Ультразвуковое диспергирование бентонита

• Бентонитовые глины, такие как натриевый бентонит, кальциевый бентонит и калиевый бентонит, в основном используются в качестве добавки к буровым растворам, связующего, очищающего средства, адсорбента и барьера для грунтовых вод.
• Из-за прочных связей и сил Ван-дер-Ваальса для диспергирования бентонита необходимы интенсивные перемешивающие усилия, обеспечивающие равномерное разрушение агломератов.
• Ультразвуковое диспергирование – высоконадёжный метод получения высоковязких суспензий с высоким содержанием твёрдой фазы. При получении однородных суспензий бентонита ультразвук превосходит обычные мешалки.

Диспергирование бентонита

Бентонит имеет множество применений, например в качестве смазочного материала, загустителя или адсорбента. Чтобы использовать свойства бентонита как материала, его частицы/пластинки должны быть равномерно распределены в базовой среде. Бентонитовые дисперсии обладают высокой способностью к набуханию и могут адсорбировать большое количество жидкости. При диспергировании в жидкости бентонитовая дисперсия образует высокотиксотропную коллоидную суспензию или гель. Коллоидные свойства бентонитовых дисперсий сильно зависят от качества диспергирования. Поэтому обработка ультразвуком является предпочтительным методом диспергирования для получения высококачественных бентонитовых суспензий.

Ультразвуковое диспергирование бентонита (выполнено с помощью ультразвукового смесителя UIP2000hdT)

Проблемы

Обычные методы диспергирования часто не позволяют создать интенсивные сдвиговые усилия, необходимые для получения однородной суспензии функционализированного бентонита. Тиксотропия бентонита и его исключительная способность связывать воду и набухать требуют диспергирующего оборудования с характеристиками выше среднего уровня, которое превосходно справляется с обработкой высоковязких суспензий и обеспечивает достаточный сдвиг для разрушения агломератов.
Вязкость бентонитовой дисперсии возрастает с увеличением концентрации. Обычное смесительное оборудование не способно обрабатывать густые суспензии с недостаточным качеством диспергирования и гидратации .
Из-за недостаточной способности к перемешиванию обычные диспергаторы необходимо сочетать с дополнительными этапами обработки, например измельчением.

Решение

Ультразвуковое оборудование высокой мощности создаёт интенсивные сдвиговые усилия , которые легко разрушают связи между частицами бентонита. Высоковязкие бентонитовые суспензии можно однородно обрабатывать, подавая суспензию через камеру ультразвукового реактора, где частицы подвергаются деагломерации и диспергированию до одинакового размера. Интенсивное перемешивание и сдвиг способствуют уменьшению частиц до целевого размера. Мощная обработка ультразвуком вызывает деламинацию и эксфолиацию бентонита (монтмориллонита), что приводит к большой площади поверхности частиц и способствует улучшению набухания и функционализации бентонита.

Ультразвуковое диспергирование глин

Принцип действия: Высокоинтенсивные ультразвуковые усилия, возникающие в жидкостях, создают кавитацию. Ультразвуковая кавитация проявляется в виде чистого сдвига. Поэтому технология ультразвукового перемешивания и диспергирования идеально подходит для получения тиксотропных суспензий с очень высоким содержанием частиц.
Благодаря интенсивному сдвигу ультразвук позволяет эффективно диспергировать глины с получением суспензий. Поскольку обработка ультразвуком осуществляется как непрерывный процесс в потоке, даже высоковязкие суспензии, такие как буровые растворы, битумные эмульсии, латекс или краски.

Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр в области надёжной ультразвуковой обработки. Мы предлагаем полный ассортимент ультразвуковых гомогенизаторов – от лабораторного прибора до промышленного ультразвукового оборудования для сложных задач, таких как измельчение, деагломерация и диспергирование. При использовании кластеров UIP10000 или UIP16000 практически отсутствуют ограничения на промышленную обработку даже потоков очень большого объёма, включая высоковязкие пастообразные материалы.