Disperzije nanodelcev v vosku – Ustvarite stabilne formulacije!

Dispergiranje nanodelcev v voščenih matricah je pomembna, vendar zahtevna aplikacija na področju premazov, kozmetike, farmacevtskih izdelkov in materialov s fazno zamenjavo. Zaradi notranje viskoznosti staljenih voskov, njihove hidrofobnosti in nagnjenosti nanodelcev k aglomeraciji zaradi visokih površinskih energij je za pripravo disperzije nanodelcev in voska potrebno znanje in izkušnje. Hielscherjevi sonikatorji zagotavljajo disperzijsko moč, natančen nadzor in razširljivost za proizvodnjo stabilnih disperzij nanodelcev in voska v namizni in industrijski proizvodnji.

Izzivi pri disperziji nanodelcev v vosek

nanodelci – na kovinski, keramični ali ogljikovi osnovi – zaradi močnih van der Waalsovih interakcij zlahka tvorijo agregate. V vosku se te interakcije še poslabšajo zaradi pomanjkanja polarnih topil ali stabilizatorjev. Mehansko mešanje ali homogenizatorji z rotorskim statorjem se pogosto izkažejo za nezadostne, zlasti kadar je premer nanodelcev manjši od 100 nm ali kadar so potrebne velike obremenitve. Za homogeno disperzijo je potreben vnos energije, ki lahko razbije aglomerate na nanoskali, hkrati pa površino delcev navlaži z voščenim medijem.

Mehanizem ultrazvočne nanodisperzije

Pomembna učinkovitost ultrazvočne disperzije je v edinstvenem mehanizmu delovanja akustične kavitacije. Sondni sonikatorji ustvarjajo intenzivne kavitacijske sile, ko se ultrazvočni valovi visoke intenzivnosti in nizke frekvence širijo skozi tekočino, npr. stopljeni vosek. Kolaps mehurčkov med kavitacijo ustvari lokalizirane vroče točke z ekstremnimi strižnimi gradienti, udarnimi valovi in mikrojeti. Te prehodne sile premagajo adhezijo med delci in učinkovito deaglomerirajo skupke nanodelcev.
Poleg tega ultrazvočno delovanje poveča navlaženost površin nanodelcev s talino voska. Ponavljajoče se sesedanje kavitacijskih mehurčkov zmanjšuje medfazno napetost, kar omogoča molekulam voska, da prodrejo med delce in jih sterilno stabilizirajo.

Uporaba ultrazvočno pripravljenih voščenih nanodisperzij

Možnost homogene disperzije nanodelcev v vosku odpira možnosti za različne aplikacije:

• Premazi in loščila: Dodatek nanodelcev silicijevega dioksida ali aluminijevega oksida poveča trdoto, odpornost proti praskam in sijaj.
• Kozmetične formulacije: Nanodelci titanovega dioksida ali cinkovega oksida zagotavljajo zaščito pred UV-žarki, hkrati pa ohranjajo prozornost.
• Materiali s fazno spremembo (PCM): Grafen, ogljikove nanocevke ali kovinski oksidi povečajo toplotno prevodnost in tako izboljšajo učinkovitost shranjevanja toplote v energetskih sistemih.
• Dostava zdravil: Lipofilni nanodelci, vgrajeni v vosek, delujejo kot rezervoarji s počasnim sproščanjem v topičnih ali oralnih formulacijah.

Ultrazvočni dispergerji za formulacije voska in nanodelcev

Ultrazvočno dispergiranje s Hielscherjevimi visoko zmogljivimi sonatorji s sondo je zanesljiva in razširljiva tehnika za proizvodnjo stabilnih voščenih nanodisperzij.
Ultrazvočni sistemi s sondo Hielscher se pogosto uporabljajo za obdelavo nanodelcev zaradi visoke zmogljivosti obdelave, natančnega nadzora parametrov in linearne razširljivosti. Ne glede na to, ali morate pripraviti disperzije voščenih nanodelcev v seriji ali v neprekinjeni linijski proizvodnji, Hielscher Ultrasonics ponuja idealno nastavitev za sonikacijo: ultrazvočni laboratorijski homogenizatorji so odlično orodje za raziskave in razvoj izdelkov, medtem ko ultrazvočne industrijske pretočne celice omogočajo proizvodnjo stabilnih voščenih nanodisperzij, ki izpolnjujejo najvišje standarde kakovosti.
Hielscherjevi ultrazvočniki, izdelani v skladu z najvišjimi standardi kakovosti, združujejo robustnost, prijaznost do uporabnika in enostavno vključevanje v industrijske procese. Zasnovani so tako, da vzdržijo zahtevna okolja, imajo najsodobnejšo tehnologijo, so certificirani po ISO in izpolnjujejo zahteve CE, UL, CSA in RoHS.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Literatura / Reference