Cum se amestecă lacurile cu nanofibroare

Producția de lacuri necesită echipamente puternice de amestecare care pot manipula nanoparticule și pigmenți, care trebuie dispersate uniform în formulare. Omogenizatoare cu ultrasunete sunt extrem de eficiente și fiabile tehnica de dispersie, care oferă o distribuție omogenă a nanoparticulelor în polimeri.

Producția de lacuri cu mixere cu ultrasunete de înaltă performanță

Un lac este descris ca un strat sau o peliculă de protecție dură transparentă, care este formulată din rășini (de exemplu, acrilic, poliuretan, alchidic, șelac), ulei de uscare, uscător metalic și solvenți volatili (de exemplu, nafta, spirt mineral sau mai subțire). Când lacul se usucă, solventul conținut se evaporă, iar constituenții rămași oxidează sau polimerizează pentru a forma o peliculă transparentă durabilă. Lacurile sunt utilizate în cea mai mare parte ca acoperiri de protecție pentru suprafețe din lemn, picturi și diverse obiecte decorative, în timp ce lacurile de întărire UV sunt utilizate în acoperiri auto, cosmetice, alimente, știință și alte ramuri.

Dispersia cu ultrasunete de nano-silice în lac

Un exemplu comun pentru dispersia cu ultrasunete este încorporarea silicelor coloidale, care sunt de obicei adăugate pentru a da lacurilor proprietăți tixotropice.
De exemplu, lacul din polietherimid umplut cu nano-silice prezintă o durată de viață crescută de până la treizeci de ori mai mare decât una standard. Nano-silice îmbunătățește proprietățile lacului ca conductivitate electrică, rezistențele dielectrice DC și AC și rezistența sa de lipire. Dispersoare cu ultrasunete sunt, prin urmare, utilizate pe scară largă pentru producția de acoperiri conductoare electrice.
Alte minerale silicate, wollastonit, talc, mica, caolin, feldspat, și syenite nepheline sunt umpluturi ieftine și utilizate pe scară largă ca așa-numitele pigmenți extender, care sunt adăugate pentru a modifica reologia (vâscozitate), stabilitatea sedimentare și puterea de film în acoperiri.

Cercetare dovedit superioritatea Ultrasonicators pentru dispersia nanofiller

Monteiro et al. (2014) a comparat tehnologiile comune de dispersie – și anume mixer rotor-stator, rotor Cowles rotor, și dispersor de tip sondă cu ultrasunete – în ceea ce privește eficiența lor în dispersarea dioxidului de titan (TiO2, anatază). Ultrasonication sa dovedit a fi cel mai eficient pentru a dispersa nanoparticulele în apă folosind polielectrolit convențional Na-PAA, și a excelat amestecarea cu un rotor-stator sau rotor Cowles în mod semnificativ.
Detaliile studiului: Diferite tehnici de dispersie au fost comparate pentru a identifica cele mai eficiente în crearea unei suspensii apoase nano-TiO2 bine aglomerate. Sarea de sodiu a acidului poliacrilic (Na-PAA), utilizată în mod convențional în industrie pentru dispersiile apoase TiO2, a fost utilizată ca dispersant de referință. Fig. 1 prezintă distribuțiile dimensiunii particulelor de volum (PSD) obținute, folosind dispersorul Cowles (30 min la 2000 rpm), mixerul rotor-stator (30 min la 14000 rpm) și ultrasonication de tip sondă (Hielscher UIP1000hdT, 2 min la 50% amplitudine). “Folosind dispersorul Cowles, dimensiunile particulelor au fost în trei game diferite: 40-100 nm, 350-1000 nm și 1200-4000 nm. Aglomeratele mai mari domină în mod clar distribuția, arătând că această tehnică este ineficientă. Rotorul-stator a oferit, de asemenea, rezultate nesatisfăcătoare, independent de nanoparticulele adăugate simultan sau treptat de-a lungul timpului de amestecare. Diferența majoră observată în rezultatul Cowles este legată de deplasarea vârfului mijlociu la dimensiunea mai mare a particulelor, fuzionând parțial cu vârful cel mai drept. Pe de altă parte, utilizarea ultrasunetelor a dat un rezultat mult mai bun, cu un vârf îngust centrat la 0,1 nm și două mult mai mici în intervalele de 150-280 nm și 380-800 nm.”

Distribuțiile dimensiunii particulelor de dispersii apoase nano-TiO2 (10mgmL−1, pH = 9) preparate folosind diferite tehnici de dispersie. Ultrasonication oferă cele mai mici nanoparticule TiO2 și cele mai înguste curbe de reducere a dimensiunii particulelor. Când s-a folosit dispersant (Na-PAA), raportul cu nano-TiO2 a fost de 1:1.
(studiu și grafic: © Monteiro et al., 2014)

TiO2 uscat prin pulverizare înainte și după frezare cu ultrasunete

Acest rezultat este de acord cu munca de Sato et al. (2008), raportarea rezultate mai bune cu ultrasonication decât cu alte tehnici pentru dispersarea particulelor nanozizate TiO2 în apă. Undele de șoc create de cavitație acustică / cu ultrasunete duc la coliziuni interparticulare foarte intense și frezarea și deaglomerarea eficientă a particulelor la fragmente uniforme la scară nano.
(cf. Monteiro et al., 2014)

Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de lacuri

Atunci când nanoparticulele și nanofibrelele sunt utilizate în procesele industriale de fabricație, cum ar fi producția de lacuri și acoperiri, pulberea uscată trebuie amestecată omogen într-o fază lichidă. Dispersia nanoparticulelor necesită o tehnică de amestecare fiabilă și eficientă, care aplică suficientă energie pentru a sparge aglomeratele pentru a dezlănțui calitățile particulelor la scară nano. Ultrasonicators sunt bine cunoscute ca dispersoare puternice și fiabile, prin urmare, utilizate pentru a deaglomera și distribui diverse materiale, cum ar fi silice, nanotuburi, grafen, minerale și multe alte materiale omogen într-o fază lichidă, cum ar fi rășini, epoxii și loturi de pigment maestru. Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și distribuie dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru orice fel de aplicații de omogenizare și deaglomerare.
Când vine vorba de producția de nano-dispersii, controlul precis sonicare și un tratament cu ultrasunete fiabil al suspensiei nanoparticule sunt esențiale pentru a obține produse de înaltă performanță. Hielscher Ultrasonics' procesoare vă oferă control deplin asupra tuturor parametrilor importanți de prelucrare, cum ar fi aportul de energie, intensitatea cu ultrasunete, amplitudinea, presiunea, temperatura și timpul de retenție. Astfel, puteți ajusta parametrii la condiții optimizate, ceea ce duce ulterior la nano-dispersie de înaltă calitate, cum ar fi dejecțiile nanosilice sau nano-TiO2.

Pentru orice volum / capacitate: Hielscher oferă ultrasonicators și un portofoliu larg de accesorii. Acest lucru permite configurarea sistemului cu ultrasunete ideal pentru aplicarea și capacitatea de producție. De la flacoane mici care conțin câțiva mililitri la fluxuri de volum mare de mii de galoane pe oră, Hielscher oferă soluția cu ultrasunete potrivită pentru procesul dvs.
Vâscozități ridicate: Sistemele inline cu ultrasunete procesează cu ușurință formulări asemănătoare pastei, de exemplu, loturi de master pigment, în cazul în care un pigment este amestecat la încărcarea particulelor de mare uniform într-un amestec de plastifiant, monomer și polimer.
Robusteţea: Sistemele noastre cu ultrasunete sunt robuste și fiabile. Toate ultrasonicators Hielscher sunt construite pentru 24/7/365 de operare și necesită întreținere foarte puțin.
Ușurința de utilizare: Software-ul elaborat al dispozitivelor noastre cu ultrasunete permite pre-selectarea și salvarea setărilor sonicare pentru o sonicare simplă și fiabilă. Meniul intuitiv este ușor accesibil prin intermediul unui afișaj tactil digital colorat. Telecomanda browser-ului vă permite să opereze și să monitorizeze prin orice browser de internet. Înregistrarea automată a datelor salvează parametrii de proces ai oricărei sonicații care rulează pe un card SD încorporat.
Eficiență energetică excelentă: În comparație cu tehnologiile alternative de dispersie, Ultrasonicators Hielscher excela cu eficiență energetică remarcabilă și rezultate superioare în distribuția dimensiunii particulelor.
De înaltă calitate & Robusteţea: Hielscher ultrasonicators sunt recunoscute pentru calitatea lor, fiabilitate și robustețe. Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și a pus un accent special pe ultrasonicators de înaltă performanță featuring tehnologie de ultimă oră și ușurința în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme cu CE și îndeplinesc cerințele ul, CSA și RoHs.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: