ულტრაბგერითი საფარი ფორმულირება
სხვადასხვა კომპონენტები, როგორიცაა პიგმენტები, შემავსებლები, ქიმიური დანამატები, ჯვარედინი და rheology მოდიფიკატორები წასვლა დაფარვა და საღებავი ფორმულირებები. Ultrasound არის ეფექტური საშუალება დისპერსიული და ემულსიფიცირება, deagglomeration და milling ასეთი კომპონენტების საიზოლაციო.
ულტრაბგერითი გამოიყენება საიზოლაციო ფორმირებისათვის:
- პოლიმერების ემულსიფიკაცია წყალმცენარეებში
- დაყოფა და პიგმენტების ჯარიმა საღებავი
- ნანომასალების ზომის შემცირება მაღალი ხარისხის საფარებში
საფარები იყოფა ორ ფართო კატეგორიად: წყლის და გამხსნელზე დაფუძნებული ფისები და საფარები. თითოეულ ტიპს აქვს საკუთარი გამოწვევები. მიმართულებები, რომლებიც ითხოვენ VOC-ის შემცირებას და გამხსნელების მაღალ ფასებს, ასტიმულირებს წყლის ფისოვანი საფარის ტექნოლოგიების ზრდას. ულტრაბგერითი გამოკვლევის გამოყენებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ასეთი ეკოლოგიურად სუფთა სისტემების მუშაობა.
გაძლიერებული საფარი ფორმულირება გამო ულტრაბგერითი
ულტრაბგერას შეუძლია დაეხმაროს არქიტექტურული, სამრეწველო, საავტომობილო და ხის საფარის ფორმულირებს, გააძლიეროს საფარის მახასიათებლები, როგორიცაა ფერის სიმტკიცე, ნაკაწრი, ბზარი და UV წინააღმდეგობა ან ელექტროგამტარობა. საფარის ზოგიერთი მახასიათებელი მიიღწევა ნანო ზომის მასალების, მაგ., ლითონის ოქსიდების (TiO) ჩართვით.2, სილიკა, სარია, ზნოო, …).
ულტრაბგერითი სისტემა 2 x 1000 ვატიანი ულტრაბგერითი დისპერსერებით გამწმენდ კაბინეტში.
ვინაიდან ულტრაბგერითი დისპერსიული ტექნოლოგიის გამოყენება შესაძლებელია ლაბორატორიულ, სკამზე და სამრეწველო წარმოების დონეზე, რაც იძლევა გამტარუნარიანობის სიჩქარეს 10 ტონა/სთ-ზე მეტი, იგი გამოიყენება R-ში.&D ეტაპზე და კომერციულ წარმოებაში. პროცესის შედეგები შეიძლება გაიზარდოს მარტივად და წრფივად.
Hielscher ულტრაბგერითი მოწყობილობები ძალიან ენერგოეფექტურია. მოწყობილობები გარდაიქმნება დაახლ. სითხეში მექანიკურ აქტივობაში ელექტრული შეყვანის სიმძლავრის 80-დან 90%-მდე. ეს იწვევს მნიშვნელოვნად დაბალ გადამუშავების ხარჯებს.
ქვემოთ მოყვანილი ბმულების შემდეგ, შეგიძლიათ მეტი წაიკითხოთ მაღალი ხარისხის ულტრაბგერის გამოყენების შესახებ
- პოლიმერების ემულსიფიკაცია წყალმცენარეებში,
- დაყოფა და პიგმენტების ჯარიმა საღებავი,
- და ნანომასალების ზომის შემცირება.
ემულსიური პოლიმერიზაცია Sonication-ის გამოყენებით
ტრადიციული საფარის ფორმულირებები იყენებს ძირითად პოლიმერულ ქიმიას. წყალზე დაფუძნებული საფარის ტექნოლოგიაზე ცვლილება გავლენას ახდენს ნედლეულის შერჩევაზე, თვისებებზე და ფორმულირების მეთოდოლოგიაზე.
