu se prilagoditi kako bi se mogli zadovoljiti razne specifikacije i različiti sustavi proizvodnje
- dosljedna kvaliteta i dostupnost opskrbe moguće je
Fibrozni bio-materijali
Kada se slame vlakna ekstrahira iz lanenog slame, dijelovi stabljike koji nisu vlakni, a ne uključujući sjeme, obično se nazivaju šivima ili užama. Na primjer, u Laneno sjeme Lana, Šivi se sastoje od cca 70 – 85% ukupne težine slame, što čini gume glavnim nusproizvodom prerade Lana.
Ultrazvučno proizveden, nano-strukturirani lignin se koristi za napraviti višenamjenske posteljine tkanine. Pomoću tapanja posteljine tkanina s nano-lignin, višenamjenski tekstil može se stvoriti. Ti višenamjenski tekstil nude dodatna svojstva UV barijere, antibakterijska i antistatička svojstva.