როგორ შევურიოთ ლაქები ნანოშემავსებლებთან

ლაქის წარმოებას სჭირდება მძლავრი შერევის მოწყობილობა, რომელიც შეუძლია ნანონაწილაკებისა და პიგმენტების დამუშავებას, რომლებიც ფორმულაში ერთგვაროვნად უნდა იყოს გაფანტული. ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები არის მაღალეფექტური და საიმედო გაფანტვის ტექნიკა, რომელიც უზრუნველყოფს ნანონაწილაკების ერთგვაროვან განაწილებას პოლიმერებში.

ლაქის წარმოება მაღალეფექტური ულტრაბგერითი შერევის მოწყობილობებით

ლაქი არის გამჭვირვალე, მყარი, დამცავი საფარი ან ფენა, რომელიც მზადდება ფისებისგან (მაგ., აკრილის, პოლიურეთანის, ალკიდის, შელაკის), გამშრობი ზეთის, მეტალის გამშრობისა და აქროლადი გამხსნელებისგან (მაგ., ნაფთა, მინერალური სპირტი ან გამხსნელი). როდესაც ლაქი შრება, მის შემადგენლობაში არსებული გამხსნელი აქროლდება, ხოლო დარჩენილი კომპონენტები იჟანგება ან პოლიმერიზდება, რათა შეიქმნას მდგრადი გამჭვირვალე ფენა. ლაქები ძირითადად გამოიყენება ხის ზედაპირების, სურათებისა და სხვადასხვა დეკორატიული ნივთების დამცავ საფარად, ხოლო UV გამაგრებადი ლაქები გამოიყენება ავტომობილების საღებავებში, კოსმეტიკაში, საკვებ მრეწველობაში, მეცნიერებასა და სხვა დარგებში.

ნანოსილიციუმის ულტრაბგერითი გაფანტვა ლაქში

ულტრაბგერითი გაფანტვის საერთო მაგალითია კოლოიდური სილიციუმის ჩართვა, რომელიც ჩვეულებრივ ემატება ლაქებს თიქსოტროპული თვისებების მისაცემად.
მაგალითად, ნანოსილიციუმით შევსებული პოლიეთერიმიდის ლაქი აჩვენებს ექსპლუატაციის ვადის გაზრდას სტანდარტულ ლაქთან შედარებით 30-ჯერ მეტად. ნანოსილიციუმი აუმჯობესებს ლაქის თვისებებს, როგორიცაა მისი ელექტროგამტარობა, მისი DC და AC დიელექტრიკული სიმტკიცე და მისი შეკავშირების სიმტკიცე. ამიტომ, ულტრაბგერითი გაფანტვის მოწყობილობები ფართოდ გამოიყენება ელექტროგამტარი საფარების წარმოებისთვის.
სხვა სილიკატური მინერალები, ვოლასტონიტი, ტალკი, მიკა, კაოლინი, საველე შპატი და ნეფელინის სიენიტი არის იაფი შემავსებლები და ფართოდ გამოიყენება ე.წ. გაფართოების პიგმენტების სახით, რომლებიც ემატება რეოლოგიის (სიბლანტის), ნალექის მდგრადობისა და ფენის სიმტკიცის შესაცვლელად საფარებში.

ულტრაბგერითი მოწყობილობების კვლევით დადასტურებული უპირატესობა ნანოშემავსებლების გაფანტვისთვის

