Si të përzieni llaqet me nanombushës

Prodhimi i llaqeve kërkon pajisje të fuqishme përzierjeje që mund të përpunojnë nanogrimca dhe pigmente, të cilat duhet të dispergohen në mënyrë të njëtrajtshme në formulim. Homogjenizuesit ultrasonikë përbëjnë një teknikë dispergimi shumë efikase dhe të besueshme, e cila siguron një shpërndarje homogjene të nanogrimcave në polimere.

Prodhimi i llaqeve me përzierës ultrasonikë me performancë të lartë

Llaku përshkruhet si një veshje ose film mbrojtës i kthjellët, transparent dhe i fortë, i cili formulohet nga rrëshira (p.sh., akrilike, poliuretanike, alkidike, shellak), vaj tharës, një agjent tharës me bazë metali dhe tretës të avullueshëm (p.sh., naftë solvente, white spirit ose hollues). Kur llaku thahet, tretësi që përmban avullon dhe përbërësit e mbetur oksidohen ose polimerizohen për të formuar një film transparent të qëndrueshëm. Llaqet përdoren kryesisht si veshje mbrojtëse për sipërfaqe druri, piktura dhe objekte të ndryshme dekorative, ndërsa llaqet që ngurtësohen me rrezatim UV përdoren në veshjet e automobilave, kozmetikë, ushqim, shkencë dhe degë të tjera.

Dispergimi ultrasonik i nanosilicës në llak

Një shembull i zakonshëm i dispergimit ultrasonik është përfshirja e silicave koloidale, të cilat zakonisht shtohen për t’u dhënë llaqeve veti tiksotropike.
Për shembull, llaku prej polieterimidi me nanosilicë si mbushës shfaq një jetëgjatësi të rritur deri në tridhjetë herë më të lartë se ajo e një llaku standard. Nanosilica përmirëson veti të llakut si përçueshmëria elektrike, qëndrueshmëria dielektrike ndaj rrymës së vazhduar (DC) dhe rrymës alternative (AC), si dhe forca e ngjitjes. Prandaj, disperguesit ultrasonikë përdoren gjerësisht për prodhimin e veshjeve përçuese të elektricitetit.
Minerale të tjera silikate, si volastoniti, talku, mika, kaolini, feldspati dhe sieniti nefelinik, janë mbushës të lirë dhe përdoren gjerësisht si të ashtuquajturat pigmente mbushëse, të cilat shtohen për të modifikuar reologjinë (viskozitetin), qëndrueshmërinë ndaj sedimentimit dhe rezistencën e filmit në veshje.

Epërsia e ultrasonikatorëve në dispergimin e nanombushësve, e provuar nga kërkimet

Monteiro et al. (2014) krahasuan teknologjitë e zakonshme të dispergimit – konkretisht përzierësin rotor-stator, helikën Cowles dhe disperguesin ultrasonik me sondë – për sa i përket efikasitetit të tyre në dispergimin e dioksidit të titanit (TiO2, anatazë). Trajtimi me ultratinguj rezultoi të ishte më efikasi për dispergimin e nanogrimcave në ujë duke përdorur polielektrolitin konvencional Na-PAA dhe dha rezultate dukshëm më të mira se përzierja me një rotor-stator ose helikë Cowles.
Hollësitë e studimit: U krahasuan teknika të ndryshme dispergimi për të identifikuar më efektiven në krijimin e një suspensioni ujor të nano-TiO2 të deaglomeruar mirë. Kripa e natriumit e acidit poliakrilik (Na-PAA), e përdorur zakonisht në industri për dispersionet ujore të TiO2, u përdor si agjent dispergues referencë. Fig. 1 tregon shpërndarjet e madhësisë së grimcave sipas vëllimit (PSD), të përftuara duke përdorur disperguesin Cowles (30 min në 2000 rpm), përzierësin rotor-stator (30 min në 14 000 rpm) dhe trajtimin me ultratinguj me sondë (Hielscher UIP1000hdT, 2 min në amplitudë 50%). “Duke përdorur disperguesin Cowles, madhësitë e grimcave ishin në tri intervale të ndryshme: 40–100 nm, 350–1000 nm dhe 1200–4000 nm. Aglomeratet më të mëdha mbizotërojnë qartësisht në shpërndarje, duke treguar se kjo teknikë është joefikase. Edhe rotor-statori dha rezultate të pakënaqshme, pavarësisht nëse nanogrimcat shtoheshin të gjitha njëherësh apo gradualisht gjatë kohës së përzierjes. Dallimi kryesor i vërejtur në rezultatin e Cowles lidhet me zhvendosjen e pikut të mesëm drejt madhësive më të mëdha të grimcave, duke u bashkuar pjesërisht me pikun më të djathtë. Nga ana tjetër, përdorimi i ultratingujve dha një rezultat shumë më të mirë, me një pik të ngushtë të përqendruar në 0,1 nm dhe dy të tjerë shumë më të vegjël në intervalet 150–280 nm dhe 380–800 nm.”

Shpërndarjet e madhësisë së grimcave në dispersionet ujore të nano-TiO2 (10mgmL−1, pH = 9), të përgatitura duke përdorur teknika të ndryshme dispergimi. Trajtimi me ultratinguj jep nanogrimcat më të vogla të TiO2 dhe kurbat më të ngushta të zvogëlimit të madhësisë së grimcave. Kur u përdor disperguesi (Na-PAA), raporti i tij ndaj nano-TiO2 ishte 1:1.
(studimi dhe grafiku: © Monteiro et al., 2014)

TiO2 i tharë me spërkatje para dhe pas bluarjes me ultratinguj

Ky rezultat përputhet me punën e Sato et al. (2008), e cila raporton rezultate më të mira me trajtimin me ultratinguj sesa me teknikat e tjera për dispergimin e grimcave të TiO2 me përmasa nanometrike në ujë. Valët goditëse të krijuara nga kavitacioni akustik / ultrasonik çojnë në përplasje shumë intensive ndërmjet grimcave dhe në bluarje e deaglomerim efikas të grimcave në fragmente uniforme me përmasa nanometrike.
(shih Monteiro et al., 2014)

Homogjenizues me ultratinguj me performancë të lartë për prodhimin e llaqeve

Kur nanogrimcat dhe nanombushësit përdoren në procese të prodhimit industrial, si prodhimi i llaqeve dhe veshjeve, pluhuri i thatë duhet të përzihet në mënyrë homogjene në një fazë të lëngshme. Dispergimi i nanogrimcave kërkon një teknikë përzierjeje të besueshme dhe efektive, e cila zbaton energji të mjaftueshme për të shpërbërë aglomeratet, në mënyrë që të shfrytëzohen vetitë e grimcave me përmasa nanometrike. Pajisjet me ultratinguj njihen mirë si dispergues të fuqishëm dhe të besueshëm, prandaj përdoren për të deaglomeruar dhe shpërndarë në mënyrë homogjene materiale të ndryshme, si silici, nanotubat, grafeni, mineralet dhe shumë materiale të tjera, në një fazë të lëngshme, si rrëshirat, rrëshirat epokside dhe koncentratet e pigmenteve. Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan dispergues me ultratinguj me performancë të lartë për çdo lloj zbatimi të homogjenizimit dhe deaglomerimit.
Për prodhimin e nanodispersioneve, kontrolli i saktë i sonikimit dhe një trajtim i besueshëm me ultratinguj i suspensionit të nanogrimcave janë thelbësorë për të përftuar produkte me performancë të lartë. Procesorët e Hielscher Ultrasonics ju japin kontroll të plotë mbi të gjithë parametrat e rëndësishëm të përpunimit, si energjia e furnizuar, intensiteti i ultratingujve, amplituda, presioni, temperatura dhe koha e qëndrimit. Kështu, mund t’i rregulloni parametrat sipas kushteve të optimizuara, gjë që më pas çon në nanodispersione me cilësi të lartë, si suspensionet e nanosilicës ose të nano-TiO2.

Për çdo vëllim / kapacitet: Hielscher ofron pajisje me ultratinguj dhe një gamë të gjerë aksesorësh. Kjo mundëson konfigurimin e sistemit ideal me ultratinguj për zbatimin dhe kapacitetin tuaj të prodhimit. Nga flakonët e vegjël që përmbajnë disa mililitra deri te rrjedhat me vëllim të madh prej mijëra galonësh në orë, Hielscher ofron zgjidhjen e përshtatshme me ultratinguj për procesin tuaj.
Viskozitete të larta: Sistemet me ultratinguj në linjë përpunojnë lehtësisht formulime në trajtë paste, p.sh. koncentrate pigmentesh, ku një pigment me përmbajtje të lartë grimcash përzihet në mënyrë uniforme në një përzierje plastifikuesi, monomeri dhe polimeri.
Qëndrueshmëria: Sistemet tona me ultratinguj janë të qëndrueshme dhe të besueshme. Të gjitha pajisjet me ultratinguj Hielscher janë ndërtuar për funksionim 24/7/365 dhe kërkojnë shumë pak mirëmbajtje.
Lehtësia e përdorimit: Softueri i zhvilluar i pajisjeve tona me ultratinguj mundëson përzgjedhjen paraprake dhe ruajtjen e cilësimeve të sonikimit për një sonikim të thjeshtë dhe të besueshëm. Menyja intuitive është lehtësisht e arritshme përmes një ekrani dixhital me ngjyra dhe me prekje. Kontrolli në distancë përmes shfletuesit ju mundëson ta përdorni dhe monitoroni pajisjen përmes çdo shfletuesi interneti. Regjistrimi automatik i të dhënave ruan parametrat e procesit të çdo cikli sonikimi në një kartë SD të integruar.
Efikasitet i shkëlqyer energjetik: Krahasuar me teknologjitë alternative të dispergimit, pajisjet me ultratinguj Hielscher shquhen për efikasitet të jashtëzakonshëm energjetik dhe rezultate superiore në shpërndarjen e madhësisë së grimcave.
Cilësi e lartë dhe qëndrueshmëri: Pajisjet me ultratinguj Hielscher njihen për cilësinë, besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë e tyre. Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar sipas ISO dhe i kushton rëndësi të veçantë pajisjeve me ultratinguj me performancë të lartë, të cilat ofrojnë teknologji bashkëkohore dhe lehtësi përdorimi. Natyrisht, pajisjet me ultratinguj Hielscher janë në përputhje me CE dhe përmbushin kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.

Tabela më poshtë jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të pajisjeve tona me ultratinguj: