Formulări adezive de înaltă performanță – Îmbunătățită prin dispersie cu ultrasunete

Adezivii de înaltă performanță sunt compuse din sisteme epoxidice, siliconice, poliuretanice, polisulfide sau acrilice care conțin diverse (nano)umpluturi și aditivi, care oferă adezivului performanțe speciale, cum ar fi rezistența la lipire, greutatea redusă, durabilitatea, rezistența la căldură și durabilitatea. Amestecarea eficientă și fiabilă este necesară pentru a formula adezivi de înaltă performanță. Dispersia cu ultrasunete și emulsionarea este utilizat combina diferite componente uniform în amestecuri adezive omogene. Sonicare inline amestecuri chiar și materiale vâscoase ridicate și încărcări mari nano-umplere fiabil și eficient producătoare de adezivi superiori.

Forțele de forfecare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru dispersia adezivilor de înaltă performanță

Adezivii de înaltă performanță oferă o rezistență extraordinară la lipire, durabilitate și greutate redusă. În funcție de aplicarea finală, polimerii, copolimerii și aditivii multipli sunt formulați după rețete elaborate.

Sistemele epoxidice, siliconice, poliuretanice și acrilice pentru adezivi și adezivi sunt produse de formulatori, care modifică baza adezivă prin adăugarea de tackifieri, materiale de umplutură minerale (talc, silice, alumină etc.), flexibilizatoare, reductoare de vâscozitate, coloranți, agenți de îngroșare, acceleratoare, promotori de aderență etc. Aceste modificări servesc mai multor scopuri, cum ar fi îmbunătățirea performanței și/sau comoditatea procesării sau reducerea costurilor. Dispersor cu ultrasunete de înaltă forfecare sunt ideale pentru a formula diferite sisteme epoxidice inline și să permită producția flexibilă de adezivi adaptate la cerințele de aplicații particulare.

Mixere cu ultrasunete de înaltă forfecare pentru aplicații solicitante de dispersie și emulsie

Procesoarele cu ultrasunete de înaltă performanță funcționează ca mixerul de forfecare de înaltă performanță. Forțele extreme de forfecare ridicată sunt generate de cavitație ultrasonică / acustică și sunt ideale pentru aplicații de emulsionare, dispersie, frezare, deaglomerare și omogenizare în loturi și linii. Concentrații solide scăzute până la mari și vâscozități pot fi prelucrate cu ușurință folosind dispersoare inline cu ultrasunete.

Cu ultrasunete high-forfecare amestecarea nanomaterialelor în adezivi

Nanomaterialele, cum ar fi nanotuburile de carbon (CNTs), nanoparticulele metalice, nano-silicea, nano argilele, nanofibrele și multe alte particule de dimensiuni nano sunt utilizate pentru a produce polimeri nanoreinforced (nanocompozite). Nanoparticulele sunt bine cunoscute pentru capacitatea lor de a modifica proprietățile mecanice (de exemplu, rigiditatea, elasticitatea), proprietățile electrice (de exemplu, conductivitatea), proprietățile funcționale (de exemplu, permeabilitatea, temperatura de tranziție a sticlei, modulul) și performanța fracturilor adezivilor polimeri termoset. Nanomaterialele nu numai că oferă nanomaterialelor proprietăți speciale de înaltă performanță, cum ar fi rezistența la lipire, durabilitatea, propicea, elasticitatea sau rezistența la căldură; adăugarea de particule nano-structurate poate îmbunătăți proprietățile de barieră ale polimerilor, de asemenea.
Forțele de forfecare ridicate ale cavitației acustice generate cu ultrasunete sunt bine cunoscute pentru capacitatea lor de a deaglomera și dispersa nano-particule și chiar de a sparge particule primare (de exemplu, frezare cu ultrasunete). Când aceste forțe cu ultrasunete sunt aplicate sistemelor polimerice care conțin nanoparticule și alte materiale de umplutură, se obține o formulare foarte uniformă. Dispersia cu ultrasunete este o metodă eficientă din punct de vedere energetic care arată un consum mai mic de energie în comparație cu metodele convenționale de amestecare a forfecării, cum ar fi mixere cu lamă de forfecare ridicată, mixere de rotor sau mori.

Kaboori et al. (2013) a demonstrat că ultrasonication este o metodă eficace de a dispersa structurile stratificate de montmorillonite (MMT) și de a dezvolta adezivi PVA armat MMT. Ultrasonication a fost demonstrat ca fiabile și eficiente în dispersarea nanoclay în PVA la scăzut (1% și 2%) și mare (4%) încărcări.
Echipa de cercetare a constatat că "tehnica cu ultrasunete este foarte eficientă în dispersarea nanoclay în special la încărcări mari, spre deosebire de mixerul de mare viteză de forfecare. Amestecarea de mare viteză ar putea dispersa nanoclay-ul în PVA numai la încărcări scăzute și la o rezistență crescută a legăturilor PVA în diferite condiții. Amestecarea de mare viteză are unele dezavantaje: posibila deteriorare a emulsiei PVA (din cauza forței de forfecare puternice utilizate în timpul amestecării), costul ridicat și consumul ridicat de energie. Prin contrast, tehnica ultrasonication are un impact negativ minim asupra emulsiei PVA. În plus, tehnica ultrasonication este economic ca amestecarea cu ultrasunete ar putea avea loc înainte de producerea de PVA și soluția care conține nanoclay pot fi adăugate la PVA în timpul procesului de producție. Luând în considerare rezultatele obținute din această lucrare și munca noastră anterioară și luând în considerare avantajele tehnicii de ultrasonication față de amestecarea de mare viteză, adăugarea nanoclay la PVA într-o scară industrială pare fezabilă și poate fi recomandată producătorilor de adezivi din lemn." (Kaboori et al., 2013)

Efecte de degazare cu ultrasunete în producția de adezivi

Un avantaj suplimentar al sonicare, care îmbunătățește rezultatele formulării în mod semnificativ, este efectul de degazificare a tratamentului cu ultrasunete. Agitarea mecanică de mare viteză (de exemplu, mixerele cu lamă de forfecare mare) produce un număr mare de bule de gaz în amestec, care, în unele cazuri, ar putea chiar observat datorită culorii strălucitoare a amestecului. Amestecarea cu ultrasunete de înaltă forfecare are advantge imens că tehnica sonicare nu încorporează gaze în formularea adezivă, în schimb forța undelor cu ultrasunete deja prezente bule de gaz pentru a coagula și să plutească la suprafața lichidă, de unde gazul poate fi îndepărtat cu ușurință. Astfel, Ultrasonication promovează degazificarea și de-aerarea lichidelor și a formulărilor adezive. (cp. Shadlou et al., 2014)

Dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru formulări adezive industriale

Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și distribuie dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații grele, cum ar fi fabricarea de adezivi de înaltă performanță, rășini foarte umplute și nanocompozite. Hielscher ultrasonicators sunt utilizate la nivel mondial pentru dispersarea nano-materiale în polimeri, rășini, acoperiri, și alte materiale de înaltă performanță.
Hielscher dispersoare cu ultrasunete pot fi alimentate prin diferite fluxuri de alimentare adăugarea diferitelor materiale în condiții de flux controlat în zona de amestecare cavitațională. Dispersoarele cu ultrasunete sunt fiabile și eficiente în procesarea vâscozităților scăzute până la ridicate. În funcție de materiile prime și obiectivul de reducere a dimensiunii, intensitatea cu ultrasunete poate fi ajustată cu precizie.
Pentru a procesa paste de polimer vâscoase, nano-materiale și concentrații solide ridicate, dispersorul cu ultrasunete trebuie să fie capabil să producă continuu amplitudini mari. Hielscher Ultrasonics’ procesoare cu ultrasunete industriale pot livra amplitudini foarte mari în funcționare continuă sub sarcină maximă. Amplitudinile de până la 200 μm pot fi rulate cu ușurință în funcționare 24/7. Opțiunea de a opera un dispersor cu ultrasunete la amplitudini mari și pentru a regla amplitudinea precis este necesară pentru a adapta condițiile de proces cu ultrasunete la formularea de adezivi de înaltă performanță, amestecuri de polimeri nano-ranforsate și nanocompozite.
În afară de amplitudinea cu ultrasunete, presiunea este un alt parametru de proces foarte important. Sub presiuni ridicate, intensitatea cavitației cu ultrasunete și forțele sale de forfecare este intensificată. Reactoare cu ultrasunete Hielscher pot fi presurizate, obținând astfel rezultate intensificat sonicare.
Monitorizarea proceselor și înregistrarea datelor sunt importante pentru standardizarea continuă a procesului și calitatea produselor. Senzori de presiune și temperatură conectabili sârmă la generatorul cu ultrasunete pentru monitorizarea și controlul procesului de dispersie cu ultrasunete. Toți parametrii importanți de procesare, cum ar fi energia cu ultrasunete (net + total), temperatura, presiunea și timpul sunt protocolate automat și stocate pe un card SD încorporat. Prin accesarea datelor de proces înregistrate automat, puteți revizui sonicare anterioare se execută și de a evalua rezultatele procesului.
O altă caracteristică ușor de utilizat este controlul de la distanță al browser-ului sistemelor noastre cu ultrasunete digitale. Prin intermediul controlului de la distanță browser-ul puteți porni, opri, ajusta și monitoriza procesorul cu ultrasunete de la distanță de oriunde.
Contactați-ne acum pentru a afla mai multe despre dispersoarele noastre cu ultrasunete de înaltă performanță și aplicațiile lor în producția de adezivi și acoperiri de înaltă performanță!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

---