Geopolimeryzacja wzmocniona sonikacją

Geopolimery stanowią obiecującą alternatywę dla tradycyjnych materiałów na bazie cementu, oferując korzyści środowiskowe, mechaniczne i trwałości. Dyspergowanie ultradźwiękowe jest wysoce wydajną techniką produkcji geopolimerów o doskonałych właściwościach materiałowych. Sonikacja stanowi wysoce wydajną metodę mieszania umożliwiającą ekonomiczną produkcję wysokowydajnych geopolimerów w dużych ilościach.

Wzmocniona geopolimeryzacja za pomocą ultradźwięków mocy

Geopolimeryzacja wymaga skrupulatnego i energicznego mieszania, aby zapewnić optymalny kontakt między jej składnikami, ułatwiając całkowitą polimeryzację. Zastosowanie ultradźwięków mocy wywołuje intensywne siły ścinające, sprzyjając w ten sposób niezbędnemu mieszaniu i homogenizacji, jednocześnie dostarczając energię sprzyjającą szybkiej i dokładnej geopolimeryzacji. Ultradźwięki mocy zwiększają kinetykę geopolimeryzacji poprzez promowanie lepszej dyspersji reagentów i ułatwianie rozpadu aglomeratów, co prowadzi do poprawy szybkości reakcji i jakości produktu.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Dyspergator ultradźwiękowy MultiSonoReactor o mocy dyspergowania 16 000 W do mieszania odczynników i przyspieszania procesów ekstrakcji katalitycznej.

MultiSonoReactor z mocą ultradźwięków 16 kW do geopolimeryzacji inline na skalę produkcyjną

Ultradźwiękowe mieszanie i dyspergowanie może promować geopolimeryzację poprzez kilka mechanizmów:

  • Zwiększona reaktywność: Energia ultradźwiękowa zwiększa reaktywność prekursorów geopolimerów poprzez promowanie rozpuszczania krzemianów i glinianów, które są kluczowymi składnikami reakcji geopolimeryzacji. Efekt kawitacji akustycznej generowany przez fale ultradźwiękowe tworzy zlokalizowane hotspoty, zwiększając kinetykę rozpuszczania i zwiększając ogólną szybkość reakcji. Sonikacja przyspiesza rozpuszczanie prekursorów glinokrzemianowych i polimeryzację gatunków krzemianowych, prowadząc do skrócenia czasu przetwarzania i szybszego utwardzania materiałów geopolimerowych.
  • Mieszanie jednorodne: Mieszanie ultradźwiękowe zapewnia równomierną dyspersję prekursorów w matrycy geopolimerowej. Ten jednorodny rozkład reagentów ułatwia tworzenie bardziej jednolitej i dobrze zdefiniowanej struktury geopolimeru, co prowadzi do poprawy właściwości mechanicznych i ogólnej wydajności.
  • Redukcja wielkości cząstek: Ultradźwięki mocy rozbijają również większe cząstki na mniejsze rozmiary, zwiększając w ten sposób powierzchnię dostępną do reakcji. Ten drobniejszy rozmiar cząstek sprzyja kontaktowi między reagentami i przyspiesza proces geopolimeryzacji.
  • Eliminacja aglomeratów: Mieszanie ultradźwiękowe pomaga rozbić aglomeraty lub skupiska cząstek, zapewniając lepszy kontakt międzyfazowy między poszczególnymi cząstkami i promując bardziej wydajną geopolimeryzację.
  • Te mechanizmy indukowane ultradźwiękami wspólnie przyczyniają się do poprawy kinetyki geopolimeryzacji i rozwoju materiałów geopolimerowych o ulepszonych właściwościach.

    Ultradźwięki dla lepszej produkcji materiałów budowlanych

    Ultradźwięki energetyczne stały się niezawodną technologią do produkcji materiałów budowlanych i konstrukcyjnych, w tym cementu, betonu, geopolimerów i innych materiałów konstrukcyjnych. Obróbka ultradźwiękowa polega na zastosowaniu fal ultradźwiękowych o niskiej częstotliwości do cieczy lub zawiesiny, co prowadzi do szeregu korzystnych efektów na właściwości materiału i charakterystykę przetwarzania. Naukowcy i specjaliści z branży coraz częściej dostrzegają potencjał ultradźwięków w zakresie poprawy wydajności, efektywności i zrównoważonego rozwoju materiałów budowlanych. Niniejsze wprowadzenie zawiera przegląd zastosowań i zalet ultradźwięków mocy w produkcji materiałów budowlanych i konstrukcyjnych.

    Ultradźwiękowiec UP200St (200W) dyspergujący sadzę w wodzie z użyciem 1%wt Tween80 jako środka powierzchniowo czynnego.

    Ultradźwiękowa dyspersja sadzy przy użyciu ultradźwiękowca UP200St

    Miniatura wideo

    • Cement: Obróbka ultradźwiękowa może poprawić kinetykę hydratacji materiałów cementowych poprzez promowanie rozpuszczania faz klinkieru i przyspieszanie tworzenia produktów hydratacji. Skutkuje to skróceniem czasu utwardzania, poprawą wczesnego rozwoju wytrzymałości i zwiększoną trwałością konstrukcji betonowych. Dodatkowo, ultradźwięki mogą ułatwiać dyspersję dodatków i uzupełniających materiałów cementowych, takich jak popiół lotny i żużel, prowadząc do bardziej zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska kompozycji cementowych.
      Przeczytaj więcej o ultradźwiękowym przyspieszaniu wiązania i wczesnym rozwoju wytrzymałości betonu!
    • Beton: Ultradźwiękowe techniki mieszania i utwardzania mogą poprawić urabialność, wytrzymałość i trwałość mieszanek betonowych. Sonikacja sprzyja dyspersji kruszyw i włókien wzmacniających, zmniejsza obecność pustek powietrznych i defektów oraz poprawia wiązanie między matrycą cementową a kruszywami. W rezultacie uzyskuje się beton o wyższej wytrzymałości na ściskanie, zwiększonej odporności na pękanie i degradację oraz lepszej długoterminowej wydajności w różnych warunkach środowiskowych.
      Dowiedz się więcej o korzystnym wpływie sonikacji na hydratację cementu!
    • Geopolimery: Przetwarzanie ultradźwiękowe odgrywa kluczową rolę w syntezie i utwardzaniu geopolimerów, które są przyjazną dla środowiska alternatywą dla tradycyjnych materiałów na bazie cementu. Sonikacja sprzyja rozpuszczaniu prekursorów glinokrzemianowych, przyspiesza polimeryzację gatunków krzemianowych i poprawia homogenizację reagentów, prowadząc do szybszego utwardzania i lepszych właściwości mechanicznych produktów geopolimerowych. Dodatkowo, ultradźwięki mogą poprawić właściwości reologiczne i urabialność zawiesin geopolimerowych, umożliwiając wytwarzanie złożonych kształtów i struktur.
    • Inne materiały konstrukcyjne: Ultradźwięki mocy mają różnorodne zastosowania w produkcji różnych materiałów budowlanych, w tym zapraw, fug, tynków i produktów izolacyjnych. Sonikacja może poprawić dyspersję dodatków, wypełniaczy i środków wzmacniających, zoptymalizować mikrostrukturę i porowatość materiałów oraz poprawić ich właściwości termiczne i mechaniczne. Zwłaszcza jeśli chodzi o jednolite włączenie nanomateriałów, dyspergowanie ultradźwiękowe i geaglomeracja przyczyniają się do jakości i wydajności materiałów budowlanych w zastosowaniach architektonicznych i infrastrukturalnych.
      Przeczytaj więcej o doskonałej dyspersji nanomateriałów za pomocą sonikacji!

     

    Film przedstawia ultradźwiękowe mieszanie i dyspergowanie Grafitu w 250mL żywicy epoksydowej (Toolcraft L), przy użyciu homogenizatora ultradźwiękowego (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics produkuje urządzenia do dyspergowania grafitu, grafenu, nanorurek węglowych, nanodrutów lub wypełniaczy w laboratorium lub w wysokonakładowych procesach produkcyjnych. Typowe zastosowania to dyspergowanie nanomateriałów i mikromateriałów podczas procesu funkcjonalizacji lub do dyspergowania w żywicach lub polimerach.

    Wymieszaj żywicę epoksydową z wypełniaczem grafitowym używając homogenizatora ultradźwiękowego UP400St (400 W)

    Miniatura wideo

     

    Wysokowydajne sonikatory do produkcji geopolimerów

    Dyspergatory ultradźwiękowe do syntezy geopolimerów: Homogenizator ultradźwiękowy UIP1000hdT do prób laboratoryjnych formułowania wysokowydajnych geopolimerówSonikatory Hielschera są w stanie wytwarzać intensywną kawitację akustyczną, która prowadzi do powstawania i zapadania się mikroskopijnych pęcherzyków w ciekłym medium. Proces ten skutkuje wysoce wydajnym mieszaniem i homogenizacją materiałów prekursorowych geopolimeru, zapewniając równomierne rozprowadzenie reagentów i poprawiając jakość produktu końcowego. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher Ultrasonics mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo uruchamiane w sposób ciągły w trybie 24/7. Ciągłe przetwarzanie za pomocą ultradźwiękowej komórki przepływowej pozwala na sonikację dużych objętości w precyzyjnie kontrolowanych warunkach gwarantujących stale wysoką jakość geopolimeryzacji.
    Dyspergatory ultradźwiękowe do syntezy geopolimerów w dowolnej skali: Hielscher oferuje szereg urządzeń ultradźwiękowych o różnych mocach i objętościach przetwarzania, co pozwala na skalowalność i dostosowanie do specyficznych wymagań procesów produkcji geopolimerów. Niezależnie od tego, czy są to eksperymenty laboratoryjne w partiach, czy produkcja liniowa na skalę przemysłową, sonikatory Hielscher można dostosować do potrzeb różnych zastosowań.
    Mocne strony obróbki ultradźwiękowej – w tym ulepszona homogenizacja, przyspieszona kinetyka reakcji, redukcja wielkości cząstek, ulepszone właściwości mechaniczne i skalowalność. – sprawiają, że Hielscher jest potężną techniką optymalizacji syntezy geopolimerów i postępu w rozwoju zrównoważonych materiałów budowlanych. Oferując silne zalety w produkcji geopolimerów, sonikatory Hielscher zapewniają czołową pozycję w produkcji geopolimerów.

    Sonikator UIP16000 o wysokiej wydajności do procesów o dużej objętości, takich jak homogenizacja, dyspergowanie, emulgowanie, mielenie lub geopolimeryzacja.

    Sonicator UIP16000 do dyspergowania materiałów budowlanych, takich jak geopolimery lub materiały cementowe.

    Dlaczego Hielscher Ultrasonics?

    • wysoka wydajność
    • Najnowocześniejsza technologia
    • niezawodność & krzepkość
    • regulowana, precyzyjna kontrola procesu
    • partia & na linii
    • dla każdej objętości
    • inteligentne oprogramowanie
    • inteligentne funkcje (np. programowalne, protokołowanie danych, zdalne sterowanie)
    • Łatwa i bezpieczna eksploatacja
    • Niskie koszty utrzymania
    • CIP (clean-in-place)

    Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany

    Ultradźwięki firmy Hielscher są znane z najwyższej jakości i standardów konstrukcyjnych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwięków z obiektami przemysłowymi. Surowe warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.

    Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na ultradźwięki o wysokiej wydajności, charakteryzujące się najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

    Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

    Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
    10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
    0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
    10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
    15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
    b.d. 10-100L/min UIP16000
    b.d. większe klaster UIP16000

    Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

    Poproś o więcej informacji

    Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat procesorów ultradźwiękowych, aplikacji i ceny. Z przyjemnością omówimy z Tobą Twój proces i zaoferujemy Ci system ultradźwiękowy spełniający Twoje wymagania!









    Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


    Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu są stosowane w laboratoriach, na stanowiskach badawczych, w procesach pilotażowych i przemysłowych.

    Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.



    Literatura / materiały źródłowe

    Fakty Warto wiedzieć

    Czym są geopolimery i do czego są wykorzystywane?

    Geopolimery to nieorganiczne polimery lub materiały glinokrzemianowe, które są zwykle syntetyzowane przez alkaliczną aktywację prekursorów glinokrzemianowych, takich jak popiół lotny, żużel, metakaolin lub materiały naturalne, takie jak popiół wulkaniczny. Są one tworzone przez polimerową sieć tlenków glinu i krzemu, przy czym aktywator alkaliczny odgrywa kluczową rolę w inicjowaniu reakcji geopolimeryzacji.
    Materiały te zyskały uwagę jako zrównoważona alternatywa dla tradycyjnego betonu na bazie cementu portlandzkiego ze względu na ich przyjazne dla środowiska właściwości i doskonałe parametry inżynieryjne.

    Geopolimery są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, w tym:

  • Materiały konstrukcyjne: Beton geopolimerowy, zaprawy i fugi są wykorzystywane do zastosowań konstrukcyjnych i niekonstrukcyjnych w budynkach, mostach, drogach i projektach infrastrukturalnych.
  • Materiały ogniotrwałe: Geopolimery mogą wytrzymać wysokie temperatury i są wykorzystywane w produkcji materiałów ogniotrwałych do pieców, pieców i zastosowań przemysłowych.
  • Powłoki i obróbka powierzchni: Powłoki na bazie geopolimerów są stosowane do ochrony przed korozją, ognioodporności i wodoodporności w infrastrukturze, środowisku morskim i przemysłowym.
  • Immobilizacja odpadów: Geopolimery są stosowane do unieruchamiania i stabilizacji niebezpiecznych i radioaktywnych odpadów, zapewniając bezpieczne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie w zakresie utylizacji.
  • Geopolimery – Zielona alternatywa dla betonu

    Geopolimery stanowią ekologiczną alternatywę dla tradycyjnego betonu ze względu na kilka cech przyjaznych dla środowiska. Główne zalety geopolimerów jako materiału budowlanego w budownictwie obejmują zmniejszoną emisję dwutlenku węgla, wykorzystanie przemysłowych produktów ubocznych, oszczędność energii i wody, a także możliwość recyklingu i trwałość. Ponieważ świadomość kwestii środowiskowych na całym świecie stale rośnie, geopolimery są coraz częściej uznawane za realne rozwiązanie zmniejszające wpływ materiałów budowlanych na środowisko. Sonikacja jest wysoce skuteczną techniką mieszania, która pozwala na ekonomiczną produkcję geopolimerów o wysokiej wydajności w dużych ilościach.
     

    • Zmniejszony ślad węglowy: Geopolimery mają zazwyczaj niższy ślad węglowy w porównaniu z tradycyjnym betonem na bazie cementu portlandzkiego. Produkcja cementu portlandzkiego wiąże się z wysokotemperaturowymi procesami piecowymi, które emitują znaczne ilości dwutlenku węgla (CO2). W przeciwieństwie do tego, geopolimery mogą być syntetyzowane w znacznie niższych temperaturach, czasami w temperaturze pokojowej, co skutkuje zmniejszonym zużyciem energii i emisją CO2 podczas produkcji.
    • Wykorzystanie przemysłowych produktów ubocznych: Geopolimery często wykorzystują przemysłowe produkty uboczne, takie jak popiół lotny, żużel i metakaolin jako prekursory. Materiały te są często uważane za odpady z innych gałęzi przemysłu i w przeciwnym razie wymagałyby utylizacji, przyczyniając się do obciążenia środowiska. Poprzez włączenie tych produktów ubocznych do geopolimerów, nie tylko są one kierowane z wysypisk śmieci, ale także zmniejszają zapotrzebowanie na surowce pierwotne, dodatkowo zmniejszając wpływ na środowisko.
    • Niższe zużycie energii: Produkcja geopolimerów zazwyczaj wymaga mniejszego nakładu energii w porównaniu do cementu portlandzkiego. Procesy geopolimeryzacji mogą zachodzić w niższych temperaturach i mogą nie wymagać rozległego procesu kalcynacji związanego z produkcją cementu. Skutkuje to zmniejszonym zużyciem energii i związaną z tym emisją gazów cieplarnianych.
    • Trwałość i długowieczność: Geopolimery mogą wykazywać doskonałe właściwości wytrzymałościowe, w tym wysoką wytrzymałość na ściskanie, niską przepuszczalność i odporność na korozję chemiczną. W rezultacie konstrukcje wykonane z geopolimerów mogą wymagać mniej konserwacji i napraw przez cały okres ich eksploatacji w porównaniu z tradycyjnym betonem. Ta długowieczność zmniejsza potrzebę częstej rekonstrukcji lub wymiany, oszczędzając w ten sposób zasoby i zmniejszając ogólny wpływ na środowisko.
    • Zmniejszone zużycie wody: Produkcja geopolimerów zazwyczaj wymaga mniejszej ilości wody w porównaniu z tradycyjnym betonem. Proces mieszania geopolimerów często wiąże się z minimalną zawartością wody, co prowadzi do niższego zużycia wody i mniejszego obciążenia zasobów wodnych.
    • Możliwość recyklingu i ponownego użycia: Materiały geopolimerowe mogą być często poddawane recyklingowi lub ponownie wykorzystywane po zakończeniu okresu eksploatacji. W przeciwieństwie do tradycyjnego betonu, który może wymagać znacznego energochłonnego przetwarzania w celu recyklingu lub utylizacji, geopolimery mogą być rozkładane i ponownie wykorzystywane przy mniejszym wpływie na środowisko.

    Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Oferta firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum produktów - od kompaktowych ultradźwięków laboratoryjnych, poprzez urządzenia stołowe, aż po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.

    Firma Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do wielkość przemysłowa.


    Chętnie porozmawiamy o Państwa procesie.

    Skontaktujmy się.