ჩვეულებრივი ემულსიური პოლიმერიზაციისას, მაგ. წყალმღობარებისთვის, ნაწილაკები აგებულია ცენტრიდან მათი ზედაპირზე. კინეტიკური ფაქტორები გავლენას ახდენენ ნაწილაკთა ჰომოგენურობასა და მორფოლოგიაში.
ულტრაბგერითი დამუშავება შეიძლება გამოყენებულ იქნეს პოლიმერული ემულსიების წარმოქმნის ორი გზით.
- ზემოდან ქვემოთ: ემულსიფიკაცია/გაყოფა უფრო დიდი პოლიმერული ნაწილაკების წარმოქმნა მცირე ნაწილაკების ზომის შემცირებით
- ქვედა ხაზი: ულტრაბგერის გამოყენება ნაწილაკების პოლიმერიზაციამდე ან მის დროს
მინემილსიონებში ნანოპარტიკული პოლიმერები
ნაწილაკების პოლიმერიზაცია მინიემულსიებში იძლევა დისპერსიული პოლიმერული ნაწილაკების წარმოების საშუალებას ნაწილაკების ზომაზე კარგი კონტროლით. ნანონაწილაკების პოლიმერული ნაწილაკების სინთეზი მინიემულსიებში (ასევე ცნობილი როგორც ნანორეაქტორები), როგორც წარმოდგენილია K. Landfester (2001) არის შესანიშნავი მეთოდი პოლიმერული ნანონაწილაკების ფორმირებისთვის. ეს მიდგომა იყენებს ემულსიაში მცირე ნანოკუპეების დიდ რაოდენობას (დისპერსიული ფაზა), როგორც ნანორეაქტორები. მათში ნაწილაკები სინთეზირდება უაღრესად პარალელურად ცალკეულ, შეზღუდულ წვეთებში. თავის ნაშრომში, Landfester (2001) წარმოგიდგენთ პოლიმერიზაციას ნანორეაქტორებში მაღალ სრულყოფილებაში, თითქმის ერთიანი ზომის უაღრესად იდენტური ნაწილაკების წარმოქმნისთვის. ზემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს ნაწილაკებს, რომლებიც მიიღება მინიემულსიებში ულტრაბგერითი დახმარებით პოლიდამატებით.
მცირე წვეთები, რომლებიც წარმოიქმნება მაღალი ათვლის გამოყენებით (ულტრაბგერითი) და სტაბილიზირებულია სტაბილიზატორებით (ემულგატორები), შეიძლება გამაგრდეს შემდგომი პოლიმერიზაციით ან ტემპერატურის შემცირებით დაბალი ტემპერატურის დნობის მასალების შემთხვევაში. იმის გამო, რომ ულტრაბგერითმა შეიძლება წარმოქმნას თითქმის ერთიანი ზომის ძალიან მცირე წვეთები პარტიაში და წარმოების პროცესში, ეს საშუალებას იძლევა კარგად აკონტროლოთ ნაწილაკების საბოლოო ზომა. ნანონაწილაკების პოლიმერიზაციისთვის ჰიდროფილური მონომერები შეიძლება ემულსიფიცირდეს ორგანულ ფაზაში, ხოლო ჰიდროფობიური მონომერები წყალში.
ნაწილაკების ზომის შემცირებისას, ნაწილაკების მთლიანი ზედაპირის ფართობი ერთდროულად იზრდება. მარცხნივ სურათზე ნაჩვენებია კორელაცია ნაწილაკების ზომასა და ზედაპირის ფართობს შორის სფერული ნაწილაკების შემთხვევაში. ამიტომ, ემულსიის სტაბილიზაციისთვის საჭირო სურფაქტანტის რაოდენობა თითქმის წრფივად იზრდება ნაწილაკების მთლიანი ზედაპირის ფართობთან ერთად. სურფაქტანტის ტიპი და რაოდენობა გავლენას ახდენს წვეთების ზომაზე. 30-დან 200 ნმ-მდე წვეთების მიღება შესაძლებელია ანიონური ან კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გამოყენებით.
პიგმენტები წყალსატევებში
ორგანული და არაორგანული პიგმენტები საფარის ფორმულირების მნიშვნელოვანი კომპონენტია. პიგმენტის მოქმედების მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით საჭიროა ნაწილაკების ზომაზე კარგი კონტროლი. პიგმენტის ფხვნილის დამატებისას წყლის, გამხსნელების ან ეპოქსიდური სისტემებში, ინდივიდუალური პიგმენტის ნაწილაკები ქმნიან დიდ აგლომერატებს. ასეთი აგლომერატების დასამსხვრევად და ცალკეული პიგმენტური ნაწილაკების დასაფქვავად ჩვეულებრივ გამოიყენება მაღალი ათვლის მექანიზმები, როგორიცაა როტორ-სტატორის მიქსერები ან ამრევი მძივების წისქვილები. Ultrasonication უკიდურესად ეფექტური ალტერნატივა ამ ეტაპისთვის საიზოლაციო წარმოებაში.
ქვემოთ მოყვანილი გრაფიკები გვიჩვენებს ზემოქმედებას ბზინვარება მარგალიტის ბრწყინვალე პიგმენტის ზომაზე. ულტრაბგერითი დაფქვავს ინდივიდუალურ პიგმენტურ ნაწილაკებს ნაწილაკთაშორისი მაღალი სიჩქარით შეჯახებით. ულტრაბგერითი გამორჩეული უპირატესობა არის კავიტაციური ათვლის ძალების მაღალი ზემოქმედება, რაც არასაჭირო ხდის სახეხი მედიის (მაგ. მძივები, მარგალიტი) გამოყენებას. რადგან ნაწილაკები აჩქარებენ უკიდურესად სწრაფი სითხის ჭავლებს 1000 კმ/სთ-მდე, ისინი ძალადად ეჯახებიან და იშლება პატარა ნაჭრებად. ნაწილაკების აბრაზია ულტრაბგერით დაფქულ ნაწილაკებს გლუვ ზედაპირს აძლევს. მთლიანობაში, ულტრაბგერითი დაფქვა და დისპერსია იწვევს ნაწილაკების წვრილი ზომის და ერთგვაროვან განაწილებას.
მარგალიტის ბრწყინვალების პიგმენტების ულტრაბგერითი დაფქვა და დისპერსია. წითელ დიაგრამაზე ნაჩვენებია ნაწილაკების ზომის განაწილება გაჟღერებამდე, მწვანე მრუდი არის გახმოვანების დროს, ლურჯი მრუდი გვიჩვენებს საბოლოო პიგმენტებს ულტრაბგერითი დისპერსიის შემდეგ.
ულტრაბგერითი დაფქვა და დაშლა ხშირად აჯობებს მაღალსიჩქარიან მიქსერებსა და მედია წისქვილებს, რადგან სონიკი უზრუნველყოფს ყველა ნაწილაკების უფრო თანმიმდევრულ დამუშავებას. ზოგადად, ულტრაბგერითი აწარმოებს ნაწილაკების უფრო მცირე ზომებს და ნაწილაკების ზომის ვიწრო განაწილებას (პიგმენტის დაფქვის მრუდები). ეს აუმჯობესებს პიგმენტური დისპერსიების საერთო ხარისხს, რადგან უფრო დიდი ნაწილაკები, როგორც წესი, ხელს უშლიან დამუშავების შესაძლებლობებს, სიპრიალეს, წინააღმდეგობას და ოპტიკურ გარეგნობას.
ვინაიდან ნაწილაკების დაფქვა და დაფქვა ემყარება ნაწილაკებს შორის შეჯახებას ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად, ულტრაბგერითი რეაქტორები უძლებენ საკმაოდ მაღალ მყარ კონცენტრაციებს (მაგ. ძირითადი პარტიები) და მაინც აწარმოებენ ზომის შემცირების კარგ ეფექტს. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია TiO2-ის სველი დაფქვის სურათები.
ბურთით დაფქული TiO2 ულტრაბგერითი დაფქვის წინ და შემდეგ
გამხმარი სპრეით TiO2 ულტრაბგერითი დაფქვის წინ და შემდეგ
ქვემოთ მოყვანილი ნაკვეთი გვიჩვენებს ნაწილაკების ზომის განაწილების მრუდებს Degussa anatase ტიტანის დიოქსიდის დეაგლომერაციისთვის ულტრაბგერითი გამოკვლევით. ბგერითი დამუშავების შემდეგ მრუდის ვიწრო ფორმა ულტრაბგერითი დამუშავების ტიპიური თვისებაა.
ულტრაბგერითი დისპერსიული TiO2 (Degussa anatase) აჩვენებს ნაწილაკების ზომის ვიწრო განაწილებას.
Nanosize მასალები მაღალი ხარისხის COATINGS
ნანოტექნოლოგია არის განვითარებადი ტექნოლოგია, რომელიც გზას დაადგა მრავალ ინდუსტრიაში. ნანომასალები და ნანოკომპოზიტები გამოიყენება საფარის ფორმულირებებში, მაგ., აბრაზიისა და ნულიდან გამძლეობის გასაუმჯობესებლად ან ულტრაიისფერი სტაბილურობით. საიზოლაციო მასალებში განაცხადის ყველაზე დიდი გამოწვევაა გამჭვირვალეობის, სიწმინდისა და სიპრიალის შენარჩუნება. მაშასადამე, ნანონაწილაკების რაოდენობა ძალიან მცირეა, რათა ხელი არ შეეშალათ სინათლის ხილულ სპექტრში. მრავალი განაცხადისთვის, ეს არსებითად დაბალია, ვიდრე 100 ნმ.
მაღალი ხარისხის კომპონენტების სველი დაფქვა ნანომეტრის დიაპაზონამდე გადამწყვეტი ნაბიჯი ხდება ნანოინჟინერიული საფარის ფორმულირებაში. ნებისმიერი ნაწილაკი, რომელიც ხელს უშლის ხილულ შუქს, იწვევს ნისლს და გამჭვირვალობის დაკარგვას. ამიტომ საჭიროა ძალიან ვიწრო ზომის განაწილება. Ultrasonication არის ძალიან ეფექტური საშუალება ჯარიმა დაფქვის მყარი. ულტრაბგერითი / აკუსტიკური კავიტაცია სითხეებში იწვევს მაღალი სიჩქარით ნაწილაკებს შორის შეჯახებას. ჩვეულებრივი მძივების და კენჭის ქარხნებისაგან განსხვავებით, თავად ნაწილაკები აფუჭებენ ერთმანეთს, რაც აფერხებს საფრეს.
კომპანიები, ისევე როგორც პანდაური (გერმანია) გამოიყენეთ Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები ნანომასალების გაფანტვისა და დეაგლომერაციისთვის ყალიბის საფარებში. დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ყალიბში საფარების ულტრაბგერითი დისპერსიის შესახებ!
სახიფათო გარემოში აალებადი სითხეების ან გამხსნელების გახმოვანებისთვის ხელმისაწვდომია ATEX-ის სერტიფიცირებული პროცესორები. შეიტყვეთ მეტი Atex-ის სერთიფიცირებული ულტრაბგერითი UIP1000-Exd-ის შესახებ!
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
MultiSonoReactor MSR-4 არის სამრეწველო შიდა ჰომოგენიზატორი, რომელიც შესაფერისია პიგმენტური და პოლიმერული დისპერსიების სამრეწველო წარმოებისთვის.
ლიტერატურა
- 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 აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია to სამრეწველო ზომა.