Bentonit ultrahangos diszpergálása
- A bentonitagyagokat, például a nátrium-bentonitot, a kalcium-bentonitot és a kálium-bentonitot főként fúrófolyadékok adalékanyagaként, kötőanyagként, tisztítóanyagként, adszorbensként és talajvízzáró rétegként használják.
- Az erős kötések és a van der Waals-erők miatt a bentonit diszpergálásához intenzív keverőerők szükségesek az agglomerátumok egyenletes felbontásához.
- Az ultrahangos diszpergálás rendkívül megbízható módszer nagy szilárdanyag-koncentrációjú, nagy viszkozitású szuszpenziók előállítására. Az ultrahang ezzel felülmúlja a hagyományos keverőket a homogén bentonitszuszpenziók előállításában.
Bentonit diszpergálása
A bentonit számos célra használható, például kenőanyagként, sűrítőanyagként vagy adszorbensként. A bentonit anyagtulajdonságainak kihasználásához a bentonitrészecskéket/lemezecskéket egyenletesen kell eloszlatni egy alapközegben. A bentonitdiszperziók nagy duzzadóképességgel rendelkeznek, és nagy mennyiségű folyadékot képesek adszorbeálni. Folyadékban diszpergálva a bentonitdiszperzió erősen tixotróp kolloid szuszpenziót vagy gélt képez. A bentonitdiszperziók kolloid tulajdonságai nagymértékben függnek a diszpergálás minőségétől. Ezért az ultrahangos kezelés az előnyben részesített diszpergálási technika a kiváló minőségű bentonitszuszpenziók előállításához.
Bentonit ultrahangos diszpergálása (az alkalmazott ultrahangos keverő: UIP2000hdT)
Problémák
A hagyományos diszpergálási módszerek gyakran nem képesek létrehozni a funkcionalizált bentonit homogén szuszpenziójának előállításához szükséges intenzív nyíróerőket. A bentonit tixotrópiája, valamint rendkívüli vízmegkötő és duzzadóképessége az átlagosnál jobb diszpergálóberendezést igényel, amely kiválóan kezeli a nagy viszkozitású szuszpenziókat, és elegendő nyíróhatást biztosít az agglomerátumok felbontásához.
A bentonitdiszperzió viszkozitása a koncentráció növekedésével nő. A hagyományos keverőberendezések nem képesek kezelni a sűrű szuszpenziókat, így nem biztosítják a diszpergálás és a hidratálás megfelelő minőségét.
Az elégtelen keverési kapacitás miatt a hagyományos diszpergálóberendezéseket további feldolgozási lépésekkel, például őrléssel kell kombinálni.
Megoldás
A nagy teljesítményű ultrahangos berendezések intenzív nyíróerőket biztosítanak, amelyek könnyen felbontják a bentonitrészecskék közötti kötéseket. A nagy viszkozitású bentonitszuszpenziók homogénen feldolgozhatók úgy, hogy a szuszpenziót egy ultrahangos reaktorkamrán vezetik át, ahol a részecskéket deagglomerálják és diszpergálják az egyenletes részecskeméret elérése érdekében. Az intenzív keverés és nyírás elősegíti a részecskék aprítását a kívánt részecskeméretre. A nagy teljesítményű ultrahangos kezelés delaminálja és exfoliálja a bentonitot (montmorillonitot), nagy részecskefelületet eredményezve, amely hozzájárul a bentonit jobb duzzadásához és funkcionalizálásához .
Agyagok ultrahangos diszpergálása
Működési elv: A folyadékokban létrehozott rendkívül intenzív ultrahangos erők kavitációt hoznak létre. Az ultrahangos kavitáció tiszta nyírásként nyilvánul meg. Ezáltal az ultrahangos keverési és diszpergálási technológia ideális igen nagy részecsketartalmú tixotróp szuszpenziók előállítására.
Az intenzív nyírásnak köszönhetően az ultrahang lehetővé teszi az agyagok hatékony diszpergálását szuszpenziókba. Mivel az ultrahangos kezelés folyamatos, gyártósorba integrált eljárásként történik, még az olyan nagy viszkozitású szuszpenziók is, mint a fúróiszapok, bitumenemulziók, latex vagy festékek.
Hielscher Ultrasonics az Ön partnere a megbízható ultrahangos feldolgozásban. Az ultrahangos homogenizátorok teljes választékát kínáljuk – a laboratóriumi készüléktől az ipari ultrahangos berendezésig – olyan nagy igénybevétellel járó alkalmazásokhoz, mint az őrlés, deagglomerálás és a diszpergálás. A UIP10000 vagy UIP16000 berendezésekből álló csoportokkal gyakorlatilag nincs korlátja még a rendkívül nagy térfogatáramú anyagok üzemi feldolgozásának sem, beleértve a nagy viszkozitású, pasztaszerű anyagokat is.
Ipari ultrahangos diszpergálóberendezések
Ultrahangos diszpergálás:
- Nagy sebességű diszpergálás
- Nagy szilárdanyag-tartalom
- Nanodiszpergálás
- Teljes hidratálás
- Nincsenek „halszemek„
- Jobb duzzadás
- Részecskék funkcionalizálása
- Gélképző hatás
- Egyenletes feldolgozás
- Reprodukálhatóság
- Megbízható termékminőség
Gyártósorba integrált ultrahangos feldolgozás
Szakirodalom/Hivatkozások
- Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): Az agyagtudomány kézikönyve. Elservier 1978.
- Grim, R.E:; Güven, N. (1978): Bentonitok: Geológia, ásványtan, tulajdonságok és felhasználások. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): The colloidal stability of raw bentonite deformed mechanically by ultrasound. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- Wikipédia: Bentonit
A bentonitról
A bentonitagyagok, köztük a nátrium-bentonit, a kalcium-bentonit és a kálium-bentonit, főként szmektitásványokból, általában montmorillonitból állnak (pl. Al-montmorillonit Al2O3•4(SiO2)•H2O). A montmorillonit dioktaéderes szmektit, de más szmektittípusok is előfordulhatnak. A szmektit felelős a bentonit kívánatos tulajdonságaiért, de a rétegközi térben található kicserélhető kationok jellege is befolyásolja a tulajdonságokat. Ezért azoknak a bentonitoknak, amelyekben a rétegközi kation Na+, igen eltérő tulajdonságaik lehetnek azokhoz a bentonitokhoz képest, amelyekben a rétegközi kation Ca+. A legtöbb kereskedelmi bentonit több mint 80% szmektitet tartalmaz, azonban különféle más ásványok is előfordulhatnak szennyeződésként. Ezek az ásványok lehetnek például kvarc, földpát, kalcit és gipsz. Ezen ásványok jelenléte befolyásolhatja a bentonit ipari értékét, az adott alkalmazástól függően csökkentve vagy növelve azt. A bentonit kifejezett kolloid tulajdonságokkal rendelkezik, és vízzel érintkezve térfogata többszörösére nő, kocsonyás és viszkózus folyadékot képezve. A bentonit különleges tulajdonságai, például a hidratálódás, duzzadás, vízfelvétel, viszkozitás és a tixotrópia, számos alkalmazás számára értékes anyaggá teszik.
A bentonitagyagokat általában kenőanyagként, sűrítőanyagként, adszorbensként, reológiai adalékanyagként, kötőanyagként, katalizátorként, tisztítóanyagként, stabilizátorként, emulgeálószerként vagy derítőföldként használják. Funkcionális tulajdonságaiknak köszönhetően a viszkoelasztikus bentonitgélek sokrétű alkalmazásai kiterjednek az ásványolaj- és fúróiparra, a vegyiparra, a kerámiaiparra, az öntödékre, az építő- és tisztítóiparra, a mezőgazdaságra és kertészetre, a papírgyártásra, az élelmiszeriparra, valamint a kozmetikai és gyógyszeripari ágazatra.
A bentonit származékai a következő néven ismertek: Bentone. Ezek módosított szerves agyagok, amelyek funkcionális tulajdonságait az adott alkalmazásokhoz igazították. Például a Bentone 52, a Bentone 57 és a Bentone 1000 festékekhez és bevonatokhoz használt elterjedt sűrítőanyagok, míg a Bentone 27, a Bentone 128, a Bentone 150, a Bentone 155 és a Bentone 1000 az olaj- és fúróiparban használt reológiai módosítók. A Bentone EW, a Bentone HC, a Bentone MA és a Bentonite BC 342 kozmetikumokban és gyógyszerkészítményekben használatos sűrítő- és gélképző anyagok.
A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos gépei megbízhatóan és hatékonyan alkalmazhatók az összes bentonit-, hektorit- és Bentone szervesagyag-por egyenletes diszpergálására bentone-diszperziókba, bentone-gélekbe vagy végtermék-formulációkba.
Hasznos tudnivalók
Az ultrahangos szövethomogenizátorokat gyakran szondás ultrahangos kezelőnek/szonifikátornak, ultrahangos lizálónak, ultrahangos feltárónak, ultrahangos őrlőnek, szonoreptornak, szonifikálónak, ultrahangos szövetroncsolónak, sejtfeltárónak, ultrahangos diszpergálónak, emulgeálónak vagy oldónak is nevezik. A különböző elnevezések az ultrahangos kezeléssel megvalósítható különféle alkalmazásokból erednek.