Formulasi Perekat Kinerja Tinggi – Ditingkatkan dengan Dispersi Ultrasonik

Perekat berkinerja tinggi terdiri dari sistem epoksi, silikon, poliuretan, polisulfida, atau akrilik yang mengandung berbagai pengisi dan aditif (nano), yang memberikan kinerja khusus perekat seperti kekuatan ikatan, ringan, daya tahan, tahan panas, dan keberlanjutan. Pencampuran yang efisien dan andal diperlukan untuk merumuskan perekat berkinerja tinggi. Dispersi ultrasonik dan emulsifikasi digunakan menggabungkan berbagai komponen secara seragam menjadi campuran perekat homogen. Sonikasi inline memadukan bahkan bahan kental tinggi dan beban nano-filler tinggi yang andal dan efektif menghasilkan perekat yang unggul.

Gaya geser tinggi ultrasonik untuk dispersi perekat berkinerja tinggi

Perekat berkinerja tinggi menawarkan kekuatan ikatan yang luar biasa, daya tahan, dan bobot yang ringan. Tergantung pada aplikasi akhir, polimer, kopolimer, dan beberapa aditif diformulasikan mengikuti resep yang diuraikan.

Sistem epoksi, silikon, poliuretan dan akrilik untuk perekat dan lem diproduksi oleh formulator, yang memodifikasi dasar perekat dengan menambahkan tackifier, pengisi mineral (bedak, silika, alumina, dll.), Flexibilizer, peredam viskositas, pewarna, pengental, akselerator, promotor adhesi, dll. Modifikasi ini melayani beberapa tujuan seperti untuk meningkatkan kinerja dan/atau kenyamanan pemrosesan atau untuk mengurangi biaya. Disperser geser tinggi ultrasonik sangat ideal untuk merumuskan sistem epoksi yang berbeda secara inline dan memungkinkan produksi perekat yang fleksibel yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Mixer Geser Tinggi Ultrasonik untuk Aplikasi Dispersi dan Emulsi yang Menuntut

Prosesor ultrasonik berkinerja tinggi bekerja seperti mixer geser tinggi. Gaya geser tinggi yang ekstrim dihasilkan oleh kavitasi ultrasonik / akustik dan ideal untuk aplikasi emulsifikasi, dispersi, penggilingan, deaglomerasi, dan homogenisasi batch dan inline. Konsentrasi dan viskositas padat rendah hingga tinggi dapat dengan mudah diproses menggunakan disperser inline ultrasonik.

Pencampuran Geser Tinggi Ultrasonik Bahan Nano dalam Perekat

Bahan nano seperti tabung nano karbon (CNT), nanopartikel logam, nano-silika, nano-tanah liat, serat nano, dan banyak partikel berukuran nano lainnya digunakan untuk menghasilkan polimer yang diperkuat nano (nanokomposit). Nanopartikel terkenal karena kemampuannya untuk mengubah sifat mekanik (misalnya, kekakuan, elastisitas), sifat listrik (misalnya, konduktivitas), sifat fungsional (misalnya, permeabilitas, suhu transisi kaca, modulus), dan kinerja fraktur perekat polimer termoset. Tidak hanya memberikan nanomaterial sifat berkinerja tinggi khusus seperti kekuatan ikatan, daya tahan, kondusif, elastisitas atau tahan panas; Penambahan partikel berstruktur nano juga dapat meningkatkan sifat penghalang polimer.
Gaya geser tinggi dari kavitasi akustik yang dihasilkan secara ultrasonik terkenal karena kemampuannya untuk mendeaglomerasi dan membubarkan partikel nano dan bahkan untuk memecah partikel primer (yaitu, penggilingan ultrasonik). Ketika gaya ultrasonik ini diterapkan pada sistem polimer yang mengandung nanopartikel dan pengisi lainnya, formulasi yang sangat seragam diperoleh. Dispersi ultrasonik adalah metode hemat energi yang menunjukkan konsumsi energi yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan metode pencampuran geser konvensional seperti mixer bilah geser tinggi, mixer impeller, atau pabrik.

