Ultraskaņas Preparation of nostiprināts gumijas
- Pastiprinātas gumijas rāda augstāku stiepes izturību, pagarinājums, nodiluma izturība un labāku novecošanās stabilitāti.
- Pildvielas, piemēram, melno oglekli (piemēram, CNTs, MWNTs), Grafēns vai silīcija dioksīds, ir vienmērīgi izkliedētas matricā, lai nodrošinātu vēlamās materiāla īpašības.
- Power Ultrasonics dod izcilu izplatīšanas kvalitāti monoizkliedētu nanodaļiņu ar ļoti pastiprinošu īpašības.
Ultraskaņas dispersijas
Ultrasonication ir plaši nodarbināts, lai izkliedētu Nano materiālus, piemēram, monoizkliedētas nanodaļiņas un nanocaurules, jo Ultrasonics uzlabo atdalīšana un funkcionalizācija daļiņu un cauruļu ievērojami.
Ultraskaņas izkliešanas iekārta rada kavitācija un augstu bīdes spēkus, lai sagrautu, deaglomerētu, nojauktu un izkliedē Nano daļiņas un nanocaurules. Ultraskaņas apstrādes intensitāti var precīzi noregulēt un kontrolēt tā, lai ultraskaņa apstrādāšanas parametri tiktu pielāgoti perfekti, ņemot vērā koncentrāciju, aglomerāciju un nanomateriāla pielīdzināšanu/iepinināšanos. Tādējādi Nano materiālus var optimāli apstrādāt attiecībā uz to specifisko materiālu prasībām. Optimālais dispersijas stāvoklis, pateicoties individuāli pielāgotiem ultraskaņas procesa parametriem, rada augstas kvalitātes gala gumijas nanokompozītu ar nanopiedevu un pildvielu pārstiprinošu raksturojumu.
Sakarā ar izcilu dispersijas kvalitāti Ultrasonics un tādējādi panākt vienmērīgu dispersiju, ļoti zems uzpildes iekraušana ir pietiekama, lai iegūtu izcilu materiāla īpašības.
Rūpnieciskā ultraskaņas sistēma
Ultrasonically Carbon Black-pastiprināta gumija
Carbon Black ir viens no svarīgākajiem pildvielas gumija, īpaši riepām, lai dotu gumijas materiāla nodilumizturību un stiepes izturību. Oglekļa melnās daļiņas ir ļoti uzņēmīgas pret formas agregātiem, ko ir grūti izkliedēt viendabīgi. Carbon Black parasti izmanto krāsās, emaljas, tipogrāfijas krāsas, neilona un plastmasas krāsvielas, lateksa maisījumi, vaska maisījumi, foto pārklājumi, un vairāk.
Ultraskaņas dispersija ļauj deaglomerēt un vienmērīgi saplūst ar ļoti augstu daļiņu monoizkliedi.
Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas dispersija pastiprinātas kompozītu!
Ultrasonically CNT-/MWCNT-pastiprināta gumija
Ultraskaņas homogenizatori ir spēcīgas izkliešanas sistēmas, kuras var precīzi kontrolēt un pielāgot procesa un materiālu prasībām. Precīza ultraskaņas procesa parametru kontrole ir īpaši svarīga, lai disperģējot nanocaurules, piemēram, MWNTs vai SWNTs, jo nanocaurulītes ir jāaizvada vienā mēģenēs bez bojājumiem (piemēram, dalīšanās). Nebojātas nanocaurulītes piedāvā augstu proporcijas (līdz 132000000:1), lai tās, kad tās formulētas kompozīta, nodrošina izcilu izturību un stīvumu. Jaudīgs, precīzi pielāgots ultraskaņu pārādās van der Waals spēki un izkliedi, un detangles nanocaurules, kuru rezultātā veidojas augstas veiktspējas gumijas materiāls ar izcilu stiepes izturību un elastīgu moduli.
Turklāt Ultraskaņas funkcionalizācija izmanto, lai modificētu oglekļa nanocaurules, lai sasniegtu vēlamās īpašības, ko var izmantot kolektora pielietojumos.
Ultrasonicators nepārtrauktai nanomateriālu, melnās ogles vai aktīvās ogles dispersijai.
Ultrasonically Nano-silīcija-pastiprinātas gumijas
Ultraskaņas izkliedētāji nodrošina ļoti viendabīgu silīcija dioksīda daļiņu izplatību (SiO2) Nano daļiņas gumijas polimēra šķīdumos. Silīcija dioksīds (SiO2) nanodaļiņas ir vienmērīgi jāizplata kā monoizkliedētas daļiņas polimēra-butadiēna un citos kaučukā. Mono-izkliedēta Nano-SiO2 darbojas kā pastiprinošas aģenti, kas uzlabo stingrību, izturību, pagarinājums, liekšanas un anti-novecošanās sniegumu, ievērojami. Attiecībā uz Nano daļiņām: jo mazāks ir daļiņu izmērs, jo lielāks ir daļiņu īpatnējā virsma. Ar augstāku virsmas laukuma/tilpuma (S/V) attiecību iegūst labāku strukturālo un pastiprinošu ietekmi, kas palielina gumijas izstrādājumu stiepes izturību un cietību.
Silīcija dioksīda Nano daļiņu ultraskaņas dispersija ļauj kontrolēt procesa parametrus tieši tā, lai iegūtu sfērisko morfoloģiju, precīzi pielāgotu daļiņu izmēru un ļoti šauru izmēru sadalījumu.
Ultrasoniski izkliedēts silīcija dioksīds izraisa vislielāko materiāla sniegumu, tādējādi pastiprinot gumijas.
Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas izkliešanu SiO2!
Ultraskaņaini izkliedi pastiprinošu piedevu
Ir pierādīts, ka ultraskaņas apstrāde izkliedē daudzus citus nanodaļiņas veidotos materiālus, lai uzlabotu gumijas kompozītu modulusa, stiepes izturības un noguruma īpašību īpašības. Tā kā pildvielu un pastiprinošu piedevu daļiņu izmērs, forma, virsma un virsmas aktivitāte ir būtiska to veiktspējai, spēcīgi un uzticami ultraskaņas izkliedētāji ir viena no visbiežāk izmantotajām metodēm, lai formulētu mikro un nanoizmēra daļiņas gumijas izstrādājumos.
Tipiskas piedevas un pildvielas, kas ir iestrādātas ar ultraskaņu kā vienmērīgi sadalītas vai monodisperģētas daļiņas gumijas matricās, ir kalcija karbonāts, kaolīna Māls, skaitās silīcija dioksīds, nogulsnēts silīcija dioksīds, grafīta oksīds, Grafēns, vizla, talks, barite, wollastonite, nogulsnētie silikāti, skaitās silīcija dioksīds un Diatomīts.
Kad oleīnskābe-functionalized TiO2 nanodaļiņas ir ultrasoniski izkliedētas stirolbutadiēna gumijā, pat ļoti nelielā apjomā oleic-SiO2 rada būtiski uzlabotus modulus, stiepes izturību un noguruma īpašības, kā arī funkcijas kā aizsarglīdzekli pret fotogrāfiju un termodegradāciju.
- Alumīnija oksīda trihidrāts (Al2O3) tiek pievienots kā liesmas slāpētājs, lai uzlabotu siltuma vadītspēju, un izsekošanu un erozijas izturību.
- Cinka oksīda (ZnO) pildvielas palielina relatīvo permititāti, kā arī siltuma vadītspēju.
- Titāna dioksīds (TiO2) uzlabo termisko un elektrisko vadītspēju.
- Kalcija karbonāts (CaCO3) izmanto kā piedevu, ņemot vērā tā mehāniskās, reoloģiskās un liesmu slāpēšanas īpašības.
- Bārija titanāts (BaTiO3), palielina termisko stabilitāti.
- Graphene un grafēna oksīds (GO) sniegt izcilu mehānisko, elektrisko, termālo un optisko materiālu īpašības.
- oglekļa nanocaurules Mehāniskās īpašības, piemēram, stiepes izturība, elektriskā un siltumvadītspēja ievērojami.
- Daudzsienu oglekļa nanocaurules (mwnts) uzlabo Young ' s moduli un produktivitātes izturību. Piemēram, mazāk kā 1 WT% no mwnts epoksīdsveķu rezultātā palielinātā Young ' s moduli un ienesīguma stiprums attiecīgi, 100% un 200%, salīdzinot ar tīru matricu.
- Oglekļa nanocaurules ar vienu sienu (SWNTs) uzlabo mehāniskās īpašības un siltumvadītspēju.
- Carbon nanoplēves (cnf) pievienot izturību, siltuma pretestību un izturību.
- Metāliskas nanodaļiņas, piemēram, niķeļa, dzelzs, vara, cinka, alumīnija un Sudraba papildina, lai uzlabotu elektrisko un siltuma vadītspēju.
- Organiskie nanomateriāli, piemēram, monmorillonīts lai uzlabotu mehāniskās un liesmas slāpējošās īpašības.
Ultraskaņas dispersijas sistēmas
Hielscher Ultrasonics piedāvā plašu ultraskaņas iekārtu klāstu – no mazākām stenda sistēmas īstenošanas iespēju pārbaudei līdz pat lieljaudas rūpnieciskās ultrasonikatoru vienības ar līdz pat 16kW uz vienu vienību. Jauda, uzticamība, precīza vadāmību, kā arī to robustums padara Hielscher ultraskaņas izkliedināšanas sistēmas “darba zirgs” mikronu un nanodaļiņu ražošanas līnijā. Mūsu ultraskaņas aparāti spēj apstrādāt ūdens un šķīdinātāja bāzes dispersijas līdz augstas viskozitātes (līdz 10 000 CP) Viegli. Dažādi sonotrodes (ultraskaņas ragiem), pastiprinātāji (intensifier/decreaser), plūsmas šūnu ģeometrijas un citi aksesuāri ļauj optimāli pielāgot ultraskaņas izkliedētāju produktam un tā apstrādes prasībām.
Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. To amplitūdas līdz 200 μm var nepārtraukti palaist 24/7 darbību nekavējoties. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi. Hielscher ultraskaņas iekārtas izturība ļauj Visu diennakti, 7 dienas nedēļā darbību Lieljaudas un sarežģītos apstākļos. Hielscher ultraskaņas izkliedētāji tiek uzstādīti visā pasaulē liela mēroga komerciālai ražošanai.
Pielāgots ultraskaņas iestatījums nanodispersijām
| partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamie ierīces |
|---|---|---|
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 0.2 līdz 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100 l | 2 līdz 10 l / min | UIP4000 |
| nav | | 10 līdz 100 l / min | UIP16000 |
| nav | | lielāks | klasteris UIP16000 |
Literatūra/atsauces
- Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
- Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
Fakti ir vērts zināt
Sintētiskā gumija
Sintētisks kaučuks ir jebkurš mākslīgs elastomērs. Sintētiskie kaučuki ir galvenokārt polimēri, kas sintezēti no naftas blakusproduktiem un ir izgatavoti, tāpat kā citi polimēri, no dažādiem naftas bāzes monomēriem. Visizplatītākā sintētiskā gumija ir stirolbutadiēna gumija (SBR), kas iegūta no stirola kopolimerizācijas un 1,3-butadiēna. Citu sintētisko kaučuku gatavo no izoprēna (2-metil-1,3-butadiēna), hlorprena (2-hlor-1,3-butadiēns) un izobutilēna (metilpropēns) ar nelielu daļu izoprēna, kas paredzēts starpķēdes sasaistīšanai. Šie un citi monomēri var tikt sajaukti dažādās proporcijās, lai tos varētu ražot, izmantojot dažādas fizikālās, mehāniskās un ķīmiskās īpašības. Monomērus var ražot tīri, un piemaisījumus vai piedevas var kontrolēt ar konstrukciju, lai iegūtu optimālas īpašības. Tīro monomēru polimerizāciju var labāk kontrolēt, lai dotu vēlamo CIS un trans-dubulto obligāciju īpatsvaru.
Sintētiskais kaučuks, tāpat kā dabiskā gumija, tiek plaši izmantots automobiļu rūpniecībā riepām, durvju un logu profiliem, šļūtenēm, jostām, pārošanai un grīdas segumam.
Dabiskā gumija
Dabiskā gumija ir pazīstama arī kā Indija gumijas vai caoutchouc. Dabiskā gumija ir klasificēta kā elastomēra un sastāv galvenokārt no organiskā savienojuma poli-CIS-izoprēna un ūdens polimēriem. Tā satur pēdas piemaisījumu, piemēram, olbaltumvielu, netīrumu utt. Dabiskā gumija, ko iegūst kā lateksu no gumijas koka Hevea brasiliensis, parāda izcilas mehāniskās īpašības. Tomēr, salīdzinot ar sintētisko kaučuku, dabīgam gumijai ir zemāks materiāls sniegums, jo īpaši attiecībā uz tā termisko stabilitāti un tā saderību ar naftas produktiem. Dabiskā gumija ir plašs pielietojuma klāsts, vai nu atsevišķi, vai kopā ar citiem materiāliem. Galvenokārt, tas tiek izmantots, jo tā lielā stiept attiecība, augsta izturība, un tās ļoti augstu ūdensnecaurlaidību. Gumijas kušanas temperatūra ir ap 180 ° c (356 ° f).
Tabulā sniegts pārskats par dažādajiem gumijas veidiem:
| Iso | Tehniskais nosaukums | Kopējais nosaukums |
|---|---|---|
| Acm | Poliakrilāta gumija | |
| Aem | Etilēnakrilāta gumija | |
| Au | Poliestera uretāns | |
| DIVIR | Bromo izobutilēns Izoprēns | Brombutila |
| Br | Polibutadiēns | Buna * CB * |
| CIIR SIIR | Hloro izobutilēns Izoprēns | Hlorbutila, butila |
| Cr | Polihloroprēns | Hlorprens, Neoprēns |
| Csm | Chlorosulphonated polietilēna | Higinon |
| Eco | Epihlorhidrīnu | EKO, Epichlorhidrīns, Epichlore, Epichloridrīns, Herclors, Hidratīns |
| Ep | Etilēna propilēns | |
| Epdm | Etilēnpropilēna Diene monomērs | EPDM, NORDEL |
| Es | Poliētera uretāns | |
| Ar FFKM | Perfluorokoglekļa gumija | Kalrez, Chemraz |
| BLĪVĒJOŠAIS | Fluoronated ogļūdeņradis | Viton, Fluorel |
| , FMQ | FLUORO silikona | FMQ, silikona gumija |
| FPM | Fluoroglekļa gumija | |
| MČBR | Hidrogenēts nitrila butadiēns | MČBR |
| Is | Poliizoprēna | Sintētisko Dabiskā gumija |
| IIR | Izobutilēna izoprēna butil | Butil |
| Nbr | Akrilnitrils butadiēns | NBR, nitrila, Perbunan, Buna-N |
| Pu | Poliuretāna | PU, poliuretāna |
| Sbr | Stirēna butadiēns | SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna SE |
| , SEBS | Stirola Etilēnbutilēns stirēna kopolimērs | SEBS gumijas |
| Si | Poligsiloksāns | Silikona gumija |
| "VMQ" | Vinilmetilsilikons | Silikona gumija |
| "XNBR" | Akrilnitrila butadiēna karboksi monomērs | XNBR, Karboksilēts nitrils |
| "XSBR" | Stirola butadiēna karboksi monomērs | |
| YBPO | Termoplastisks poliētera-esteris | |
| ISBR | Stirola butadiēna bloka kopolimērs | |
| "YXSBR" | Stirola butadiēna karboksi bloku kopolimērs |
Sbr
Stirolbutadiēns vai Stirēna-butadiēna gumija (SBR) apraksta sintētisko kaučuku, kas iegūts no stirola un butadiēna. Pastiprināta stirola-butadiēns, ko raksturo tā augstā nodilumizturība un labas anti-novecošanās īpašības. Attiecība starp stirola un butadiēnu nosaka polimēra īpašības: ar augstu stirola saturu, gumijas kļūst grūtāk un mazāk rubbery.
Nepastiprinātu SBR ierobežojumus izraisa tā zemā izturība bez pastiprinājuma, zema izturība, zema asaru izturība (īpaši augstā temperatūrā), un slikta tack. Tāpēc, pastiprinot aģenti un pildvielas ir nepieciešami, lai uzlabotu SBR īpašības. Piemēram, oglekļa melnās pildvielas tiek izmantoti, lai izturību un nodiluma izturība smagi.
Stirēna
Stirola (C8H8) ir zināma ar dažādiem terminiem, piemēram, etilbenzols, vinilbenzols, fenilēnīns, feniletilēns, kanēļa, styrol, diarex HF 77, styrolene un styropol. Tas ir organisks savienojums ar ķīmisko formulu C6H5CH = CH2. Stirola ir prekursors polistirola un vairāki kopolimēri.
Tas ir benzols atvasinājums un parādās kā bezkrāsains eļļains šķidrums, kas iztvaiko viegli. Stirēna ir salda smarža, kas vēršas pie augstas koncentrācijas mazāk patīkamu smaržu.
Vinila grupas klātbūtnē stirola forma ir polimērs. Stirola polimēri tiek komerciāli ražoti, lai iegūtu tādus produktus kā polistirola, ABS, stirolbutadiēna (SBR) gumija, stirolbutadiēnlateksu, SIS (stirolizoprēna-stirola), S-EB-S (stirēna-etilēns/butylene-stirola), stirola-divinilbenzols (S-DVB), stirola akrilnitrila sveķi (SAN) un nepiesātinātie poliesteri, ko izmanto sveķiem un termoregulēšanas savienojumiem. Šie materiāli ir svarīgi komponenti, lai ražotu gumijas, plastmasas, izolācija, stiklšķiedras, caurules, automobiļu un laivu daļas, pārtikas konteineri, un paklāju pamatni.
Gumijas pielietojums
Gumijas ir daudz materiāla īpašības, piemēram, izturību, ilgstošu, ūdens pretestību un siltuma pretestību. Šīs īpašības padara gumijas ļoti universāls, lai tā tiek izmantota daudzās nozarēs. Galvenā gumijas izmantošana ir autorūpniecībā, galvenokārt riepu ražošanā. Papildu īpašības, jo tā nav slidena, maigumu, izturību un izturību padara gumijas ļoti plaši apmeklēta kompozītu izmanto, lai ražotu apavus, grīdas segumu, medicīnas un veselības aprūpes piegādēm, mājsaimniecības produktiem, rotaļlietas, sporta priekšmeti un daudzi no citiem gumijas izstrādājumiem.
Nano-piedevas un pildvielas
Nano-sized pildvielas un piedevas kaučuks darbojas kā armatūras un aizsardzības līdzekļi, lai uzlabotu stiepes izturību, nodiluma pretestību, asaru pretestību, histerēze un saglabāt pret foto un siltuma degradāciju gumijas.
silīcija dioksīds
Silīcija dioksīds (SiO2silīcija dioksīds) tiek izmantots daudzos veidos, piemēram, ar amorfas silīcija dioksīdu, piemēram, silikagēls, silīcija dioksīds, nogulsnētais silīcija dioksīds, lai uzlabotu materiāla īpašības attiecībā uz dinamiskām mehāniskajām īpašībām, izturību pret termisko novecošanu un morfoloģiju. Ar silīcija dioksīdu pildīti savienojumi uzrāda pieaugošu viskozitāti un krustslink blīvumu, lai palielinātu uzpildes saturu. Cietība, moduluss, stiepes izturība un nodiluma īpašības tika pakāpeniski uzlabotas, palielinot silīcija dioksīda pildvielas daudzumu.
Carbon Black
Carbon Black ir forma parakrobātika oglekli ar chemisorbed skābekļa kompleksi (piemēram, karbonskābes, hinolonu, lactonic, fenola grupas un citi), kas saistīti ar tās virsmu. Šīs virsmas skābekļa grupas parasti tiek grupētas saskaņā ar terminu “gaistošie kompleksi”. Sakarā ar šo gaistošo saturu, oglekļa melns ir ne-vadošs materiāls. Ar oglekļa-skābekļa kompleksi funkcionalizētais oglekļa melnās daļiņas ir vieglāk izkliedēt.
Augstas virsmas-platība-to-tilpums attiecība no oglekļa melna padara to par kopīgu armatūras pildviela. Gandrīz visi gumijas produkti, kuru stiepes izturība un nodiluma pretestība ir būtiska, izmanto oglekli melns. Nogulsnēts vai skaitās silīcija dioksīds tiek izmantots kā aizstājējs oglekļa melns, kad pastiprinājumu gumijas ir nepieciešama, bet melnā krāsa būtu jāizvairās. Tomēr, kvarca bāzes pildvielas ir iegūt tirgus daļu automobiļu riepas, arī tāpēc, ka silīcija pildvielas izmantošana rada zemāku ritošā zaudējumiem, salīdzinot ar oglekļa melnā piepildīta riepas.
Tabulā sniegts pārskats par carbonblack veidiem, ko izmanto riepas
| Nosaukums | Abbrevs. | Astm | Daļiņu izmērs nm | Stiepes izturība MPa | Relatīvā laboratorijas nodilums | Relatīvā ceļa nodiluma nodilums |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Super abrazīvās krāsns | Saf | N110 | 20 – 25 | 25,2. | 1,35. | 1,25. |
| Intermediate SAF | Isaf | N220 | 24 – 33 | 23,1. | 1,25. | 1,15. |
| High abrazīvās krāsns | HAF | N330 | 28 – 36 | 22,4. | 1,00. | 1,00. |
| Vienkārša apstrādes kanāls | Epk | N300 | 30 – 35 | 21,7. | 0.80. | 0.90. |
| Fast presēšanas krāsns | , FEF | N550 | 39 – 55 | 18,2. | 0.64. | 0.72. |
| Augsta Modulusa krāsns | HMF | N660 | 49 – 73 | 16,1. | 0.56. | 0.66. |
| Daļēji pastiprinošā krāsns | VNF | N770 | 70 – 96 | 14,7. | 0.48. | 0.60. |
| Fine termiskā | Pēdas | N880 | 180 – 200 | 12,6. | 0.22. | – |
| Vidējas temperatūras | Mt | N990 | 250 – 350 | 9,8. | 0.18. | – |
Graphene oksīds
Grafēna oksīds, kas izkliedēts SBR, nodrošina augstu stiepes izturību un plīsuma izturību, kā arī izcilu nodilumizturību un zemu rites pretestību, kas ir svarīgas riepu ražošanas īpašības. Grafēna oksīda dzelzssilīcija dioksīda SBR piedāvā konkurētspējīgu alternatīvu videi draudzīgai riepu ražošanai, kā arī augstas veiktspējas gumijas kompozītu ražošanai. Grafēns un grafēna oksīds var būt veiksmīgi, uzticami un viegli uzpūsts saskaņā ar ultraskaņu. Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas izgatavošana grafēna!