Cara Mencampur Pernis dengan Nanofiller

Produksi pernis memerlukan peralatan pencampur yang kuat untuk menangani nanopartikel dan pigmen, yang harus didispersikan secara merata ke dalam formulasi. Homogenizer ultrasonik merupakan teknologi pendispersi yang sangat efisien dan andal untuk menghasilkan distribusi nanopartikel yang homogen dalam polimer.

Produksi Pernis dengan Pencampur Ultrasonik Berkinerja Tinggi

Pernis didefinisikan sebagai lapisan atau film pelindung yang bening, transparan, dan keras, yang diformulasikan dari resin (misalnya akrilik, poliuretan, alkid, lak), minyak pengering, bahan pengering berbasis logam, dan pelarut volatil (misalnya nafta, mineral spirit atau tiner). Ketika pernis mengering, pelarut yang terkandung di dalamnya menguap, dan komponen yang tersisa mengalami oksidasi atau polimerisasi sehingga membentuk film transparan yang tahan lama. Pernis terutama digunakan sebagai lapisan pelindung untuk permukaan kayu, lukisan, dan berbagai benda dekoratif, sedangkan pernis yang mengeras dengan UV digunakan dalam pelapis otomotif, kosmetik, pangan, sains, dan bidang lainnya.

Dispersi Ultrasonik Nanosilika dalam Pernis

Contoh umum pendispersian ultrasonik adalah pencampuran silika koloid, yang biasanya ditambahkan untuk memberikan sifat tiksotropik pada pernis.
Misalnya, pernis polieterimida berpengisi nanosilika menunjukkan peningkatan masa pakai hingga tiga puluh kali lebih tinggi daripada pernis standar. Nanosilika meningkatkan sifat pernis seperti konduktivitas listrik, kekuatan dielektrik DC dan AC, serta kekuatan ikatannya. Oleh karena itu, alat pendispersi ultrasonik banyak digunakan untuk produksi pelapis konduktif secara listrik.
Mineral silikat lainnya, yaitu wollastonit, talk, mika, kaolin, feldspar, dan sienit nefelin, merupakan bahan pengisi murah dan banyak digunakan sebagai apa yang disebut pigmen ekstender, yang ditambahkan untuk memodifikasi reologi (viskositas), stabilitas sedimentasi, dan kekuatan film pada pelapis.

Keunggulan Sonikator untuk Dispersi Nanofiller yang Terbukti melalui Penelitian

Monteiro et al. (2014) membandingkan teknologi pendispersian yang umum – yaitu pencampur rotor-stator, impeler Cowles, dan alat pendispersi ultrasonik tipe probe – dalam hal efisiensinya untuk mendispersikan titanium dioksida (TiO2, anatase). Ultrasonikasi terbukti paling efisien dalam mendispersikan nanopartikel di dalam air menggunakan polielektrolit Na-PAA konvensional, dan secara signifikan mengungguli pencampuran dengan rotor-stator atau impeler Cowles.
Rincian Penelitian: Berbagai teknik dispersi dibandingkan untuk mengidentifikasi teknik yang paling efektif dalam menghasilkan suspensi nano-TiO2 dalam air yang terdeaglomerasi dengan baik. Garam natrium dari asam poliakrilat (Na-PAA), yang secara konvensional digunakan dalam industri untuk dispersi TiO2 dalam air, digunakan sebagai dispersan acuan. Gbr. 1 menunjukkan distribusi ukuran partikel berbasis volume (PSD) yang diperoleh menggunakan alat pendispersi Cowles (30 min pada 2000 rpm), pencampur rotor-stator (30 min pada 14.000 rpm), dan ultrasonikasi tipe probe (Hielscher UIP1000hdT, 2 min pada amplitudo 50%). “Dengan menggunakan alat pendispersi Cowles, ukuran partikel berada dalam tiga rentang berbeda: 40–100 nm, 350–1000 nm, dan 1200–4000 nm. Aglomerat yang lebih besar jelas mendominasi distribusi, menunjukkan bahwa teknik ini tidak efisien. Rotor-stator juga memberikan hasil yang tidak memuaskan, terlepas dari apakah nanopartikel ditambahkan sekaligus atau secara bertahap selama waktu pencampuran. Perbedaan utama yang diamati pada hasil Cowles berkaitan dengan pergeseran puncak tengah ke ukuran partikel yang lebih besar, sehingga sebagian menyatu dengan puncak paling kanan. Di sisi lain, penggunaan ultrasonik menghasilkan hasil yang jauh lebih baik, dengan puncak sempit yang berpusat pada 0,1 nm dan dua puncak yang jauh lebih kecil dalam rentang 150–280 nm dan 380–800 nm.”

