Vysoko výkonné lepiace prípravky – Vylepšené ultrazvukovou disperziou

Vysokovýkonné lepidlá sú zložené z epoxidových, silikónových, polyuretánových, polysulfidových alebo akrylových systémov obsahujúcich rôzne (nano)plnivá a prísady, ktoré dodávajú lepidlu špeciálny výkon, ako je pevnosť väzby, nízka hmotnosť, trvanlivosť, tepelná odolnosť a udržateľnosť. Na formulovanie vysoko výkonných lepidiel je potrebné efektívne a spoľahlivé miešanie. Ultrazvuková disperzia a emulgácia sa používa kombinovať rôzne komponenty rovnomerne do homogénnych lepiacich zmesí. Inline ultrazvukom spája aj vysoké viskózne materiály a vysoké naplnenie nano-výplň spoľahlivo a efektívne vyrábajúce vynikajúce lepidlá.

Ultrazvukové high-šmykové sily pre rozptýlenie vysokovýkonných lepidiel

Vysokovýkonné lepidlá ponúkajú mimoriadnu pevnosť lepenia, trvanlivosť a ľahkú váhu. V závislosti od konečného použitia sú polyméry, kopolyméry a viaceré prísady formulované podľa prepracovaných receptov.

Epoxidové, silikónové, polyuretánové a akrylové systémy pre lepidlá a lepidlá sú vyrábané formulátormi, ktoré menia lepiacu základňu pridaním tackifiérov, minerálnych plnidiel (mastelk, oxid kremičitý, oxid hlinitý atď.), flexibilizátorov, reduktorov viskozity, farbív, zahusťovadiel, urýchľovačov, adhézií a podobne ako pohonov atď. Tieto úpravy slúžia na niekoľko účelov, ako je zlepšenie výkonu a /alebo pohodlia pri spracovaní alebo zníženie nákladov. Ultrazvukový vysokošmykový disperátor sú ideálne na formulovanie rôznych epoxidových systémov vline a umožňujú flexibilnú výrobu lepidiel prispôsobených požiadavkám konkrétnych aplikácií.

Ultrazvukové high-šmykové mixéry pre náročné disperzie a emulziu aplikácie

Vysokovýkonné ultrazvukové procesory pracujú ako vysokošmykový mixér. Extrémne vysoké šmykové sily sú generované ultrazvukovou / akustickou kavitáciou a sú ideálne pre dávkovú a inline emulgáciu, disperziu, frézovanie, deagglomeráciu a homogenizačné aplikácie. Nízke až vysoké pevné koncentrácie a viskozity môžu byť ľahko spracované pomocou ultrazvukových inline disperzie.

Ultrazvukové high-shear miešanie nanomateriálov v lepidlách

Nanomateriály, ako sú uhlíkové nanorúrky (CNT), kovové nanočastice, nano-kremičitany, nano-íly, nanovlákna a mnoho ďalších častíc nano-veľkosti sa používajú na výrobu nanoreinforced polymérov (nanokompozitov). Nanočastice sú dobre známe svojou schopnosťou meniť mechanické vlastnosti (napr. tuhosť, elasticita), elektrické vlastnosti (napr. vodivosť), funkčné vlastnosti (napr. priepustnosť, teplota prechodu skla, modulus) a výkon zlomenín termosetových polymérnych lepidiel. Nielenže poskytujú nanomateriály špeciálne vysokovýkonné vlastnosti, ako je pevnosť väzby, trvanlivosť, priaznivosť, elasticita alebo tepelná odolnosť; Pridanie nanoštruktúrových častíc môže tiež zlepšiť bariérové vlastnosti polymérov.
Vysoké šmykové sily rozpúšťadle generovanej akustickej kavitácie sú dobre známe pre svoju schopnosť deagglomerovať a rozptýliť nanočastice a dokonca rozbiť primárne častice (tj ultrazvukové frézovanie). Keď sa tieto ultrazvukové sily aplikujú na polymérne systémy obsahujúce nanočastice a iné plnivá, získa sa veľmi jednotná formulácia. Ultrazvuková disperzia je energeticky efektívna metóda, ktorá ukazuje nižšiu spotrebu energie v porovnaní s konvenčnými metódami šmykového miešania, ako sú mixéry s vysokým šmykom, mixéry obežného kolesa alebo mlyny.

Kaboori et al. (2013) preukázal, že ultrazvukom je účinná metóda na rozptýlenie vrstvených štruktúr montmorillonitu (MMT) a vývoj PVA lepidiel vystužených MMT. Ultrazvukom bol preukázané ako spoľahlivé a efektívne pri rozptyľovanie nanokry v PVA pri nízkom (1% a 2%) a vysoké (4%) zaťaženie.
Výskumný tím zistil, že "ultrazvuková technika je veľmi účinná pri rozptyľovaní nanokry, najmä pri vysokých zaťaženiach, na rozdiel od mixéra s vysokou šmykovou rýchlosťou. Vysokorýchlostné miešanie by mohlo rozptýliť nanotulu v PVA len pri nízkom zaťažení a zvýšenej pevnosti väzby PVA v rôznych podmienkach. Vysokorýchlostné miešanie má určité nevýhody: možné poškodenie emulzie PVA (kvôli silnej šmykovej sile použitej počas miešania), vysoké náklady a vysokú spotrebu energie. Naproti tomu ultrazvukom technika má minimálny negatívny vplyv na PVA emulziu. Okrem toho, ultrazvukom technika je ekonomická, pretože ultrazvukové miešanie by mohlo dôjsť pred výrobou PVA a roztok obsahujúci nanokry môže byť pridaný do PVA počas výrobného procesu. Zvážením výsledkov získaných z tohto papiera a našej predchádzajúcej práce a zvážením výhod ultrazvukom techniky oproti vysokorýchlostnému miešaniu sa pridanie nanoláty do PVA v priemyselnom meradle zdá byť uskutočniteľné a môže byť odporúčané výrobcom drevených lepidiel. " (Kaboori et al., 2013)

Ultrazvukové odplyňujúce účinky pri výrobe lepidla

Ďalšou výhodou ultrazvukom, ktorý výrazne zlepšuje výsledky formulácie, je degazifikačný účinok ultrazvukovej liečby. Vysokorýchlostné mechanické miešanie (napr. vysokošmykové nože) vytvára v zmesi veľké množstvo plynových bublín, ktoré si v niektorých prípadoch možno dokonca všimnúť v dôsledku rozjasnenej farby zmesi. Ultrazvukové vysokošmykové miešanie má obrovský advantge, že ultrazvukom technika nezahŕňa plyny do lepiacej formulácie, namiesto toho ultrazvukové vlny nútia už prítomné plynové bubliny na sťatie a vznášanie sa na kvapalný povrch, odkiaľ sa plyn dá ľahko odstrániť. Ultrazvukom podporuje odplynenie a oderušovanie kvapalín a lepiacich formulácií. (cp. Shadlou et al., 2014)

Vysokovýkonné ultrazvukové disperzie pre priemyselné lepiace formulácie

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysokovýkonné ultrazvukové disperzie pre ťažké aplikácie, ako je výroba vysokovýkonných lepidiel, vysoko naplnených živíc a nanokompozitov. Hielscher ultrasonicators sa používajú po celom svete na rozptýlenie nano-materiálov do polymérov, živíc, náterov a iných vysoko výkonných materiálov.
Hielscher ultrazvukové disperzie môžu byť kŕmené rôznymi kŕmnymi prúdmi pridaním rôznych materiálov v kontrolovaných prietokových podmienkach do zóny kavitácie. Ultrazvukové disperzie sú spoľahlivé a efektívne pri spracovaní nízkych až vysokých viskozít. V závislosti od cieľovej úpravy surovín a zníženia veľkosti môže byť ultrazvuková intenzita presne upravená.
Aby bolo možné spracovať viskózne polymérové pasty, nanomateriály a vysoké pevné koncentrácie, ultrazvukový disperer musí byť schopný produkovať nepretržite vysoké amplitúdy. Hielscher Ultrasonics’ priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy v nepretržitej prevádzke pri plnom zaťažení. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko spustiť pri prevádzke 24/7. Možnosť prevádzkovať ultrazvukový dispergátor vo vysokých amplitúdach a presne upraviť amplitúdu je potrebná na prispôsobenie podmienok ultrazvukového procesu formulácii vysokovýkonných lepidiel, nano-vystužených polymérnych zmesí a nanokompozitov.
Okrem ultrazvukovej amplitúdy je tlak ďalším veľmi dôležitým parametrom procesu. Pod zvýšeným tlakom sa intenzita ultrazvukovej kavitácie a jej šmykových síl zintenzívňuje. Hielscher ultrazvukové reaktory môžu byť podtlačené, čím sa získajú zintenzívnené výsledky ultrazvukom.
Monitorovanie procesov a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre nepretržitú štandardizáciu procesov a kvalitu produktu. Pripojiteľné snímače tlaku a teploty sa pripájajú k ultrazvukovému generátoru na monitorovanie a kontrolu ultrazvukového procesu disperzie. Všetky dôležité parametre spracovania, ako je ultrazvuková energia (čistá + celková), teplota, tlak a čas, sa automaticky protokolujú a ukladajú na vstavanú SD kartu. Prístupom k automaticky zaznamenaným procesným údajom môžete revidovať predchádzajúce zvukové ústupy a vyhodnotiť výsledky procesu.
Ďalšou užívateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie našich digitálnych ultrazvukových systémov prehliadačom. Pomocou diaľkového ovládania prehliadača môžete spustiť, zastaviť, upraviť a monitorovať ultrazvukový procesor na diaľku odkiaľkoľvek.
Kontaktujte nás teraz, aby ste sa dozvedeli viac o našich vysokovýkonných ultrazvukových dispergátoroch a ich aplikáciách pri výrobe vysoko výkonných lepidiel a náterov!
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: