Ultratinguj në formulimin e veshjes

Komponentë të ndryshëm, të tillë si pigmentet, mbushësit, aditivët kimikë, ndërlidhësit dhe modifikuesit e reologjisë hyjnë në formulimet e veshjes dhe bojës. Ultratingulli është një mjet efektiv për shpërndarjen dhe emulsifikimin, deagglomerimin dhe bluarjen e përbërësve të tillë në veshje.

Ultratingulli përdoret në formulimin e veshjeve për:

• emulsifikimi i polimereve në sistemet ujore
• shpërndarjen dhe bluarjen e imët të pigmenteve
• zvogëlimi i madhësisë së nanomaterialeve në veshjet me performancë të lartë

Veshjet ndahen në dy kategori të gjera: rrëshira dhe veshje me bazë uji dhe tretës. Çdo lloj ka sfidat e veta. Udhëzimet që kërkojnë reduktimin e VOC dhe çmimet e larta të tretësve stimulojnë rritjen e teknologjive të veshjes së rrëshirës me ujë. Përdorimi i ultrazërit mund të përmirësojë performancën e sistemeve të tilla eko-miqësore.

Formulimi i zgjeruar i veshjes për shkak të ultrazërit

Ultratingulli mund të ndihmojë formuluesit e veshjeve arkitekturore, industriale, automobilistike dhe druri për të përmirësuar karakteristikat e veshjes, të tilla si forca e ngjyrës, gërvishtjet, çarjet dhe rezistenca ndaj rrezeve ultraviolet ose përçueshmëria elektrike. Disa nga këto karakteristika të veshjes arrihen nga përfshirja e materialeve me madhësi nano, p.sh. oksidet metalike (TiO₂, silicë, ceria, ZnO, …).

Ultratingulli ndihmon më tej në shkumëzimin (flluska të bllokuara) dhe degazimin (gazin e tretur) të produkteve shumë viskoze. Lexoni më shumë rreth de-ajrimit me ultratinguj dhe degazimit të lëngjeve!

Duke qenë se teknologjia e shpërndarjes tejzanor mund të përdoret në nivel laboratori, në tavolinë dhe në nivel të prodhimit industrial, duke lejuar për ritme të xhiros mbi 10 ton/orë, ajo po aplikohet në R.&Faza D dhe në prodhimin komercial. Rezultatet e procesit mund të rriten lehtësisht dhe lineare.

Pajisjet tejzanor Hielscher janë shumë efikase në energji. Pajisjet konvertohen përafërsisht. 80 deri në 90% e fuqisë elektrike hyrëse në aktivitetin mekanik në lëng. Kjo çon në kosto më të ulëta të përpunimit.

Duke ndjekur lidhjet e mëposhtme, mund të lexoni më shumë rreth përdorimit të ultrazërit me performancë të lartë për

• emulsifikimi i polimereve në sistemet ujore,
• shpërndarjen dhe bluarjen e imët të pigmenteve,
• dhe zvogëlimi i madhësisë së nanomaterialeve.

Polimerizimi i emulsionit duke përdorur sonication

Formulimet tradicionale të veshjes përdorin kiminë bazë të polimerit. Ndryshimi në teknologjinë e veshjes me bazë uji ka një ndikim në përzgjedhjen e lëndës së parë, vetitë dhe metodologjitë e formulimit.

Në polimerizimin konvencional të emulsionit, p.sh. për veshjet me ujë, grimcat ndërtohen nga qendra në sipërfaqen e tyre. Faktorët kinetikë ndikojnë në homogjenitetin dhe morfologjinë e grimcave.

Përpunimi tejzanor mund të përdoret në dy mënyra të gjenerojë emulsione polimer.

• nga lart-poshtë: Emulsifikues/Duke u shpërndarë e grimcave më të mëdha të polimerit për të gjeneruar grimca më të vogla me zvogëlimin e madhësisë
• nga poshtë-lart: Përdorimi i ultrazërit para ose gjatë polimerizimit të grimcave

 

 

Polimerë Nanogrimcash në Miniemulsione

Polimerizimi i grimcave në minimulsione lejon prodhimin e grimcave të polimerit të shpërndarë me kontroll të mirë mbi madhësinë e grimcave. Sinteza e grimcave të polimerit nanogrimcash në minimulsione (të njohura edhe si nanoreaktorë), siç paraqitet nga K. Landfester (2001), është një metodë e shkëlqyer për formimin e nanogrimcave polimerike. Kjo qasje përdor numrin e lartë të nanokompartimenteve të vogla (faza disperse) në një emulsion si nanoreaktorë. Në këto, grimcat sintetizohen në një mënyrë shumë paralele në pika individuale, të kufizuara. Në punimin e saj, Landfester (2001) paraqet polimerizimin në nanoreaktorë në përsosmëri të lartë për gjenerimin e grimcave shumë identike me madhësi pothuajse uniforme. Imazhi i mësipërm tregon grimcat e marra nga poliaddicioni i asistuar me ultratinguj në minimulsione.

Pikat e vogla të krijuara nga aplikimi i prerjes së lartë (ultrasonikimi) dhe të stabilizuara nga agjentët stabilizues (emulsifikuesit), mund të ngurtësohen nga polimerizimi i mëvonshëm ose nga ulja e temperaturës në rastin e materialeve me shkrirje në temperaturë të ulët. Meqenëse ultratingulli mund të prodhojë pika shumë të vogla me madhësi pothuajse uniforme në procesin e grumbullimit dhe prodhimit, ai lejon një kontroll të mirë mbi madhësinë përfundimtare të grimcave. Për polimerizimin e nanogrimcave, monomerët hidrofilë mund të emulsohen në një fazë organike dhe monomerët hidrofobikë në ujë.

Kur zvogëlohet madhësia e grimcave, sipërfaqja totale e grimcave rritet në të njëjtën kohë. Fotografia në të majtë tregon korrelacionin midis madhësisë së grimcave dhe sipërfaqes në rastin e grimcave sferike. Prandaj, sasia e surfaktantit që nevojitet për të stabilizuar emulsionin rritet pothuajse në mënyrë lineare me sipërfaqen totale të grimcave. Lloji dhe sasia e surfaktantit ndikon në madhësinë e pikës. Pikat prej 30 deri në 200 nm mund të merren duke përdorur surfaktantë anionikë ose kationikë.

Pigmente në Veshje

Pigmentet organike dhe inorganike janë një komponent i rëndësishëm i formulimeve të veshjes. Për të maksimizuar performancën e pigmentit nevojitet një kontroll i mirë mbi madhësinë e grimcave. Kur shtoni pluhur pigmenti në sistemet me ujë, tretës ose epoksi, grimcat individuale të pigmentit priren të formojnë aglomerate të mëdha. Mekanizmat me prerje të lartë, të tilla si miksera me rotor-stator ose mullinj me rruaza të trazuesit përdoren në mënyrë konvencionale për të thyer aglomerate të tilla dhe për të bluar grimcat individuale të pigmentit. Ultratingulli në një alternativë jashtëzakonisht efektive për këtë hap në prodhimin e veshjeve.

Grafikët e mëposhtëm tregojnë ndikimin e sonikimit në madhësinë e një pigmenti me shkëlqim perla. Ultratingulli bluan grimcat individuale të pigmentit me përplasje ndër-grimcash me shpejtësi të lartë. Avantazhi i spikatur i ultrazërit është ndikimi i lartë i forcave prerëse kavitacionale, gjë që e bën të panevojshëm përdorimin e mediave bluarëse (p.sh. rruaza, perla). Ndërsa grimcat përshpejtohen nga avionë të lëngshëm ekstremë të shpejtë deri në 1000 km/orë, ato përplasen dhunshëm dhe copëtohen në copa të vogla. Abrazioni i grimcave u jep grimcave të bluara me ultratinguj një sipërfaqe të lëmuar. Në përgjithësi, bluarja dhe shpërndarja tejzanor rezulton në një shpërndarje të grimcave me madhësi të imët dhe uniforme.

 

Mulliri dhe shpërndarja me ultratinguj shpesh i kalon miksera me shpejtësi të lartë dhe mullinj mediash, pasi sonikimi siguron një përpunim më të qëndrueshëm të të gjitha grimcave. Në përgjithësi, ultratingulli prodhon përmasa më të vogla të grimcave dhe një shpërndarje të ngushtë të madhësisë së grimcave (lakoret e bluarjes së pigmentit). Kjo përmirëson cilësinë e përgjithshme të dispersioneve të pigmentit, pasi grimcat më të mëdha zakonisht ndërhyjnë në aftësinë e përpunimit, shkëlqimin, rezistencën dhe pamjen optike.

Meqenëse bluarja dhe bluarja e grimcave bazohet në përplasjen ndërmjet grimcave si rezultat i kavitacionit tejzanor, reaktorët tejzanor mund të përballojnë përqendrime mjaft të larta të ngurta (p.sh. tufa kryesore) dhe ende prodhojnë efekte të mira për zvogëlimin e madhësisë. Tabela më poshtë tregon fotografitë e bluarjes së lagësht të TiO2.

Grafiku më poshtë tregon lakoret e shpërndarjes së madhësisë së grimcave për deagglomerimin e dioksidit të titanit Degussa anatase me anë të ultrazërit. Forma e ngushtë e kurbës pas sonikimit është një tipar tipik i përpunimit tejzanor.

Materialet me madhësi nano në veshje me performancë të lartë

Nanoteknologjia është një teknologji në zhvillim që po kalon rrugën e saj në shumë industri. Nanomaterialet dhe nanokompozitet po përdoren në formulimet e veshjes, p.sh. për të rritur rezistencën ndaj gërvishtjeve dhe gërvishtjeve ose qëndrueshmërinë ndaj rrezeve ultraviolet. Sfida më e madhe për aplikimin në veshje është ruajtja e transparencës, qartësisë dhe shkëlqimit. Prandaj, nanogrimcat janë shumë të vogla për të shmangur ndërhyrjen me spektrin e dukshëm të dritës. Për shumë aplikacione, kjo është dukshëm më e ulët se 100 nm.

Bluarja e lagësht e komponentëve me performancë të lartë deri në diapazonin nanometër bëhet një hap vendimtar në formulimin e veshjeve të projektuara me nano. Çdo grimcë që ndërhyn me dritën e dukshme, shkakton mjegull dhe humbje të transparencës. Prandaj, kërkohen shpërndarje të madhësive shumë të ngushta. Ultratingulli është një mjet shumë efektiv për bluarjen e imët të lëndëve të ngurta. Kavitacioni tejzanor/akustik në lëngje shkakton përplasje ndër-grimcash me shpejtësi të lartë. Ndryshe nga mullinjtë e zakonshëm me rruaza dhe mullinjtë me guralecë, vetë grimcat po grisin njëra-tjetrën, duke i bërë të panevojshme mediat e bluarjes.

Kompanitë, si Panadur (Gjermani) përdorni ultrasonikë Hielscher për shpërndarjen dhe zbërthimin e nanomaterialeve në veshjet në kallëp. Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth shpërndarjes tejzanor të veshjeve në myk!

Për sonifikimin e lëngjeve ose tretësve të ndezshëm në mjedise të rrezikshme disponohen procesorë të certifikuar ATEX. Mësoni më shumë rreth ultrazërit të certifikuar nga Atex UIP1000-Exd!