초음파 벤토나이트 분산
- 나트륨 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트, 칼륨 벤토나이트와 같은 벤토나이트 점토는 주로 시추 유체용 첨가제, 결합제, 정제제, 흡착제 및 지하수 차단재로 사용됩니다.
- 벤토나이트는 강한 결합과 반데르발스 힘 때문에 응집체를 균일하게 해체하여 분산시키려면 강력한 혼합력이 필요합니다.
- 초음파 분산은 고형분 농도가 높은 고점도 슬러리를 제조하는 데 매우 신뢰할 수 있는 방법입니다. 따라서 초음파는 균질한 벤토나이트 슬러리를 제조할 때 기존 교반기보다 우수한 성능을 발휘합니다.
벤토나이트 분산
벤토나이트는 윤활제, 증점제 또는 흡착제 등 다양한 용도로 사용됩니다. 벤토나이트의 재료 특성을 활용하려면 벤토나이트 입자/판상 입자를 기본 매질에 균일하게 분포시켜야 합니다 . 벤토나이트 분산액은 팽윤 능력이 높고 많은 양의 유체를 흡착할 수 있습니다. 벤토나이트를 액체에 분산시키면 요변성이 매우 높은 콜로이드 현탁액 또는 겔이 형성됩니다. 벤토나이트 분산액의 콜로이드 특성은 분산 품질에 크게 좌우됩니다. 따라서 초음파 처리는 고품질 벤토나이트 슬러리를 얻기 위해 선호되는 분산 기법입니다.
벤토나이트의 초음파 분산(사용한 초음파 혼합기: UIP2000hdT)
문제점
기존 분산 방법으로는 기능화된 벤토나이트의 균질한 슬러리를 제조하는 데 필요한 강력한 전단력을 발생시키지 못하는 경우가 많습니다. 벤토나이트의 요변성과 탁월한 수분 결합 및 팽윤 능력 때문에 고점도 슬러리 처리에 탁월하고 응집체를 해체하기에 충분한 전단력을 제공하는, 평균 이상의 성능을 갖춘 분산 장비가 필요합니다.
벤토나이트 분산액의 점도는 농도가 증가함에 따라 높아집니다. 기존 혼합 장비는 걸쭉한 슬러리를 처리할 수 없어 분산 및 수화 품질이 떨어집니다.
혼합 능력이 부족하기 때문에 기존 분산기는 분쇄와 같은 추가 공정 단계와 결합해야 합니다.
해결책
고출력 초음파 장비는 벤토나이트 입자 사이의 결합을 쉽게 끊는 강력한 전단력을 제공합니다. 고점도 벤토나이트 슬러리는 현탁액을 초음파 반응기 챔버에 통과시켜 균질하게 처리할 수 있습니다. 챔버 안에서 입자는 해응집 및 분산되어 균일한 입자 크기에 도달합니다. 강력한 교반과 전단 작용은 입자를 목표 입자 크기까지 줄이는 데 도움을 줍니다. 강력한 초음파 처리는 벤토나이트(몬모릴로나이트)의 층간 분리 및 박리를 일으켜 입자의 표면적을 크게 하며, 이는 벤토나이트의 팽윤 및 기능화 개선에 기여합니다.
점토의 초음파 분산
작동 원리: 액체에서 유도되는 매우 강력한 초음파 힘은 캐비테이션을 발생시킵니다. 초음파 캐비테이션은 순수한 전단 작용으로 나타납니다. 따라서 초음파 혼합 및 분산 기술은 입자 함량이 매우 높은 요변성 현탁액을 제조하는 데 이상적입니다.
강력한 전단 작용 덕분에 초음파로 점토를 슬러리에 효율적으로 분산시킬 수 있습니다. 초음파 처리는 연속 인라인 공정으로 수행되므로 시추 이수, 역청 에멀션, 라텍스 또는 페인트와 같은 고점도 슬러리도.
Hielscher Ultrasonics는 신뢰할 수 있는 초음파 처리 분야의 파트너입니다. 당사는 실험실 장치부터 산업용 초음파 장비까지 모든 범위의 초음파 균질기를 제공하며, 이러한 장비는 분쇄, 해응집 및 분산과 같은 까다로운 용도에 사용됩니다. UIP10000 또는 UIP16000 클러스터를 사용하면 고점도의 페이스트상 물질을 포함하여 매우 큰 체적의 흐름도 상업적 규모로 처리하는 데 사실상 한계가 없습니다.
산업용 초음파 분산기
초음파 분산:
- 고속 분산
- 높은 고형분 함량
- 나노 분산
- 완전한 수화
- “피시아이 없음“
- 팽윤 개선
- 입자 기능화
- 겔화 효과
- 균일한 처리
- 재현성
- 신뢰할 수 있는 제품 품질
초음파 인라인 처리
문헌/참고 자료
- Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): 점토 과학 핸드북. Elservier 1978.
- Grim, R.E:; Güven, N. (1978): 벤토나이트: 지질학, 광물학, 특성 및 용도. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): 초음파로 기계적으로 변형된 천연 벤토나이트의 콜로이드 안정성. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- 위키백과: 벤토나이트
벤토나이트 소개
벤토나이트 점토에는 나트륨 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트, 칼륨 벤토나이트 등이 있으며, 주로 스멕타이트 광물로 구성되고 일반적으로 몬모릴로나이트 (예: Al-몬모릴로나이트 Al2O3•4(SiO2)•H2O)가 주성분입니다. 몬모릴로나이트는 이팔면체형 스멕타이트이지만 다른 유형의 스멕타이트가 존재할 수도 있습니다. 스멕타이트는 벤토나이트의 유용한 특성을 부여하지만, 층간에 있는 교환성 양이온의 성질도 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 층간 양이온이 Na+인 벤토나이트는 층간 양이온이 Ca+인 벤토나이트와 특성이 매우 다를 수 있습니다. 대부분의 상업용 벤토나이트에는 스멕타이트가 80% 넘게 함유되어 있지만, 다양한 다른 광물이 불순물로 존재할 수 있습니다. 이러한 광물에는 석영, 장석, 방해석 및 석고가 포함될 수 있습니다. 이러한 광물의 존재는 산업적 가치에 영향을 줄 수 있으며, 구체적인 용도에 따라 벤토나이트의 가치를 낮추거나 높일 수 있습니다. 벤토나이트는 강한 콜로이드 특성을 나타내며, 물과 접촉하면 부피가 여러 배로 증가하여 젤라틴상의 점성 유체를 형성합니다. 벤토나이트는 수화, 팽윤, 수분 흡수, 점도 및 요변성과 같은 독특한 특성 덕분에 광범위한 용도에서 가치 있는 재료입니다.
벤토나이트 점토는 일반적으로 윤활제, 증점제, 흡착제, 유변학적 첨가제, 결합제, 촉매, 정제제, 안정제, 유화제 또는 탈색토로 사용됩니다. 이러한 기능 덕분에 점탄성 벤토나이트 겔의 다양한 용도는 광유 및 시추 산업, 화학, 세라믹, 주조, 건설 및 세정 산업, 농업 및 원예, 제지, 식품 산업뿐 아니라 화장품 및 제약 분야까지 확장됩니다.
벤토나이트 유도체는 Bentone으로 알려져 있으며, 특정 용도에 맞는 기능을 갖도록 개질한 유기점토입니다. 예를 들어 Bentone 52, Bentone 57 및 Bentone 1000은 페인트와 코팅에 사용되는 일반적인 증점제이며, Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 및 Bentone 1000은 석유 및 시추 산업에서 사용되는 유변성 조절제입니다. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA 및 Bentonite BC 342는 화장품과 의약품에서 증점제 및 겔화제로 사용됩니다.
Hielscher의 강력한 초음파 장비는 모든 벤토나이트, 헥토라이트 및 Bentone 유기점토 분말을 Bentone 분산액, Bentone 겔 또는 최종 제품 제형에 균일하게 분산시키는 데 신뢰할 수 있고 효과적입니다.
알아두면 유용한 사실
초음파 조직 균질기는 흔히 프로브형 초음파 처리기, 초음파 용해기, 초음파 파쇄기, 초음파 분쇄기, 소노럽터, 소니파이어, 초음파 해체기, 세포 파쇄기, 초음파 분산기, 유화기 또는 용해기로 불립니다. 이러한 다양한 명칭은 초음파 처리로 수행할 수 있는 여러 용도에서 비롯됩니다.