Ուլտրաձայնային ծածկույթի ձևակերպման մեջ
Տարբեր բաղադրիչներ, ինչպիսիք են պիգմենտները, լցոնիչները, քիմիական հավելումները, խաչմերուկները և ռեոլոգիայի մոդիֆիկատորները մտնում են ծածկույթների և ներկերի ձևակերպումների մեջ: Ուլտրաձայնը արդյունավետ միջոց է ծածկույթների մեջ նման բաղադրիչների ցրման և էմուլգացման, ապաագլոմերացիայի և աղացման համար:
Ուլտրաձայնը օգտագործվում է ծածկույթների ձևավորման մեջ.
- պոլիմերների էմուլգացիա ջրային համակարգերում
- պիգմենտների ցրում և նուրբ ֆրեզում
- նանոնյութերի չափերի կրճատում բարձր արդյունավետության ծածկույթներում
Ծածկույթները բաժանվում են երկու լայն կատեգորիաների՝ ջրային և լուծիչի վրա հիմնված խեժեր և ծածկույթներ: Յուրաքանչյուր տեսակ ունի իր մարտահրավերները: Ուղղությունները, որոնք պահանջում են VOC-ի նվազեցում և լուծիչների բարձր գներ, խթանում են ջրով տեղափոխվող խեժի ծածկույթի տեխնոլոգիաների աճը: Օգտագործումը Ultrasonication կարող է բարձրացնել կատարումը նման էկո-բարեկամական համակարգերի.
Ընդլայնված ծածկույթի ձևակերպում Ուլտրաձայնային ազդեցության պատճառով
Ուլտրաձայնային հետազոտությունը կարող է օգնել ճարտարապետական, արդյունաբերական, ավտոմոբիլային և փայտե ծածկույթների ձևակերպողներին՝ բարելավելու ծածկույթի բնութագրերը, ինչպիսիք են գույնի ուժը, քերծվածքը, ճաքերը և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմադրությունը կամ էլեկտրական հաղորդունակությունը: Այս ծածկույթի որոշ բնութագրեր ձեռք են բերվում նանո չափի նյութերի, օրինակ՝ մետաղական օքսիդների (TiO) ընդգրկմամբ2սիլիցիում, ցերիա, ZnO, …)
Ուլտրաձայնային համակարգ 2 x 1000 վտ հզորությամբ ուլտրաձայնային ցրիչներով մաքրվող պահարանում:
Քանի որ ուլտրաձայնային ցրման տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել լաբորատոր, նստարանային և արդյունաբերական արտադրության մակարդակներում, ինչը թույլ է տալիս 10 տոննա/ժից ավելի թողունակություն, այն կիրառվում է Ռ.&Դ փուլ և կոմերցիոն արտադրության մեջ։ Գործընթացի արդյունքները կարող են մեծացվել հեշտությամբ և գծային:
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը շատ էներգաարդյունավետ են: Սարքերը փոխակերպում են մոտ. Հեղուկի մեջ մեխանիկական գործունեության մեջ էլեկտրական մուտքային հզորության 80-ից 90%-ը: Սա հանգեցնում է վերամշակման էականորեն ցածր ծախսերի:
Հետևելով ստորև բերված հղումներին՝ կարող եք ավելին կարդալ բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնի օգտագործման մասին
- պոլիմերների էմուլգացիա ջրային համակարգերում,
- պիգմենտների ցրում և նուրբ ֆրեզում,
- և նանոնյութերի չափերի կրճատում.
Էմուլսիա պոլիմերացում՝ օգտագործելով Sonication
Ավանդական ծածկույթների ձևակերպումները օգտագործում են հիմնական պոլիմերային քիմիա: Ջրի վրա հիմնված ծածկույթի տեխնոլոգիայի փոփոխությունն ազդում է հումքի ընտրության, հատկությունների և ձևավորման մեթոդոլոգիաների վրա:
Սովորական էմուլսիոն պոլիմերացման դեպքում, օրինակ՝ ջրածածկ ծածկույթների համար, մասնիկները կառուցվում են կենտրոնից մինչև իրենց մակերեսը: Կինետիկ գործոնները ազդում են մասնիկների միատարրության և մորֆոլոգիայի վրա:
Ուլտրաձայնային մշակումը կարող է օգտագործվել երկու եղանակով, որոնք առաջացնում են պոլիմերային էմուլսիաներ:
- վերևից վար: Էմուլգացնող/Ցրում ավելի մեծ պոլիմերային մասնիկներ՝ չափի կրճատմամբ ավելի փոքր մասնիկներ առաջացնելու համար
- ներքևից վերՈւլտրաձայնի օգտագործումը մասնիկների պոլիմերացումից առաջ կամ ընթացքում
Նանոմասնիկների պոլիմերները մինիէմուլսիաներում
Մինիէմուլսիաներում մասնիկների պոլիմերացումը թույլ է տալիս արտադրել ցրված պոլիմերային մասնիկներ՝ լավ վերահսկելով մասնիկների չափը: Նանոմասնիկների պոլիմերային մասնիկների սինթեզը մինիէմուլսիաներում (հայտնի են նաև որպես նանոռեակտորներ), ինչպես ներկայացրել է K. Landfester (2001), հիանալի մեթոդ է պոլիմերային նանոմասնիկների ձևավորման համար: Այս մոտեցումը օգտագործում է մեծ թվով փոքր նանոբաժիններ (ցրված փուլ) էմուլսիայում որպես նանոռեակտորներ: Դրանցում մասնիկները սինթեզվում են խիստ զուգահեռ ձևով առանձին, սահմանափակ կաթիլներով: Իր աշխատության մեջ Լանդֆեստերը (2001) ներկայացնում է պոլիմերացումը նանոռեակտորներում բարձր կատարելությամբ՝ գրեթե միատեսակ չափերի խիստ միանման մասնիկների առաջացման համար: Վերևի նկարը ցույց է տալիս մասնիկներ, որոնք ստացվել են մինիէմուլսիաներում ուլտրաձայնային օգնությամբ պոլիալցիայի միջոցով:
Փոքր կաթիլները, որոնք առաջանում են բարձր կտրվածքի (ուլտրաձայնային) կիրառմամբ և կայունացվում են կայունացնող նյութերի (էմուլգատորների) միջոցով, կարող են կարծրանալ հետագա պոլիմերացման կամ ցածր ջերմաստիճանի հալվող նյութերի դեպքում ջերմաստիճանի նվազման միջոցով: Քանի որ ultrasonication-ը կարող է արտադրել խմբաքանակի և արտադրության գործընթացում գրեթե միատեսակ չափի շատ փոքր կաթիլներ, այն թույլ է տալիս լավ վերահսկել մասնիկների վերջնական չափը: Նանոմասնիկների պոլիմերացման համար հիդրոֆիլ մոնոմերները կարող են էմուլսացվել օրգանական փուլի, իսկ հիդրոֆոբ մոնոմերները ջրի մեջ։
Երբ մասնիկների չափը փոքրացնում ենք, մասնիկների ընդհանուր մակերեսը միաժամանակ մեծանում է։ Ձախ կողմում գտնվող նկարը ցույց է տալիս գնդաձև մասնիկների դեպքում մասնիկների չափի և մակերեսի հարաբերակցությունը: Հետևաբար, էմուլսիայի կայունացման համար անհրաժեշտ մակերևութային ակտիվ նյութի քանակը գրեթե գծայինորեն մեծանում է մասնիկների ընդհանուր մակերեսի հետ: Մակերեւութային ակտիվ նյութի տեսակը և քանակը ազդում է կաթիլների չափի վրա: 30-ից 200 նմ երկարությամբ կաթիլներ կարելի է ստանալ անիոնային կամ կատիոնային մակերեւութային ակտիվ նյութերի միջոցով:
Պիգմենտներ ծածկույթներում
Օրգանական և անօրգանական պիգմենտները ծածկույթի ձևակերպումների կարևոր բաղադրիչն են: Գունանյութի արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու համար անհրաժեշտ է լավ վերահսկել մասնիկների չափը: Պիգմենտային փոշի ջրային, լուծիչով կամ էպոքսիդային համակարգերին ավելացնելիս պիգմենտի առանձին մասնիկները հակված են մեծ ագլոմերատների ձևավորմանը: Բարձր կտրվածքի մեխանիզմները, ինչպիսիք են ռոտոր-ստատորային խառնիչները կամ խառնիչի ուլունքների աղացները, սովորաբար օգտագործվում են նման ագլոմերատները կոտրելու և պիգմենտի առանձին մասնիկները մանրացնելու համար: Ultrasonication-ը չափազանց արդյունավետ այլընտրանք է այս քայլի համար ծածկույթների արտադրության մեջ:
Ստորև բերված գծապատկերները ցույց են տալիս ձայնային ազդեցության ազդեցությունը մարգարտյա փայլի պիգմենտի չափի վրա: Ուլտրաձայնը մանրացնում է առանձին պիգմենտային մասնիկները բարձր արագությամբ միջմասնիկների բախման միջոցով: Ultrasonication-ի ակնառու առավելությունը կավիտացիոն կտրող ուժերի բարձր ազդեցությունն է, որն անհարկի է դարձնում հղկման միջոցների օգտագործումը (օրինակ՝ ուլունքներ, մարգարիտներ): Քանի որ մասնիկները արագանում են մինչև 1000 կմ/ժ արագությամբ հեղուկի ծայրահեղ արագ շիթերի միջոցով, դրանք ուժգին բախվում են և փշրվում փոքր կտորների: Մասնիկների քայքայումը ուլտրաձայնային եղանակով աղացած մասնիկներին տալիս է հարթ մակերես: Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային ֆրեզումը և ցրումը հանգեցնում են մանր չափի և միատեսակ մասնիկների բաշխման:
Մարգարտյա փայլի պիգմենտների ուլտրաձայնային ֆրեզում և ցրում: Կարմիր գծապատկերը ցույց է տալիս մասնիկների չափի բաշխումը նախքան ձայնային ախտահանումը, կանաչ կորը հնչյունավորման ժամանակ է, կապույտ կորը ցույց է տալիս վերջնական պիգմենտները ուլտրաձայնային ցրումից հետո:
Ուլտրաձայնային ֆրեզումը և ցրումը հաճախ գերազանցում են բարձր արագությամբ խառնիչները և մեդիա աղացները, քանի որ ձայնային ապարատը ապահովում է բոլոր մասնիկների ավելի հետևողական մշակում: Ընդհանրապես, ուլտրաձայնային մշակումը առաջացնում է մասնիկների ավելի փոքր չափեր և նեղ մասնիկների չափի բաշխում (գունանյութերի ֆրեզերային կորեր): Սա բարելավում է պիգմենտների ցրման ընդհանուր որակը, քանի որ ավելի մեծ մասնիկները սովորաբար խանգարում են մշակման կարողությանը, փայլին, դիմադրությանը և օպտիկական տեսքին:
Քանի որ մասնիկների մանրացումն ու մանրացումը հիմնված է ուլտրաձայնային կավիտացիայի արդյունքում միջմասնիկների բախման վրա, ուլտրաձայնային ռեակտորները կարող են կարգավորել բավականին բարձր պինդ կոնցենտրացիաները (օրինակ՝ հիմնական խմբաքանակներ) և դեռ արտադրել լավ չափերի կրճատման էֆեկտներ: Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս TiO2-ի խոնավ աղացման նկարները:
Գնդիկավոր TiO2 ուլտրաձայնային ֆրեզումից առաջ և հետո
Սփրեյով չորացրած TiO2 ուլտրաձայնային ֆրեզումից առաջ և հետո
Ստորև բերված սյուժեն ցույց է տալիս մասնիկների չափի բաշխման կորերը ուլտրաձայնային եղանակով Degussa anatase տիտանի երկօքսիդի դեագլոմերացիայի համար: Նեղ ձևը կորի հետո sonication բնորոշ առանձնահատկությունն ուլտրաձայնային մշակման.
Ուլտրաձայնային ցրված TiO2 (Degussa anatase) ցույց է տալիս նեղ մասնիկների չափի բաշխում:
Նանո չափի նյութեր բարձր արդյունավետության ծածկույթներում
Նանոտեխնոլոգիան զարգացող տեխնոլոգիա է, որն իր ճանապարհն է բացում բազմաթիվ ոլորտներում: Նանոնյութերը և նանոկոմպոզիտները օգտագործվում են ծածկույթների ձևակերպումների մեջ, օրինակ՝ քայքայումից և քերծվածքներից դիմադրությունը կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայունությունը բարձրացնելու համար: Ծածկույթների կիրառման ամենամեծ մարտահրավերը թափանցիկության, պարզության և փայլի պահպանումն է: Հետևաբար, նանոմասնիկները շատ փոքր են, որպեսզի խուսափեն լույսի տեսանելի սպեկտրի միջամտությունից: Շատ ծրագրերի համար սա զգալիորեն ցածր է 100 նմ-ից:
Բարձր արդյունավետության բաղադրիչների թաց հղկումը մինչև նանոմետրային տիրույթը դառնում է վճռորոշ քայլ նանոինժեներական ծածկույթների ձևավորման մեջ: Ցանկացած մասնիկ, որը խանգարում է տեսանելի լույսին, առաջացնում է մառախուղ և թափանցիկության կորուստ: Հետեւաբար, պահանջվում են շատ նեղ չափերի բաշխումներ: Ultrasonication շատ արդյունավետ միջոց է նուրբ ֆրեզերային պինդ. Ուլտրաձայնային / ակուստիկ կավիտացիան հեղուկներում առաջացնում է բարձր արագությամբ միջմասնիկների բախումներ: Տարբերվելով սովորական ուլունքների և խճաքարերի գործարաններից՝ մասնիկները իրենք են մանրացնում միմյանց՝ անհարկի դարձնելով ֆրեզերային մեդիան:
Ընկերություններ, ինչպես Պանադուր (Գերմանիա) օգտագործել Hielscher ուլտրաձայնային սարքեր՝ կաղապարային ծածկույթների մեջ նանոնյութերի ցրման և ապաագլոմերացիայի համար: Սեղմեք այստեղ՝ կաղապարի մեջ ծածկույթների ուլտրաձայնային ցրման մասին ավելին կարդալու համար:
Վտանգավոր միջավայրում դյուրավառ հեղուկների կամ լուծիչների ձայնային ախտահանման համար առկա են ATEX սերտիֆիկացված պրոցեսորներ: Իմացեք ավելին Atex-ի կողմից վավերացված ուլտրաձայնային UIP1000-Exd-ի մասին:
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
MultiSonoReactor MSR-4-ը արդյունաբերական ներկառուցված հոմոգենիզատոր է, որը հարմար է գունանյութերի և պոլիմերային դիսպերսիաների արդյունաբերական արտադրության համար:
գրականություն
- Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 77-85.
- Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influence of hydrostatic pressure and gas content on continuous ultrasound emulsification, in: Ultrasonics Sonochemistry 8, 2001. 271-276.
- Landfester, K. (2001): The Generation of Nanoparticles in Miniemulsions; in: Advanced Materials 2001, 13, No 10, May17th. Wiley-VCH.
- Hielscher, T. (2005): Ultrasonic Production of Nano-Size Dispersions and Emulsions, in: Proceedings of European Nanosystems Conference ENS’05.
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.