ულტრაბგერა დისპერსიისა და დაფქვისთვის: საღებავები და პიგმენტები

მძლავრი ულტრაბგერა ცნობილია თავისი ინტენსიური და ზუსტად მართვადი დაფქვისა და დისპერსიის ეფექტებით. ეს ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს იდეალურს ხდის პიგმენტური პასტისა და საღებავის ფორმულაციების წარმოებისთვის. სამრეწველო ულტრაბგერითი აპარატები უზრუნველყოფენ ნაწილაკების ზომის მაღალი ერთგვაროვნების განაწილებას მიკრო- და ნანო-დიაპაზონში. დამუშავეთ მაღალი სიბლანტის მქონე დიდი მოცულობის ნაკადები Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატებით, რომ მიაღწიოთ ერთგვაროვან დასველებას, დისპერსიას, დეაგლომერაციასა და დაფქვას!

საღებავების წარმოება ულტრაბგერით

გააუმჯობესეთ თქვენი საღებავები, ფერები და დაფარვის სისტემები ულტრაბგერითი დამუშავებით:

• ფორმულაცია: იქნება ეს მაღალი სიბლანტე, მაღალი ნაწილაკური დატვირთვა, წყალზე თუ გამხსნელზე დაფუძნებული – Hielscher-ის სამრეწველო ინლაინ ულტრაბგერითი აპარატებით შეგიძლიათ დაამუშავოთ ნებისმიერი ფორმულაცია.
• მიკრო- და ნანო-ზომა: აკუსტიკური კავიტაციით წარმოქმნილი მაღალი ძვრის ძალები ამცირებს ნაწილაკებს მინიმალურ დიამეტრამდე და უზრუნველყოფს ერთგვაროვან დისპერსიას. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრების თქვენს ნაწილაკურ და ფორმულაციურ მოთხოვნებთან შესაბამისობაში მოყვანა საშუალებას იძლევა, რომ ნანო-ზომის პიგმენტების სანდო წარმოება განხორციელდეს.
• ოპტიკური თვისებები: სწორი ოპტიკური თვისებების მისაღებად, პიგმენტის ნაწილაკების ზომა უნდა კონტროლდებოდეს. ჩვეულებრივ, გაუმჭვირვალობა კორელაციაშია ნაწილაკების ზომასთან: რაც უფრო წვრილია ნაწილაკების ზომა, მით უფრო მეტია გაუმჭვირვალობა. მაგალითად, TiO2 სპეციფიკურად მუშავდება 0,20-დან 0,3 მიკრონამდე ნაწილაკების ზომამდე, რაც დაახლოებით სინათლის ტალღის სიგრძის ნახევარის ტოლფასია. ულტრაბგერითი დამუშავება ამცირებს TiO2 პიგმენტებს მათ ოპტიმალურ ზომამდე, რათა მიღწეულ იქნას მაქსიმალური დაფარვის უნარი.
• მაღალი წარმადობის ნაწილაკები: ნაწილაკების უფრო მცირე ზომები იწვევს ფერის გაჯერების, ფერის მუდმივობისა და სტაბილურობის გაზრდას. ინტენსიური, მაგრამ ზუსტად მართვადი ულტრაბგერითი ძალები საშუალებას იძლევა, რომ წარმოიქმნას მოდიფიცირებული და ფუნქციონალიზებული ნანო-ნაწილაკები, როგორიცაა დაფარული ნაწილაკები, SWNT-ები, MWCNT-ები და გული-გარსის ტიპის ნაწილაკები. ასეთი ნაწილაკები ავლენს უნიკალურ მახასიათებლებს და ამაღლებს საღებავის ან საფარის ფორმულაციებს ხარისხისა და ფუნქციონალურობის ახალ დონეზე (მაგ. UV-მდგრადობა, ნაკაწრებისადმი მდგრადობა, სიმტკიცე, ადჰეზია, მაღალი სითბომდგრადობა, ინფრაწითელი და მზის გამოსხივების არეკვლა).
• მოდიფიცირებული ნაწილაკები: ზედაპირულად მოდიფიცირებულ პიგმენტებს აქვთ ძალიან დაბალი სიბლანტე მაღალი პიგმენტური დატვირთვის დროს (2,5cP 10% მყარი ნივთიერებების დროს), უმაღლესი სუსპენზიის სტაბილურობა და მაღალი სიწმინდე. ულტრაბგერითი დამუშავებით დახმარებული ნაწილაკების ფუნქციონალიზაცია აადვილებს სპეციალური მახასიათებლების მქონე მაღალი წარმადობის პიგმენტების სინთეზს.

პიგმენტური პასტები იფქვება და დისპერსირდება ულტრაბგერითი კავიტაციისა და მაღალი ძვრის ძალების გამოყენებით, რაც აჩვენებს ზომის მნიშვნელოვან შემცირებასა და ერთგვაროვან განაწილებას. ზემოთ მოცემული გრაფიკი აჩვენებს ზომის მზარდ შემცირებას ულტრაბგერითი ენერგიის მზარდობასთან ერთად.

საღებავის წარმოებისთვის, კომპონენტები, როგორიცაა პიგმენტები, შემკვრელები/ ფირმწარმომქმნელები, განზავებლები/ გამხსნელები, ფისები, შემავსებლები და ადიტივები უნდა აირიოს ერთმანეთში ერთგვაროვანი ფორმულაციის მისაღებად. პიგმენტები არის განმსაზღვრელი კომპონენტი, რომელიც საღებავს აძლევს მის ფერს. ყველაზე მნიშვნელოვანი თეთრი პიგმენტია TiO2, რომელიც უნდა დაიფქვას 0,2-დან 0,3 მიკრონამდე დიამეტრის მქონე ოპტიმალურ ნაწილაკურ ზომამდე, რათა აჩვენოს სასურველი ხარისხის სითეთრე, სიკაშკაშე, გაუმჭვირვალობა და ძალიან მაღალი გარდატეხის მაჩვენებელი. ულტრაბგერითი ძვრის ძალები უზრუნველყოფენ TiO2 ნაწილაკების ძალიან ეფექტურ და ენერგოეფექტურ დეაგლომერაციასა და დისპერსიას (იხ. ქვემოთ მოცემული სურათი).

ულტრაბგერით დისპერსირებული TiO2 ნანონაწილაკების სუსპენზიის TEM სხვადასხვა მყარი კონცენტრაციებით. ულტრაბგერითი დამუშავება განხორციელდა ულტრაბგერითი აპარატის UIP1000hdT
მარცხნივ: ულტრაბგერითი ენერგიის შეყვანა 1,8 × 10⁵ J/L – მარჯვნივ: ულტრაბგერითი ენერგიის შეყვანა 5,4 × 10⁵ J/L
(კვლევა და სურათები: ©Fasaki et al., 2012)

 
ულტრაბგერითი დაფქვა და დისპერსია აუმჯობესებს საღებავის ხარისხს მისი ფერის სიმძლავრის, სიმკვრივის, დაფქვის წვრილობის, დისპერსიისა და რეოლოგიის გაუმჯობესებით.

ულტრაბგერითი დისპერსიისა და დაფქვის პირობები

საღებავებისა და საფარების ხარისხი ემყარება პიგმენტების ერთგვაროვან დისპერსიას. Hielscher Ultrasonics აწვდის ეფექტურ დაფქვისა და დაწვრილმანების მოწყობილობებს საღებავის დისპერსიისთვის, განსაკუთრებით მაღალი პიგმენტური დატვირთვის მქონე ფორმულაციებისთვის. ულტრაბგერითი დისპერსორების მექანიზმი დაფქვის, დაწვრილმანების, დეაგლომერაციისა და დისპერსიის გამოყენებისთვის ძირითადად ემყარება ულტრაბგერითი კავიტაციით წარმოქმნილ ძვრის პრინციპს. ნაწილაკების დისოციაციისთვის აუცილებელი კავიტაციური ძვრის ძალები წარმოიქმნება მაღალი წნევის სხვაობებით, ლოკალური ცხელი წერტილებით და სითხის ჭავლებით, რაც იწვევს ნაწილაკების დაშლას ნაწილაკთაშორისი შეჯახების შედეგად.
სამრეწველო ულტრაბგერითი დისპერსორები, როგორიცაა UIP16000hdT, 16 000 ვატი თითოეული ულტრაბგერითი პრობისთვის, აქვთ შესაძლებლობა დაამუშავონ საღებავებისა და საფარების მაღალი მოცულობის ნაკადები.

ულტრაბგერით დამუშავებული კირის საღებავი გრინდომეტრზე აჩვენებს პიგმენტების სრულყოფილად ერთგვაროვან დეაგლომერაციასა და ნაწილაკების ზომის განაწილებას

ნანონაწილაკების დისპერსია

ულტრაბგერითი დაფქვა და დისპერსია ხშირად არის ერთადერთი მეთოდი ნანო-ნაწილაკების ეფექტურად დასამუშავებლად, რათა მიღწეულ იქნას ცალ-ცალკე დისპერსირებული პირველადი ნაწილაკები. პატარა პირველადი ნაწილაკების ზომა იწვევს დიდ ზედაპირულ ფართობს და კორელაციაშია უნიკალური ნაწილაკური მახასიათებლებისა და ფუნქციონალობის გამოხატულებასთან. იმავე დროს, ნაწილაკების უფრო მცირე ზომა დაკავშირებულია მაღალ ზედაპირულ ენერგიასთან, რაც იწვევს უფრო მძიმე აგრეგაციასა და რეაქტიულობას, რის გამოც საჭიროა ინტენსიური ულტრაბგერითი დისპერსიის ძალები, რათა ნანო-ნაწილაკები ერთგვაროვნად დისპერსირდეს ფორმულაციაში.
გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ზედაპირული დამუშავება შეიძლება შეცვალოს ნანო-ნაწილაკები, რაც იწვევს დისპერსიის შესაძლებლობის, დისპერსიის სტაბილურობის, ჰიდროფობურობისა და სხვა თვისებების გაუმჯობესებას.
მკვლევარებმა რეკომენდაცია გაუწიეს ულტრაბგერითი დისპერსიის მეთოდს ნანო-ნაწილაკებისთვის, როგორც სასურველ გადაწყვეტილებას, “რადგან ულტრაბგერითი მეთოდით დისპერსირებული მასალა ბევრად უფრო სუფთაა, ვიდრე ბურთულებიანი წისქვილით დაფქვით მიღებული.” [Kim et al. 2010].

ულტრაბგერითი დისპერსიის ტექნიკას აქვს ბევრი უპირატესობა ტრადიციულ დაფქვის ტექნოლოგიებთან შედარებით, როგორიცაა სამი ლილვის, ბურთული ან მედია დასაფქვავი.

გაიგეთ მეტი პიგმენტებისა და საღებავების ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაციისა და დისპერსიის შესახებ მაგისტრალური პარტიებისა და საღებავის ფორმულაციებისთვის!

ლიტერატურა / რეფერენსები

• FactSheet Ultrasonic Inkjet Dispersion – Hielscher Ultrasonics
• I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
• Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS₄ with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
• Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
• Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.