Visoko zmogljive lepilne formulacije – Izboljšano z ultrazvočno disperzijo

Visoko zmogljiva lepila so sestavljena iz epoksih, silikonskih, poliuretanskih, polisulfidnih ali akrilnih sistemov, ki vsebujejo različna (nano) polnila in dodatke, ki lepilu dajejo posebne lastnosti, kot so trdnost vezi, majhna teža, vzdržljivost, toplotna odpornost in trajnost. Za oblikovanje visoko zmogljivih lepil je potrebno učinkovito in zanesljivo mešanje. Uporablja se ultrazvočna disperzija in emulgacija, ki združujeta različne komponente enakomerno v homogene lepilne mešanice. Inline ultrazvočno razbijanje združuje tudi visoko viskozne materiale in visoke nano-polnila ter zanesljivo in učinkovito proizvaja vrhunska lepila.

Ultrazvočne strižne sile za disperzijo visoko zmogljivih lepil

Visoko zmogljiva lepila ponujajo izjemno trdnost lepljenja, vzdržljivost in majhno težo. Glede na končno uporabo so polimeri, kopolimeri in številni dodatki oblikovani po izdelanih receptih.

Epoksi, silikonske, poliuretanske in akrilne sisteme za lepila in lepila proizvajajo formulatorji, ki spreminjajo lepilno podlago z dodajanjem lepljivih elementov, mineralnih polnil (smukec, silicijev dioksid, aluminijev oksid itd.), Fleksibilizatorjev, reduktorjev viskoznosti, barvil, zgoščevalcev, pospeševalcev, promotorjev oprijema itd. Te spremembe služijo več namenom, na primer izboljšanju učinkovitosti delovanja in/ali priročnosti obdelave ali zmanjšanju stroškov. Ultrazvočni razpršilnik z visoko strižnostjo je idealen za oblikovanje različnih epoksidnih sistemov v liniji in omogoča prilagodljivo proizvodnjo lepil, prilagojenih zahtevam posameznih aplikacij.

Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem za zahtevne disperzije in emulzijske aplikacije

Visoko zmogljivi ultrazvočni procesorji delujejo kot mešalnik z visokim striženjem. Ekstremno visoke strižne sile nastajajo z ultrazvočno? akustično kavitacijo in so idealne za serijsko in linijsko emulgiranje, disperzijo, mletje, deaglomeracijo in homogenizacijo. Nizke do visoke koncentracije trdnih snovi in viskoznosti je mogoče enostavno obdelati z uporabo ultrazvočnih inline dispergatorjev.

Ultrazvočno mešanje nanomaterialov v lepilih z visokim striženjem

Nanomateriali, kot so ogljikove nanocevke, kovinski nanodelci, nanosilicijev dioksid, nanogline, nanovlakna in številni drugi nanodelci, se uporabljajo za proizvodnjo nanoojačanih polimerov (nanokompozitov). Nanodelci so dobro znani po svoji sposobnosti spreminjanja mehanskih lastnosti (npr. Togost, elastičnost), električnih lastnosti (npr. prevodnost), funkcionalnih lastnosti (npr. Prepustnost, temperatura steklenega prehoda, modul) in lomljivost termoreaktivnih polimernih lepil. nanomaterialom ne zagotavljajo le posebnih visokozmogljivih lastnosti, kot so trdnost vezi, trajnost, ugodnost, elastičnost ali toplotna odpornost; Dodajanje nanostrukturiranih delcev lahko izboljša tudi pregradne lastnosti polimerov.
Visoke strižne sile ultrazvočno ustvarjene akustične kavitacije so dobro znane po svoji sposobnosti deaglomeracije in razpršitve nanodelcev ter celo razbijanja primarnih delcev (tj. Ultrazvočno rezkanje). Ko se te ultrazvočne sile uporabljajo za polimerne sisteme, ki vsebujejo nanodelce in druga polnila, dobimo zelo enotno formulacijo. Ultrazvočna disperzija je energetsko učinkovita metoda, ki kaže manjšo porabo energije v primerjavi z običajnimi metodami strižnega mešanja, kot so mešalniki z visoko strižnimi rezili, mešalniki rotorjev ali mlini.

Kaboori et al. (2013) so pokazali, da je ultrazvok učinkovita metoda za razpršitev večplastnih struktur montmorilonita (MMT) in razvoj lepil PVA, ojačanih z MMT. Ultrasonication se je izkazal za zanesljivo in učinkovito pri razprševanju nanogline v PVA pri nizkih (1% in 2%) in visokih (4%) obremenitvah.
The research team found that the “ultrasonic technique is very efficient in dispersing nanoclay especially at high loadings, contrary to the high shear speed mixer. High-speed mixing could disperse nanoclay in the PVA only at low loadings and increased bond strength of PVA in different conditions. High-speed mixing has some disadvantages: possible damage to PVA emulsion (because of strong shear force used during the mixing), high cost, and high energy consumption. By contrast, ultrasonication technique has minimum negative impact on PVA emulsion. Moreover, ultrasonication technique is economical as ultrasonic mixing could take place before production of PVA and the solution containing nanoclay can be added to PVA during the production process. By considering the results obtained from this paper and our previous work and by considering the advantages of ultrasonication technique over high-speed mixing, adding nanoclay to PVA in an industrial scale seems feasible and can be recommended to wood adhesive manufacturers.” (Kaboori et al., 2013)

Ultrazvočni učinki razplinjevanja pri proizvodnji lepila

Dodatna prednost ultrazvočne obdelave, ki bistveno izboljša rezultate formulacije, je učinek razplinjevanja ultrazvočne obdelave. Hitro mehansko mešanje (npr. Mešalniki z rezili z visoko strižnostjo) proizvaja veliko število plinskih mehurčkov v mešanici, ki jih je v nekaterih primerih mogoče celo opaziti zaradi svetlejše barve mešanice. Ultrazvočno mešanje z visokim striženjem ima veliko prednost, da tehnika ultrazvočnega razbijanja ne vključuje plinov v lepilno formulacijo, namesto tega ultrazvočni valovi prisilijo že prisotne plinske mehurčke, da se združijo in plavajo na površino tekočine, od koder je plin mogoče zlahka odstraniti. S tem ultrasonication spodbuja razplinjevanje in odzračevanje tekočin in lepilnih formulacij. (prim. Shadlou et al., 2014)

Visoko zmogljivi ultrazvočni dispergatorji za industrijske lepilne formulacije

Hielscher Ultrasonics načrtuje, proizvaja in distribuira visoko zmogljive ultrazvočne razpršilnike za težke aplikacije, kot je proizvodnja visoko zmogljivih lepil, visoko napolnjenih smol in nanokompozitov. Hielscher ultrazvočni aparati se uporabljajo po vsem svetu za razprševanje nanomaterialov v polimere, smole, premaze in druge visoko zmogljive materiale.
Hielscher ultrazvočni razpršilniki se lahko napajajo z različnimi napajalnimi tokovi, ki dodajajo različne materiale v pogojih nadzorovanega pretoka v kavitacijsko mešalno cono. Ultrazvočni razpršilniki so zanesljivi in učinkoviti pri obdelavi nizke do visoke viskoznosti. Glede na surovine in cilj zmanjšanja velikosti se lahko ultrazvočna intenzivnost natančno prilagodi.
Za obdelavo viskoznih polimernih past, nanomaterialov in visokih koncentracij trdnih snovi mora biti ultrazvočni dispergator sposoben proizvajati stalno visoke amplitude. Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude pri neprekinjenem delovanju pri polni obremenitvi. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno izvajajo v 24/7 delovanju. Možnost delovanja ultrazvočnega dispergatorja pri visokih amplitudah in natančno prilagoditev amplitude je potrebna za prilagoditev ultrazvočnih procesnih pogojev formulaciji visoko zmogljivih lepil, nano-ojačanih polimernih mešanic in nanokompozitov.
Besides the ultrasonic amplitude, pressure is another very important process parameter. Under elevated pressures, the intensity of ultrasonic cavitation and its shear forces is intensified. Hielscher’s ultrasonic reactors can be pressurized thereby obtaining intensified sonication results.
Spremljanje procesov in beleženje podatkov sta pomembna za stalno standardizacijo procesov in kakovost izdelkov. Vtični senzorji tlaka in temperature so povezani z ultrazvočnim generatorjem za spremljanje in nadzor procesa ultrazvočne disperzije. Vsi pomembni parametri obdelave, kot so ultrazvočna energija (neto + skupaj), temperatura, tlak in čas, se samodejno protokolirajo in shranijo na vgrajeno SD kartico. Z dostopom do samodejno zabeleženih procesnih podatkov lahko pregledate prejšnje ultrazvočne postopke in ocenite rezultate procesa.
Druga uporabniku prijazna funkcija je daljinski upravljalnik brskalnika naših digitalnih ultrazvočnih sistemov. Z oddaljenim upravljanjem brskalnika lahko zaženete, ustavite, prilagodite in spremljate ultrazvočni procesor na daljavo od koder koli.
Kontaktirajte nas zdaj, če želite izvedeti več o naših visoko zmogljivih ultrazvočnih dispergatorjih in njihovih aplikacijah pri proizvodnji visoko zmogljivih lepil in premazov!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

---