Ultrazvuk za predenje polimernih vlakana
Predenje polimernih vlakana za upotrebu u tekstilu i tkaninama specijalizirani je oblik ekstruzije koji koristi predionicu za formiranje više kontinuiranih sintetičkih filamenata. Ultrazvuk se može koristiti za različite vrste predenja: suho, jet-mokro, taljenje i gel predenje. Ultrazvučne primjene uključuju Čišćenje predilice, miješanje, otapanje, polimerizacija i smicanje- stanjivanje.
Otapanje polimera i kemijska obrada
Da bi se polimer mogao ispredati, mora se prevesti u tekuće stanje. Stoga, osim ako se polimer ne rastali, on se otapa ili kemijski obrađuje da bi se formirali topljivi ili termoplastični derivati.
U ovoj fazi Hielscher ultrazvučni uređaji pomoći i ubrzati proces otapanja, kao i kemijska interakcija s reagensima. Za to se čvrste čestice polimera suspendiraju u otapalu ili kiselini. Ova se smjesa ili pumpa kroz ultrazvučni reaktor ili obrađuje u spremniku za miješanje s ultrazvučnim sondama, gdje se čestice brzo otapaju zbog visokog kavitacijskog smicanja. Ovo stvara homogenu i jednoliku otopinu polimera. Pogledajte videozapis u nastavku za demonstraciju ultrazvučnog otapanja pomoću ultrazvučnog uređaja tipa sonde (UP200St).

Otplinjavanje otopinom polimera
Viskozne otopine polimera, kao što je poli(p-fenilen tereftalamid) (PPTA), u koncentriranoj sumpornoj kiselini su viskozne i često ne-Newtonove. Rješenja zahtijevaju otplinjavanje kako bi se osiguralo da kontinuirana vlakna izlaze iz predilnice. Kada se ultrazvuk primjenjuje za miješanje, homogenizaciju ili otapanje, pomaže otplinjavanje. Video u nastavku demonstrira otplinjavanje/odzračivanje ulja (u stvarnom vremenu).
Ultrazvučno čišćenje spinnereta
Spinneret je ploča s više pora kroz koju se ekstrudira polimerna tekućina da bi se oblikovala kontinuirana sintetička vlakna. Prilikom izlaska iz malih otvora matrice za ekstruziju, viskozna polimerna tekućina počinje se skrućivati, a pojedinačni polimerni lanci nastoje se poravnati u vlaknu zbog viskoznog protoka. U ovoj točki čvrsti polimer se može početi nakupljati na i u izlazu finog otvora, što rezultira sporijim protokom i na kraju u blokiranom kanalu ploče matrice.

Za acetat, triacetat, akril, modakril, polibenzimidazol, spandex ili vinyon, otapalo koje se koristi za otapanje polimera također se može koristiti za potrebe čišćenja. U tom će slučaju kavitacijsko smicanje pritisnuti otapalo u otvore i pospješiti otapanje.
Za polimere koji se tale predu, poput najlona, olefina, poliestera, sarana ili sumpora, toplinska obrada prije sonikacije može pomoći da polimer postane lomljiviji. Ovaj proces koji se naziva izgaranje u pećnici pretvara stvrdnuti polimer u pepeo. Za čišćenje, voda (s do 25 wt% fosforne kiseline) ili ulje mogu se koristiti kao jednostavna tekućina za spajanje između ultrazvučne sonde i spinereta.
Sonikacija tipa sonde puno je intenzivnija od čišćenja spremnika, a zvučni valovi usmjereni su izravno prema izlazima kanala centrifuge. To rezultira dubljim i bržim čišćenjem. Za pojedinačne kanale i pore preporučujemo korištenje UP100H sa šiljastim vrhom MS2. Ovo je ekonomičan ultrazvučni uređaj za rukovanje u ruci ili na postolju. Za multi-pore spinnerets ili ekstruzijske matrice, UIP1000hdT s posebnom sondom promjera 100 mm.

Ultrazvučno potpomognuta polimerizacija
Za izravne procese predenja, Hielscher ultrazvučne sonde pomažu interakciju između reaktanata i/ili katalizatora tijekom formulacije i polimerizacije polimera, npr. poliestera.
Ultrazvučna obrada gela
Kada se gel prede (npr. polietilen, aramid), ultrazvučni reaktori se mogu koristiti za formulaciju gela kao i za smicanje stanjivanja gela prije ekstruzije. Kavitacijsko smicanje rezultira privremeno nižom interakcijom između polimernih lanaca. To uzrokuje pad viskoznosti – zahtijevaju manji pritisak, omogućujući izradu finijih filamenata ili povećavajući protok ekstruzije.
Raspršivanje nanomaterijala
Hielscher ultrazvučni reaktori su učinkovito sredstvo za raspršivanje nano materijala, kao što su Ugljikove nanocijevi, metalni oksidi ili pigmenti. Ultrazvučna kavitacija razbija aglomerate i homogeno raspršuje čestice.