Kaboori et al. (2013) menunjukkan bahwa ultrasonikasi adalah metode yang efektif untuk membubarkan struktur berlapis montmorillonite (MMT) dan mengembangkan perekat PVA yang diperkuat MMT. Ultrasonikasi terbukti andal dan efisien dalam membubarkan nanoclay dalam PVA pada beban rendah (1% dan 2%) dan tinggi (4%).
Tim peneliti menemukan bahwa "teknik ultrasonik sangat efisien dalam menyebarkan nanoclay terutama pada beban tinggi, bertentangan dengan mixer kecepatan geser tinggi. Pencampuran berkecepatan tinggi dapat membubarkan nanoclay dalam PVA hanya pada beban rendah dan meningkatkan kekuatan ikatan PVA dalam kondisi yang berbeda. Pencampuran berkecepatan tinggi memiliki beberapa kelemahan: kemungkinan kerusakan pada emulsi PVA (karena gaya geser yang kuat yang digunakan selama pencampuran), biaya tinggi, dan konsumsi energi yang tinggi. Sebaliknya, teknik ultrasonikasi memiliki dampak negatif minimum pada emulsi PVA. Selain itu, teknik ultrasonikasi ekonomis karena pencampuran ultrasonik dapat terjadi sebelum produksi PVA dan larutan yang mengandung nanoclay dapat ditambahkan ke PVA selama proses produksi. Dengan mempertimbangkan hasil yang diperoleh dari makalah ini dan pekerjaan kami sebelumnya dan dengan mempertimbangkan keunggulan teknik ultrasonikasi dibandingkan pencampuran berkecepatan tinggi, menambahkan nanoclay ke PVA dalam skala industri tampaknya layak dan dapat direkomendasikan untuk produsen perekat kayu. " (Kaboori dkk., 2013)

Efek Degassing Ultrasonik dalam Produksi Perekat

Keuntungan tambahan dari sonikasi, yang meningkatkan hasil formulasi secara signifikan, adalah efek degasifikasi dari perawatan ultrasonik. Pengaduk mekanis berkecepatan tinggi (misalnya, mixer bilah geser tinggi) menghasilkan sejumlah besar gelembung gas dalam campuran, yang dalam beberapa kasus bahkan dapat diperhatikan karena warna campuran yang cerah. Pencampuran geser tinggi ultrasonik memiliki keuntungan besar bahwa teknik sonikasi tidak memasukkan gas ke dalam formulasi perekat, sebaliknya kekuatan gelombang ultrasound sudah menghadirkan gelembung gas untuk menyatu dan mengapung ke permukaan cair, dari mana gas dapat dengan mudah dihilangkan. Dengan demikian, ultrasonikasi mempromosikan degasifikasi dan de-aerasi cairan dan formulasi perekat. (cp. Shadlou et al., 2014)

Disperser Ultrasonik Kinerja Tinggi untuk Formulasi Perekat Industri

Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan disperser ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi tugas berat seperti pembuatan perekat berkinerja tinggi, resin yang sangat terisi, dan nanokomposit. Ultrasonicators Hielscher digunakan di seluruh dunia untuk menyebarkan bahan nano ke dalam polimer, resin, pelapis, dan bahan berkinerja tinggi lainnya.
Disperser ultrasonik Hielscher dapat diumpankan melalui berbagai aliran pengumpanan yang menambahkan berbagai bahan di bawah kondisi aliran yang terkendali ke zona pencampuran kavitasi. Disperser ultrasonik dapat diandalkan dan efisien dalam memproses viskositas rendah hingga tinggi. Tergantung pada bahan baku dan target pengurangan ukuran, intensitas ultrasonik dapat disesuaikan dengan tepat.
Untuk memproses pasta polimer kental, bahan nano dan konsentrasi padat tinggi, disperser ultrasonik harus mampu menghasilkan amplitudo tinggi terus menerus. Ultrasonik Hielscher’ Prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dalam operasi terus menerus di bawah beban penuh. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan dalam operasi 24/7. Opsi untuk mengoperasikan disperser ultrasonik pada amplitudo tinggi dan untuk menyesuaikan amplitudo dengan tepat diperlukan untuk menyesuaikan kondisi proses ultrasonik dengan formulasi perekat berkinerja tinggi, campuran polimer yang diperkuat nano, dan nanokomposit.
Selain amplitudo ultrasonik, tekanan adalah parameter proses lain yang sangat penting. Di bawah tekanan tinggi, intensitas kavitasi ultrasonik dan gaya gesernya diintensifkan. Reaktor ultrasonik Hielscher dapat ditekan sehingga memperoleh hasil sonikasi yang intensif.
Pemantauan proses dan pencatatan data penting untuk standarisasi proses dan kualitas produk yang berkelanjutan. Sensor tekanan dan suhu yang dapat dicolokkan disambungkan ke generator ultrasonik untuk memantau dan mengendalikan proses dispersi ultrasonik. Semua parameter pemrosesan penting seperti energi ultrasonik (bersih + total), suhu, tekanan, dan waktu secara otomatis diprotokolisasi dan disimpan ke kartu SD bawaan. Dengan mengakses data proses yang direkam secara otomatis, Anda dapat merevisi jalanan sonikasi sebelumnya dan mengevaluasi hasil proses.
Fitur ramah pengguna lainnya adalah remote control browser dari sistem ultrasonik digital kami. Melalui kontrol browser jarak jauh, Anda dapat memulai, menghentikan, menyesuaikan, dan memantau prosesor ultrasonik Anda dari jarak jauh dari mana saja.
Hubungi kami sekarang untuk mempelajari lebih lanjut tentang disperser ultrasonik berkinerja tinggi kami dan aplikasinya dalam produksi perekat dan pelapis berkinerja tinggi!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

---