Monteiro et al. (2014) შეადარეს საერთო გაფანტვის ტექნოლოგიებს – კერძოდ, როტორ-სტატორის შერევის მოწყობილობას, Cowles-ის იმპელერსა და ულტრაბგერით პრობის ტიპის გაფანტვის მოწყობილობას – მათი ეფექტურობის მიხედვით ტიტანის დიოქსიდის (TiO2, ანატაზის) გაფანტვისას. ულტრაბგერითი დამუშავება აღმოჩნდა ყველაზე ეფექტური ნანონაწილაკების წყალში გაფანტვისთვის ტრადიციული Na-PAA პოლიელექტროლიტის გამოყენებით და მნიშვნელოვნად აღემატებოდა როტორ-სტატორის ან Cowles-ის იმპელერის შერევას.
კვლევის დეტალები: შედარდა სხვადასხვა გაფანტვის ტექნიკები, რათა დადგენილიყო ყველაზე ეფექტური კარგად დეაგლომერირებული ნანო-TiO2 წყალხსნარის შექმნისთვის. პოლიაკრილის მჟავას ნატრიუმის მარილი (Na-PAA), რომელიც ტრადიციულად გამოიყენება მრეწველობაში TiO2 წყალხსნარებისთვის, გამოიყენებოდა როგორც საყრდენი გაფანტვის საშუალება. სურ. 1 აჩვენებს მიღებულ ნაწილაკების ზომის მოცულობითი განაწილებას (PSD), რომელიც მიღებულია Cowles-ის გაფანტვის მოწყობილობით (30 წთ 2000 ბრ/წთ), როტორ-სტატორის შერევის მოწყობილობით (30 წთ 14 000 ბრ/წთ) და პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავებით (Hielscher UIP1000hdT, 2 წთ 50% ამპლიტუდაზე). “Cowles-ის გაფანტვის მოწყობილობის გამოყენებისას ნაწილაკების ზომები იყო სამ სხვადასხვა დიაპაზონში: 40–100 nm, 350–1000 nm და 1200–4000 nm. უფრო დიდი აგლომერატები ცალსახად დომინირებენ განაწილებაში, რაც აჩვენებს, რომ ეს ტექნიკა ეფექტური არ არის. როტორ-სტატორმაც უკმაყოფილო შედეგები მისცა, მიუხედავად იმისა, ნანონაწილაკები ერთბაშად თუ ნელ-ნელა ემატებოდა შერევის დროს. Cowles-ის შედეგში დაფიქსირებული ძირითადი განსხვავება დაკავშირებულია შუა პიკის გადაადგილებასთან უფრო მაღალი ნაწილაკების ზომისკენ, რაც ნაწილობრივ ერწყმის მარჯვენა პიკს. მეორეს მხრივ, ულტრაბგერის გამოყენებამ ბევრად უკეთესი შედეგი მისცა, ვიწრო პიკით, რომელიც ცენტრირებულია 0,1 nm-ზე და ორი ბევრად მცირე პიკით 150–280 nm და 380–800 nm დიაპაზონებში.”

ნანო-TiO2 წყალხსნარების ნაწილაკების ზომის განაწილება (10mgmL−1, pH = 9), რომლებიც მომზადებულია სხვადასხვა დისპერგაციის ტექნიკის გამოყენებით. ულტრაბგერითი დამუშავება იძლევა უმცირეს TiO2 ნანონაწილაკებს და ნაწილაკების ზომის შემცირების ყველაზე ვიწრო მრუდებს. როდესაც გამოიყენებოდა დისპერგატორი (Na-PAA), მისი თანაფარდობა ნანო-TiO2-თან იყო 1:1.
(კვლევა და გრაფიკა: © Monteiro et al., 2014)

სპრეით გამხმარი TiO2 ულტრაბგერითი დაფქვამდე და მის შემდეგ

ეს შედეგი ემთხვევა Sato et al. (2008)-ის ნაშრომს, რომელშიც ნათქვამია, რომ წყალში ნანოზომიერი TiO2 ნაწილაკების დისპერგაციისას ულტრაბგერითი დამუშავება სხვა ტექნიკებთან შედარებით უკეთეს შედეგებს იძლევა. აკუსტიკური / ულტრაბგერითი კავიტაციით შექმნილი დარტყმითი ტალღები იწვევს ნაწილაკთაშორის ძალიან ინტენსიურ შეჯახებებს და ნაწილაკების ეფექტურ დაფქვასა და აგლომერატების დაშლას ერთგვაროვან ნანოზომიერ ფრაგმენტებად.
(იხ. Monteiro et al., 2014)

მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ლაქების წარმოებისთვის

როდესაც ნანონაწილაკები და ნანოშემავსებლები გამოიყენება სამრეწველო წარმოების პროცესებში, როგორიცაა ლაქებისა და საფარების წარმოება, მშრალი ფხვნილი თანაბრად უნდა აირიოს თხევად ფაზაში. ნანონაწილაკების დისპერგაცია მოითხოვს საიმედო და ეფექტურ შერევის ტექნიკას, რომელიც გამოიყენებს საკმარის ენერგიას აგლომერატების დასაშლელად, რათა გაიხსნას ნანოზომიერი ნაწილაკების თვისებები. ულტრაბგერითი დისპერგატორები ცნობილია, როგორც მძლავრი და საიმედო დისპერგატორები, ამიტომ გამოიყენება სხვადასხვა მასალების, როგორიცაა სილიკა, ნანომილაკები, გრაფენი, მინერალები და ბევრი სხვა მასალა, თანაბრად დასაშლელად და გასანაწილებლად თხევად ფაზაში, როგორიცაა ფისები, ეპოქსიდები და პიგმენტების მაგისტრალური პარტიები. Hielscher Ultrasonics აპროექტებს, აწარმოებს და ავრცელებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით დისპერგატორებს ნებისმიერი ტიპის ჰომოგენიზაციისა და აგლომერატების დაშლის პროცესებისთვის.
როდესაც საქმე ეხება ნანოდისპერსიების წარმოებას, ზუსტი ულტრაბგერითი დამუშავების კონტროლი და ნანონაწილაკების სუსპენზიის საიმედო ულტრაბგერითი დამუშავება აუცილებელია მაღალი წარმადობის პროდუქტების მისაღებად. Hielscher Ultrasonics-ის პროცესორები გაძლევთ სრულ კონტროლს ყველა მნიშვნელოვან დამუშავების პარამეტრზე, როგორიცაა ენერგიის შეტანა, ულტრაბგერითი ინტენსივობა, ამპლიტუდა, წნევა, ტემპერატურა და შეკავების დრო. ამრიგად, შეგიძლიათ პარამეტრები დააყენოთ ოპტიმიზებული პირობების შესაბამისად, რაც შემდგომში იწვევს მაღალი ხარისხის ნანოდისპერსიებს, როგორიცაა ნანოსილიკა ან ნანო-TiO2 სლაპები.

