高性能接着剤製剤 – 超音波分散によって改善

高性能接着剤は、エポキシ、シリコーン、ポリウレタン、ポリスルフィド、または様々な(ナノ)充填剤および添加剤を含むアクリル系から構成され、接着強度、軽量、耐久性、耐熱性、持続性などの特殊な性能を有します。高性能接着剤を配合するには、効率的で信頼性の高い混合が必要です。超音波分散および乳化は、均質な接着ブレンドに均一に様々な成分を組み合わせて使用されます。インライン超音波処理は、高粘性材料と高ナノフィラーローディングも確実かつ効果的に優れた接着剤を生産します。

高性能接着剤の分散のための超音波高剪断力

高性能接着剤は、並外れた接着強度、耐久性、軽量性を提供します。最終的な用途に応じて、ポリマー、コポリマーおよび複数の添加剤は、精巧なレシピに従って処方される。

接着剤や接着剤用のエポキシ、シリコーン、ポリウレタン、アクリル系は、粘着剤、ミネラルフィラー(タルク、シリカ、アルミナなど)、フレキシビライザー、粘度還元剤、着色剤、増粘剤、加速剤、接着促進剤などを添加して接着剤ベースを修正する配合によって製造されます。これらの変更は、パフォーマンスや処理の利便性を向上させる、コストを削減するなどの目的に役立ちます。超音波高剪断分散機は、異なるエポキシ系をインラインで配合し、特定の用途の要件に合わせた柔軟な接着剤の製造を可能にするのに理想的です。

要求の厳しい分散およびエマルジョンアプリケーションのための超音波高剪断ミキサー

高性能超音波プロセッサは、ハイシェアミキサーのように動作します。極端な高剪断力は、超音波/音響キャビテーションによって生成され、バッチおよびインライン乳化、分散、粉砕、脱凝集および均質化アプリケーションに最適です。低から高い固体濃度および粘度は超音波インライン分散機を使用して容易に処理することができる。

接着剤中のナノ材料の超音波高剪断混合

ナノナノチューブ(CNT)、金属ナノ粒子、ナノシリカ、ナノ粘土、ナノファイバーなどのナノ材料を用いて、ナノ強化ポリマー(ナノコンポジット)を製造しています。ナノ粒子は、機械的特性(剛性、弾性など)、電気的特性(例えば、導電性)、機能特性(例えば、透過性、ガラス転移温度、弾性率)、熱硬化性ポリマー接着剤の破壊性能を変化させる能力でよく知られています。ナノ材料は、結合強度、耐久性、助長、弾性、耐熱性などの特殊な高性能特性を与えるだけでなく、ナノ構造粒子の添加は、ポリマーのバリア特性を改善することができます。
超音波生成された音響キャビテーションの高剪断力は、ナノ粒子を脱凝集して分散させる能力、さらには一次粒子(すなわち、超音波粉砕)を破壊する能力のためによく知られている。これらの超音波力がナノ粒子および他の充填剤を含むポリマー系に適用される場合、非常に均一な製剤が得られる。超音波分散は、高剪断翼ミキサー、インペラーミキサー、またはミルなどの従来のせん断混合方法と比較して、より少ないエネルギー消費を示すエネルギー効率の高い方法です。

Kabooriら(2013)は、超音波がモンモリロネット(MMT)の層状構造を分散させ、MMT強化PVA接着剤を開発するための効果的な方法であることを実証した。超音波処理は、低い(1%と2%)と高い(4%)負荷でPVAでナノクレーを分散する際に信頼性と効率的であると示された。
研究チームは、「超音波技術は、高剪断速度ミキサーに反して、特に高負荷でナノクレーを分散させる上で非常に効率的であることを発見しました。高速混合は、低負荷時にのみPVAにナノクレーを分散させ、異なる条件でPVAの結合強度を増加させる可能性があります。高速混合には、PVAエマルジョン(混合中に使用される強力なせん断力のため)、高コスト、高エネルギー消費に対する損傷の可能性という欠点があります。対照的に、超音波処理技術はPVAエマルジョンに最小のマイナスの影響を有する。さらに、超音波混合はPVAの生産前に行うことができ、ナノクレーを含む溶液は、製造プロセス中にPVAに追加することができるように経済的です。本論文と我々の前の研究から得られた結果を考慮し、高速混合よりも超音波技術の利点を考慮することによって、工業的規模でPVAにナノクレーを加えることは実現可能であると思われ、木材接着剤メーカーに推薦することができる。(カブーリら、2013年)

接着剤製造における超音波脱ガス効果

超音波処理の追加の利点は、顕著に製剤の結果を改善し、超音波処理の脱気効果です。高速機械的撹拌(例えば、高剪断ブレードミキサー)は、混合物中に多数の気泡を生成し、混合物の明るい色のために気付くことさえある。超音波ハイシェア混合は、超音波処理技術が接着剤製剤にガスを組み込んでいない巨大なアドバンジを有し、代わりに超音波力は、すでに合体し、気体を容易に除去することができる液体表面に浮遊する気泡を提示する。それによって、超音波は液体および接着剤製剤の脱気および脱気を促進する。(cp. シャドゥルら, 2014)

工業用接着剤製剤用高性能超音波分散機

ヒールシャー超音波設計、製造し、高性能接着剤、高充填樹脂やナノ複合材料の製造などの頑丈なアプリケーションのための高性能超音波分散機を製造し、配布します。ヒールシャー超音波装置は、ポリマー、樹脂、コーティング、およびその他の高性能材料にナノ材料を分散するために世界中で使用されています。
ヒールシャー超音波分散機は、キャビテーション混合ゾーンに制御された流れの条件下で様々な材料を追加する様々な給餌ストリームを介して供給することができます。超音波分散機は、高粘度に低い処理で信頼性が高く、効率的です。原料やサイズ縮小目標に応じて、超音波強度を正確に調整することができます。
粘性ポリマーペースト、ナノ材料および高固体濃度を処理するためには、超音波分散機は連続的に高い振幅を生成することができる必要があります。ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは、全負荷下で連続操作で非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に実行できます。超音波分散機を高振幅で操作し、振幅を正確に調整するオプションは、超音波プロセス条件を高性能接着剤、ナノ強化ポリマー混合物およびナノ複合材料の配合に適合させる必要があります。
超音波振幅のほかに、圧力は別の非常に重要なプロセスパラメータです。高い圧力下では、超音波キャビテーションの強度とそのせん断力が強くなります。ヒールシャーの超音波反応器は、それによって激化超音波処理結果を得ることができます。
プロセスの監視とデータ記録は、連続的なプロセス標準化と製品品質にとって重要です。超音波分散プロセスを監視および制御するための超音波発生器にプラグ可能な圧力および温度センサワイヤー。 超音波エネルギー(純+合計)、温度、圧力、時間などの重要な処理パラメータはすべて自動的にプロトコル化され、内蔵のSDカードに保存されます。自動記録されたプロセスデータにアクセスすることで、以前の超音波処理の実行を修正し、プロセス結果を評価することができます。
もう一つのユーザーフレンドリーな機能は、当社のデジタル超音波システムのブラウザのリモートコントロールです。リモートブラウザコントロールを介して、どこからでもリモートで超音波プロセッサを起動、停止、調整、監視することができます。
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下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：