Distribusi ukuran partikel dispersi nano-TiO2 dalam air (10mgmL−1, pH = 9) yang disiapkan menggunakan berbagai teknik dispersi. Ultrasonikasi menghasilkan nanopartikel TiO2 terkecil dan kurva pengurangan ukuran partikel tersempit. Ketika dispersan (Na-PAA) digunakan, rasionya terhadap nano-TiO2 adalah 1:1.
(penelitian dan grafik: © Monteiro et al., 2014)

TiO2 yang dikeringkan dengan pengeringan semprot sebelum dan sesudah penggilingan ultrasonik

Hasil ini sesuai dengan penelitian Sato et al. (2008), yang melaporkan hasil lebih baik dengan ultrasonikasi dibandingkan teknik lain untuk mendispersikan partikel TiO2 berukuran nano dalam air. Gelombang kejut yang dihasilkan oleh kavitasi akustik / ultrasonik menyebabkan tumbukan antarpartikel yang sangat intens serta penggilingan dan deaglomerasi partikel yang efisien menjadi fragmen berskala nano yang seragam.
(bandingkan Monteiro et al., 2014)

Homogenizer Ultrasonik Berkinerja Tinggi untuk Produksi Pernis

Ketika nanopartikel dan nanofiller digunakan dalam proses manufaktur industri seperti produksi pernis dan pelapis, serbuk kering harus dicampurkan secara homogen ke dalam fase cair. Dispersi nanopartikel memerlukan teknik pencampuran yang andal dan efektif, yang menerapkan energi cukup untuk memecah aglomerat agar sifat-sifat partikel berskala nano dapat dimanfaatkan sepenuhnya. Sonikator dikenal luas sebagai alat pendispersi yang kuat dan andal, sehingga digunakan untuk mendeaglomerasi dan mendistribusikan berbagai bahan seperti silika, nanotube, grafena, mineral, dan banyak bahan lainnya secara homogen ke dalam fase cair seperti resin, epoksi, dan masterbatch pigmen. Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan alat pendispersi ultrasonik berkinerja tinggi untuk segala jenis aplikasi homogenisasi dan deaglomerasi.
Dalam produksi nanodispersi, pengendalian sonikasi yang presisi dan perlakuan ultrasonik yang andal terhadap suspensi nanopartikel sangat penting untuk memperoleh produk berkinerja tinggi. Prosesor Hielscher Ultrasonics memberi Anda kendali penuh atas semua parameter pemrosesan penting seperti masukan energi, intensitas ultrasonik, amplitudo, tekanan, suhu, dan waktu retensi. Dengan demikian, Anda dapat menyesuaikan parameter ke kondisi optimal, yang selanjutnya menghasilkan nanodispersi berkualitas tinggi seperti sluri nanosilika atau nano-TiO2.

Untuk segala volume / kapasitas: Hielscher menawarkan sonikator dan beragam aksesori. Hal ini memungkinkan konfigurasi sistem ultrasonik yang ideal untuk aplikasi dan kapasitas produksi Anda. Dari vial kecil yang berisi beberapa mililiter hingga aliran bervolume besar sebesar ribuan galon per jam, Hielscher menawarkan solusi ultrasonik yang sesuai untuk proses Anda.
Viskositas tinggi: Sistem ultrasonik inline dengan mudah memproses formulasi menyerupai pasta, misalnya masterbatch pigmen, yang di dalamnya pigmen dengan kandungan partikel tinggi dicampurkan secara merata dalam campuran pemlastis, monomer, dan polimer.
Ketangguhan: Sistem ultrasonik kami tangguh dan andal. Semua sonikator Hielscher dibuat untuk pengoperasian 24/7/365 dan hanya memerlukan sedikit perawatan.
Kemudahan penggunaan: Perangkat lunak canggih pada perangkat ultrasonik kami memungkinkan pemilihan awal dan penyimpanan pengaturan sonikasi untuk sonikasi yang sederhana dan andal. Menu yang intuitif mudah diakses melalui layar sentuh digital berwarna. Kendali jarak jauh melalui peramban memungkinkan Anda mengoperasikan dan memantau melalui peramban internet apa pun. Pencatatan data otomatis menyimpan parameter proses setiap pelaksanaan sonikasi pada kartu SD terintegrasi.
Efisiensi energi yang sangat baik: Dibandingkan dengan teknologi dispersi alternatif, sonikator Hielscher unggul berkat efisiensi energi yang luar biasa dan hasil distribusi ukuran partikel yang lebih baik.
Kualitas Tinggi & Ketangguhan: Sonikator Hielscher diakui karena kualitas, keandalan, dan ketangguhannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikasi ISO dan memberikan penekanan khusus pada sonikator berkinerja tinggi yang dilengkapi teknologi mutakhir serta mudah digunakan. Tentu saja, sonikator Hielscher mematuhi CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA, dan RoHs.

Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami: