Wax Emulsiounen mat Power Ultrasonics
Wann Wachs als Nano Drëpsen mat enger ganz homogener Verdeelung dispergéiert gëtt, gëtt eng stabil Wachsemulsiounen kritt. Ultrasonic Homogenisatoren generéieren héich Schéierkraaft a sinn zouverlässeg a robust Systemer fir stabil Wax Nano-Emulsiounen ze produzéieren. Hielscher Ultrasonics High-Shear Homogenisatoren liwweren superior Emulsiounen fir verschidden Industrien.
Ultrasonic Wax Emulsiounen
Ultraschall generéiert héich Schéierkräften liwweren déi erfuerderlech Energie fir Nano-Gréisst Wachsemulsiounen ze produzéieren, zB stabile Paraffinwachs Nanoemulsiounen.
Sub-Mikron- an Nano-Emulsiounen an Dispersiounen kënne mat enger Kombinatioun vu verschiddene Waxe formuléiert ginn, fir e superior Produkt mat ganz héije Funktionalitéiten ze kréien (zB Schmierstoff, Waasserresistenz, Kratzbeständegkeet etc.).
Déi héich Schéierkraaft vun Ultraschallhomogenisatoren erméiglechen et stabile prett-ze-benotzen Waxformulatioune mat Partikelen am Gläichgewiicht ze produzéieren. D'Ultraschall-Emulgéierung resultéiert zu Nano-Gréisst Partikelen an eng eenheetlech Verdeelung.
Industriell Ultraschall-Flow-Through System fir d'Produktioun vu Wachsemulsiounen.
- ganz kleng Drëpsgréissten mat manner wéi 100nm
- stabil Emulsiounen
- verlängert Regal Liewen (mechanesch Stabilitéit)
- méi héich Effizienz
- präzis Prozess Kontroll
Ultraschall Paraffin Wax Nanoemulsioun
Wéi preparéieren ech eng stabil Paraffin Wax Emulsioun
D'Nano-Gréisst Wachsemulsioun ass formuléiert aus geschmollte Paraffinwachs (als Uelegphase), destilléiert Waasser, an anionesche SDS als Surfaktant. Fir eng grober Pre-Mëschung ze bilden, ginn Wachs, Waasser an Surfaktant mat engem Magnéitrührer bei 1000 RPM homogeniséiert. Dofir ginn den Surfaktant (Konzentratioun 10 mg/ml Emulsioun) a Waasser an engem Becher gemëscht an op ca. 65-70ºC. Dann gëtt de Paraffinwachs drop-weise bäigefüügt andeems en 0,2 Uelegphase Volumenfraktioun ënner magnetesche Rühr hält.
No der kompletter Ergänzung vum Paraffinwachs ass d'grof virgemëschte Emulsioun sonicated mat engem Ultrasonic Bench-Top Homogenisator UIP1000hdT (1000W, 20kHz) fir ca. 15 min. Den Ultraschall-Emulgéierungsprozess resultéiert an enger Nano-Wachsemulsioun mat enger ganz héijer Stabilitéit.
Liest méi iwwer Paraffinwachsemulsioun mat Sonikatioun!
Ultraschall Nano-Emulsiounen virbereet mat der Hielscher UP400St
surfactants
Wax Emulsiounen kënne stabiliséiert ginn entweder duerch e steresche Mechanismus (mat net-ionesche Emulgatoren) oder duerch en elektrostatesche Mechanismus (mat ioneschen Emulgatoren, meeschtens Anionik). D'Kombinatioun vun anioneschen an netionesche Emulgatoren bitt d'Emulsioun déi optimal Stabilitéit well Wachspartikele geschützt sinn duerch béid Stabiliséierungsmechanismen. Dëst gëtt als den elektrosteresche Stabiliséierungsmechanismus bezeechent.
Fir d'Emulgéierung vu Wachs kënne verschidde Emulgatoren oder Surfaktanten benotzt ginn, déi anionesch, kationesch oder net-ionesch kënne sinn. Déi meescht benotzt Surfaktanten si Fettalkoholethoxylaten als net-ionesch Surfaktanten, well se eng aussergewéinlech Stabilitéit géint haart Waasser, pH-Schocken an Elektrolyte bidden. Fir aner spezifesch Materialeigenschaften gi verschidde aner benotzt, zB anionesch Surfaktanten fir besser Hydrophobitéit oder kationesch Surfaktanten fir besser Adhäsioun.
Bemierkung: Wat méi kleng d'Drëpsen sinn, dest méi Surfaktant ass erfuerderlech fir d'Drëpsfläch ze decken, well de V/S Verhältnis vu Kugelen déi folgend ass: S/V = 3/R. Fir all Erhéijung, x*l oder x*r an der Längt oder Radius, ass d'Erhéijung vun der Fläch x Quadrat (x)2) an d'Erhéijung vum Volume x ass kubéiert (x3).
Formuléieren mat Wax Emulsiounen a Dispersiounen
Ultrasonic Homogenisatoren ginn net nëmme benotzt fir Wachsemulsiounen / Dispersiounen ze bilden – si gi benotzt fir d'Wachsemulsiounen a weidere Schrëtt ze veraarbecht fir d'Emulsioun als Zousatz an d'Endprodukt ze integréieren (zB Beschichtungen, Lacker, Faarwen, Kosmetik etc.).
Heavy-Duty Ultrasonic Homogenisatoren fir stabil Wax Emulsiounen
Hielscher Ultrasonics ass weltwäit renomméierten Zouliwwerer vun High-Power Ultrasonic Homogenisatoren. Eis Ultraschaller kënnen weltwäit als zouverlässeg a robust fonnt ginn “schaffen Päerd” an der chemescher, pharmazeutescher, kosmetescher a Liewensmëttelindustrie. Hielscher industrielle Grad Ultraschaller si fäeg fir kontinuéierlech ganz héich Amplituden vu bis zu 200µm (a méi héich op Ufro) ze liwweren fir intensiv Kavitatioun an héich Scherr ze generéieren. Als Resultat ginn ultrafein Nano-Emulsiounen an Dispersiounen mat ganz schmuele Partikelverdeelungen produzéiert. Eis High-Power Ultraschallsystemer hëllefen Iech eng super Qualitéit vun Äre Waxformuléierungen ze kréien.
D'Robustitéit vun Hielscher Sonicatoren erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
Sonde-Typ Sonicator UP400St fir d'Virbereedung vu stabile Wachsemulsiounen.
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150 l | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000hdT |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000hdT |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Mächteg 1.5kW Ultraschall Homogenisator UIP15000hdT mat Fluxzelle fir Inline-Emulgéierung.
Literatur / Referenzen
- Salla Puupponen, Ari Seppälä, Olli Vartia, Kari Saari, Tapio Ala-Nissilä (2015): Preparation of paraffin and fatty acid phase changing nanoemulsions for heat transfer. Thermochimica Acta, Volume 601, 2015. 33-38.
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
Fakten Worth Wëssen
Wat ass Wax? Fir wat gi Waxen benotzt?
Wachs ginn definéiert als eng divers Klass vun organesche Verbindungen, déi hydrophobesch, béisbar Feststoffer bei no bei Ëmfeldtemperaturen sinn. Waxe besteet aus verschiddene Komponenten, dorënner Kuelewaasserstoffer (normal oder verzweigt Alkanen an Alkene), Ketone, Diketone, primär a sekundär Alkoholen, Aldehyden, Sterolester, Alkanosäuren, Terpenen (Squalen) a Monoester (Wachsester). Déi chemesch Zesummesetzung vu Wachs ass komplex a variéiert, awer allgemeng enthalen Wachs e relativ héijen Undeel vun Alkanen an d'Kuelewaasserstoffer hunn laang oder ganz laang Kuelestoffketten (vun 12 bis ongeféier 38 Kuelestoffatomer). Si si fest an enger grousser Temperaturberäich (Fusiounspunkt tëscht 60°C an 100°C). Wa se geschmollt ginn, ginn se an eng Flëssegkeet mat enger niddereger Viskositéit.
Si si charakteriséiert duerch hir Insolubilitéit am Waasser awer Solubilitéit an organeschen, netpolare Léisungsmëttel. Wachs kënnen an natierlechen (Planzen-, Déier-ofgeleet), semi-syntheteschen a syntheteschen Wachs ënnerscheeden.
Fir kommerziell Produktioun vu Wachs ass Rohöl d'Haaptquell.
Déi zwee wichtegst Petroleumwachstypen sinn Paraffin a Mikrokristallin Wachs:
Paraffinwachs meeschtens weist eng wäiss, Gerochlos, schmaachlos, waxeg fest Konsistenz, mat engem typesche Schmelzpunkt tëscht 46°C an 68°C (115°F an 154°F), an enger Dicht vun ca. 900 kg/m3. Et huet eng makrokristallin Struktur an ass onopléisbar am Waasser, awer opléisbar an Ether, Benzen a bestëmmten Ester. Paraffinwachs ginn aus Rohöl ofgeleet an enthalen tëscht 20 an 40 Kuelestoffatome.
Mikrokristallin Wachs, och bekannt als Petrolatum, gëtt fir vill Applikatiounen benotzt wéinst sengem Geroch, Faarf, Ueleggehalt, Konsistenz an Uelegbindende Eegeschafte.
α-olefinwachs sinn entweder synthetesch ofgeleet aus Ethylen iwwer Fischer-Tropsch Synthese mat engem Ziegler-Natta Katalysator oder iwwer Oligomeriséierung vun Ethylen. Alpha-olefinwachs ginn am meeschten a Schmieröladditive, PVC Schmiermëttel, Käerzen, Uelegbohrchemikalien a Kosmetik benotzt.
Polyethylen Wax (PE-WAX) ass en ultra niddereg molekulare Gewiicht Polyethylen (ULMWPE) besteet aus Ethylen Monomer Ketten. polypropylene Wachs (PP-WAX) ass e syntheteschen, kristallinem nidderegmolekulare Harz.
Béid, Olyethylen a Polypropylenwachs sinn Homopolymere a gi haaptsächlech fir d'Formuléierung vu Faarfstoffer fir Plastik benotzt.
Copolymer Wachs wéi Derivate vun Ethylenvinylacetat (EVA) an Ethylenacrylsäure (EAA) si wäit verbreet an de Formuléierunge vu Beschichtungen, zB metallesche Basecoats.
Waxen a Wachsadditive gi wäit benotzt fir e Produkt Schmierstoff / Rutsch, Rheologie, Abrasiounsbeständegkeet, Anti-Blockéierung / Barrière, Polnesch oder Matte, Anti-Oxidatiounsresistenz an / oder Waasserabweisend ze léinen.
Waxe sinn e wäit benotzte Bestanddeel a ville Industrien, sou wéi an der Produktioun vu Chemikalien (zB Fein & Spezialchemie), Beschichtungen, Faarwen & Tënt, Zousatzstoffer & modifiers, Klebstoff, Plastik & PVC, Pneuen & Gummistécker, Bau & Gebai, thermostatesch Kontrollgeräter, Verpackungen, Iessen a Kosmetik.
Natierlech Wachs:
- Déierwachs: Bienenwachs, Lanolin, Talg, Shellac, Spermaceti
- Geméiswachs: Carnauba, Candelilla, Soja, Rizinus, Rice Bran, Bayberry, Jojoba etc.
Mineralwachs:
- Fossil Wachs: Ceresin, Montan, Ozocerite, Torfwachs
- Petroleumwachs: Paraffin, Mikrokristallin Wachs, zB Petrolatum
Synthetiséiert Waxen:
Synthetesch Wachs: ethylenesch Polymeren zB Polyethylen & Polyolether-Ester; polyolefin Wachs; Fettsäure Amidewachs; chloréiert Naphthalen; Kuelewaasserstofftyp, zB Fischer-Tropsch.
Wat ass eng Wax Emulsioun?
Eng Wachsemulsioun / Wachsdispersioun ass eng stabil Mëschung aus engem oder méi Wachs am Waasser. Well Waxen an wässerlech Flëssegkeeten normalerweis net vermëschbar sinn, sinn Surfaktanten an e raffinéierte Mëschungsprozess, zB Power Ultraschall, erfuerderlech fir eng stabil Wachsemulsioun ze bilden. A korrekte Begrëffer muss eng Wachsemulsioun eng Wachsdispersioun genannt ginn, well Waxe bei Raumtemperatur fest sinn. Awer well Wachsemulsiounen / Dispersiounen mat geschmoltenem Wachs virbereet ginn, sinn d'Begrëffer “Emulgatioun” an “Wachsemulsioun” si meeschtens fir wässerlech Waxformulatioune benotzt, wärend de Begrëff “Wax Dispersioun” beschreift meeschtens eng Léisungsmëttelbaséiert Wachsformuléierung.
Wat ass eng Emulsioun
Eng Emulsioun ass eng Flëssegkeet a flësseg Dispersioun vun zwee oder méi onmëschbar Flëssegkeeten.
Eng Emulsioun kann a verschiddenen Typen optrieden: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
D'Zort vun der Emulsioun (w/o oder o/w) kann duerch e Verdünnungstest iwwerpréift ginn. D'Emulsioun kann nëmme mat der kontinuéierlecher / externer Phase verdünnt ginn. Eng aner Method fir d'Emulsiounstyp z'identifizéieren ass duerch Konduktivitéitstest. Ionesch o/w Emulsiounen féieren net, während o/w Emulsiounen elektresche Stroum féieren.
Fir d'Benotzung vum CoCl2 Filterpabeier Test, e Filterpabeier gëtt mat CoCl imprägnéiert2 a gedréchent (blo Faarf). D'Faarf vum CoCl2 Filterpabeier gëtt rosa wann eng o/w Emulsioun dobäigesat gëtt.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.