ნებისმიერი მოცულობის / ტევადობისთვის: Hielscher სთავაზობს ულტრაბგერით აპარატებს და აქსესუარების ფართო პორტფელს. ეს საშუალებას იძლევა შეიქმნას იდეალური ულტრაბგერითი სისტემა თქვენი გამოყენებისა და წარმოების ტევადობისთვის. რამდენიმე მილილიტრის შემცველი მცირე ფლაკონებიდან საათში ათასობით გალონის მოცულობის მაღალი ნაკადების ჩათვლით, Hielscher სთავაზობს შესაბამის ულტრაბგერით გადაწყვეტილებას თქვენი პროცესისთვის.
მაღალი სიბლანტე: ულტრაბგერითი ინლაინ სისტემები მარტივად ამუშავებენ პასტისებრ ფორმულაციებს, მაგალითად, პიგმენტების მაგისტრალურ პარტიებს, სადაც პიგმენტი მაღალი ნაწილაკების დატვირთვის პირობებში თანაბრად ერევა პლასტიფიკატორის, მონომერისა და პოლიმერის ნარევში.
მდგრადობა: ჩვენი ულტრაბგერითი სისტემები მდგრადი და საიმედოა. ყველა Hielscher ულტრაბგერითი დამუშავება შექმნილია 24/7/365 რეჟიმში მუშაობისთვის და მოითხოვს ძალიან მცირე მომსახურებას.
მომხმარებლისთვის მოსახერხებლობა: ჩვენი ულტრაბგერითი მოწყობილობების დახვეწილი პროგრამული უზრუნველყოფა საშუალებას იძლევა წინასწარ აირჩიოთ და შეინახოთ ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები მარტივი და საიმედო ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის. ინტუიციური მენიუ მარტივად ხელმისაწვდომია ციფრული ფერადი სახის ეკრანის მეშვეობით. დისტანციური ბრაუზერული კონტროლი საშუალებას გაძლევთ მართოთ და მონიტორინგი გაუწიოთ ნებისმიერი ინტერნეტ ბრაუზერის მეშვეობით. ავტომატური მონაცემთა ჩაწერა ინახავს ნებისმიერი ულტრაბგერითი დამუშავების პროცესის პარამეტრებს ჩაშენებულ SD-ბარათზე.
ენერგიის ეფექტურობის შესანიშნავი მაჩვენებელი: ალტერნატიულ დისპერგაციის ტექნოლოგიებთან შედარებით, Hielscher ულტრაბგერითი დამუშავებები გამოირჩევა ენერგიის შესანიშნავი ეფექტურობითა და ნაწილაკების ზომის განაწილებაში უპირატესი შედეგებით.
მაღალი ხარისხი და მდგრადობა: Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები ცნობილია თავისი ხარისხით, სანდოობითა და გამძლეობით. Hielscher Ultrasonics არის ISO სერტიფიცირებული კომპანია, რომელიც განსაკუთრებულ მნიშვნელობას ანიჭებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით აპარატებს, რომლებიც იყენებენ თანამედროვე ტექნოლოგიას და მარტივია მომხმარებლისთვის. რა თქმა უნდა, Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები შეესაბამება CE მოთხოვნებს და აკმაყოფილებენ UL, CSA და RoHs სტანდარტების მოთხოვნებს.

ქვემოთ მოცემული ცხრილი გიჩვენებთ ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დაახლოებითი დამუშავების სიმძლავრის მაჩვენებლებს: