Tejzanor Përgatitja e përforcuar gome
- Gomat e përforcuara tregojnë forcë më të lartë elastike, elongation, rezistencë abrasion dhe stabilitet më të mirë të plakjes.
- Mbushësit siç janë zeza e karbonit (p.sh. CNTs, MWNTs), grafenë ose silicë duhet të shpërndahen homogjenisht në matricë për të siguruar pronat e dëshiruara të materialit.
- Ultrasonics Power jep cilësi superiore shpërndarjen e nanoparticles monodispersed me vetitë e përforcuar shumë.
tejzanor Shpërndarje
Ultrasonication është përdorur gjerësisht për shpërndarjen e materialeve nano të tilla si nanoparticles monodispersed dhe nanotubes, pasi ultrasonics rrit ndarjen dhe funksionalizimin e grimcave dhe tubave në masë të madhe.
Krijon pajisjet tejzanor shpërndarëse cavitation dhe forca të mëdha qethje për të prishur, deagglomerate, detangle dhe shpërndarë grimcat nano dhe nanotubes. Intensiteti i sonikimit mund të rregullohet dhe kontrollohet saktësisht në mënyrë që parametrat e përpunimit tejzanor të përshtaten në mënyrë të përkryer, duke marrë parasysh përqendrimin, aglomerimin dhe shtrirjen / ngërçinimin e materialit nano. Në këtë mënyrë, materialet nano mund të përpunohen në mënyrë optimale në lidhje me kërkesat e tyre specifike të materialit. Kushtet optimale të shpërndarjes për shkak të parametrave të procesit tejzanor të rregulluar në mënyrë individuale, rezultojnë në një nanocomposite përfundimtare të kualitetit të lartë të gomës me karakteristika superiore të përforcimit të nano-aditivëve dhe mbushësve.
Për shkak të cilësisë së lartë të shpërndarjes së ultrasonikës dhe shpërndarjes uniforme të arritur në këtë mënyrë, një ngarkim filler shumë i ulët është i mjaftueshëm për të marrë karakteristika të shkëlqyera materiale.
Sistemi industrial tejzanor
Gome Ultrasonically Carbon Black-Reinforced
Karboni i zi është një nga mbushësit më të rëndësishëm në gome, sidomos për gomat, për t'i dhënë rezistencës ndaj gërryerjes së gomës dhe forcës elastike. Grimcat e zeza të karbonit janë shumë të prirur për të formuar agregate të cilat janë të vështira për t'u shpërndarë në mënyrë homogjene. Zeza e karbonit përdoret zakonisht në ngjyra, enamele, bojra për printim, ngjyrosje najloni dhe plastike, përzierje latex, përzierje dylli, veshje foto dhe më shumë.
Dispersion tejzanor lejon të deagglomerate dhe përzierje uniforme me një monodispersity shumë të lartë të grimcave.
Kliko këtu për të mësuar më shumë rreth dispersionit tejzanor për kompozime të përforcuara!
Ultrasonically CNT- / MWCNT-përforcuar gome
Homogjenizuesit tejzanor janë sisteme të fuqishme shpërndarëse të cilat mund të kontrollohen me saktësi dhe të përshtaten me procesin dhe kërkesat materiale. Kontrolli i saktë i parametrave të procesit tejzanor është veçanërisht i rëndësishëm për shpërndarjen e nanotubave si MWNTs ose SWNTs, meqë nanotubet duhet të jenë detangled në tuba të vetëm pa u dëmtuar (p.sh. shkrirje). Nanotubet e padëmtuar ofrojnë një raport të lartë aspekt (deri në 132,000,000: 1) në mënyrë që ata të japin forcë dhe ngurtësi të jashtëzakonshme kur formulohen në një përbërje. Sonication fuqishme, saktë rregulluar kapërcen forcat Van der Waals dhe shpërndan dhe detangles nanotubes rezulton në një material gome të lartë performancës me forcë të jashtëzakonshme elastik dhe modulus elastik.
Për më tepër, funksionalizimi tejzanor përdoret për të modifikuar nanotubet e karbonit në mënyrë që të arrihen pronat e dëshiruara që mund të përdoren në aplikime të shumëllojshme.
Ultrasonikë për shpërndarjen e vazhdueshme të nanomaterialeve, karbonit të zi ose qymyrit të aktivizuar.
Ultrasonically Nano-silicë-përforcuar gome
Dispersers tejzanor dorëzojë një shpërndarje grimcë shumë të njëjtë të silicë (SiO2) grimca nano në zgjidhjet e polimerit të gomës. Silicë (SiO2) grimcat nano duhet të shpërndahen homogjenisht si grimca mono-shpërndara në butadienin-styren-polimerizim dhe gome të tjera. Mono-dispersed nano-SiO2 vepron si agjentë përforcues, që përmirësojnë ndjeshëm rezistencën, forcën, zgjatjen, përkuljen dhe performancën kundër plakjes. Për grimcat nano aplikohet: Sa më e vogël të jetë madhësia e grimcave, aq më e madhe është sipërfaqja specifike e sipërfaqes së grimcave. Me një raport më të lartë të sipërfaqes / vëllimit (S / V) të sipërfaqes, merren efekte më të mira strukturore dhe përforcuese, gjë që rrit forcën dhe ngurtësinë e tensionit të produkteve të gomës.
Disperzimi tejzanor i grimcave nano-silikoni lejon kontrollin e parametrave të procesit saktësisht në mënyrë që të merret një morfologji sferike, madhësia e grimcave me saktësi të rregulluar dhe shpërndarje shumë e ngushtë.
Silicë dispersed ultrasonically rezulton në performancën më të lartë të materialit të kësaj gome të përforcuar.
Kliko këtu për të mësuar më shumë rreth shpërndarjes tejzanor të SiO2!
Shpërndarje Ultrasonically e aditivëve të përforcuar
Sonication është provuar të shpërndajë shumë materiale të tjera nanopartikulare për të përmirësuar modulusin, forcën elastik dhe vetitë e lodhjes së përbërësve të gomës. Meqënëse madhësia e grimcave, forma, sipërfaqja dhe aktiviteti sipërfaqësor i mbushësve dhe aditivëve përforcues janë vendimtare për performancën e tyre, dispersuesit tejzanorë të fuqishëm dhe të besueshëm janë një nga metodat më të përdorura për të formuluar grimcat mikro dhe nano në prodhimet e gomës.
Aditivët dhe mbushësit tipikë, të cilat janë përfshirë nga sonication si grimca të shpërndara në mënyrë të njëtrajtshme ose monodispersed në matricat e gomës, janë karbonat kalciumi, argjilë kaoline, silicë të tymosur, silicë të precipituar, oksid grafit, grafen, mikë, talc, barit, wollastonite, silikate të precipituar, tym silicë dhe diatomit.
Kur TiO e funksionalizuar me acidin oleik2 nanopartikalet janë të shpërndara ultrasonically në gome stirenit-butadiene, madje edhe një sasi shumë të vogël të oleic-SiO2 rezulton në përmirësi të konsiderueshme të përmirësuar, rezistencë në tërheqje dhe pronat e lodhjes dhe funksionon si agjent mbrojtës kundër fotos dhe termodradimit.
- Alumina trihidrat (Al2O3) është shtuar si retardant i flakës, për të përmirësuar përçueshmërinë termike, dhe për ndjekjen dhe rezistencën ndaj erozionit.
- Mbushësit e oksidit të zinkut (ZnO) rrisin permistivitetin relativ si dhe përçueshmërinë termike.
- Dioksid titaniumi (TiO2) përmirëson përçueshmërinë termike dhe elektrike.
- Karbonat kalciumi (CaCO3) është përdorur si shtesë për shkak të pronave të saj mekanike, retike dhe retarduese të flakës.
- Barium titanate (BaTiO3) rrit stabilitetin termik.
- Graphene dhe oksid grafene (GO) japin karakteristika superiore mekanike, elektrike, termike dhe optike.
- nanotubes karboni (CNTs) përmirësojnë karakteristikat mekanike si forca elastike, përçueshmëria elektrike dhe termike dukshëm.
- Nanotubet e karbonit me shumë mure (MWNTs) përmirësojnë modulin e Young dhe fuqinë e rendimentit. Për shembull, jo më pak se 1% e MWNTs në një rezultat epoksik në një modulus Rinj të rritur dhe fuqinë e rendimentit përkatësisht, 100% dhe 200%, në krahasim me matricën e pastër.
- Nanotubet e karbonit me një mur (SWNTs) përmirësojnë pronat mekanike dhe përçueshmërinë termike.
- Nanofibrat e karbonit (CNF) shtojnë forcë, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe qëndrueshmëri.
- Nanopartikele metalike si nikeli, hekuri, bakri, zinku, alumini dhe argjend janë shtuar për të përmirësuar përçueshmërinë elektrike dhe termike.
- Nanomaterials organike të tilla si montmorillonite për të përmirësuar vetitë mekanike dhe retardante të flakës.
Sisteme të tejzgjatura të shpërndarjes
Hielscher Ultrasonics ofron një gamë të gjerë të produkteve të pajisjeve tejzanor – nga sistemet më të vogla të stolit të lartë për testin e fizibilitetit deri në detyra të rënda njësitë industriale ultrasonicator me deri në 16kW për njësi. Fuqia, besueshmëria, kontrollueshmëria e saktë si dhe qëndrueshmëria e tyre bëjnë sistemet shpërndarëse tejzanor të Hielscher “kali pune” në linjën e prodhimit të formulimeve mikron dhe nano-particulate. Ultrasonicators tona janë të aftë për të përpunuar dispersions ujore dhe tretës në bazë të viskozitete te larta (deri ne 10,000 cp) lehtë. Sonotrodes të ndryshme (brirët tejzanor), boosters (intensifier / decreaser), geometries qelizë rrjedhin dhe pajisje të tjera të lejojë përshtatjen optimale të disperser tejzanor për të produktit dhe kërkesat e saj të procesit.
Hielscher Ultrasonics’ procesorë industrial tejzanor mund të japë shumë amplitudë të larta. Amplituda deri në 200 μm mund të drejtohet vazhdimisht në operacionin 24/7 menjëherë. Për amplituda edhe më të larta, janë të disponueshme Sonotrode të personalizuara tejzanor. Qëndrueshmëria e pajisjeve tejzanor të Hielscher lejon 24/7 operacion në detyrë e rëndë dhe në mjedise kërkuese. Disperuesit tejzanor të Hielscher janë instaluar në mbarë botën për prodhim komercial në shkallë të gjerë.
Përgatitja e personalizuar tejzanor për nano-dispersione
| Vëllimi i Serisë | Shkalla e rrjedhjes | Devices rekomanduara |
|---|---|---|
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri 400mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L / min | UIP4000 |
| na | 10 deri në 100L / min | UIP16000 |
| na | më e madhe | grup i UIP16000 |
Literatura / Referencat
- Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrene–acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2012, 61, 3, 172–177.
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Momen, G.; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro/Nano Filler Use to improve Silicone Rubber For Outdoor Insulators. Review of Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
- Sharma, S.D.; Singh, S. (2013): Synthesis and Characterization of Highly Effective Nano Sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst by Ultrasonic Irradiation. American Journal of Chemistry 2013, 3(4): 96-104.
Fakte të vlefshme
Gome sintetike
Një gome sintetike është çdo elastomer artificial. Gome sintetike janë kryesisht polimere të sintetizuara nga nënproduktet e naftës dhe janë bërë, si polimere të tjera, nga monomere të ndryshme me bazë nafte. Goma sintetike më e përhapur është gome stiril-butadiene (SBR) që rrjedh nga kopolimerizimi i stirenit dhe 1,3-butadien. Gome të tjera sintetike përgatiten nga izoprene (2-metil-1,3-butadien), kloroprene (2-kloro-1,3-butadiene) dhe izobutileni (metilpropene) me një përqindje të vogël të izoprenit për ndërlidhje. Këto dhe monomere të tjera mund të përzier në përmasa të ndryshme për t'u kopolimerizuar për të prodhuar produkte me një varg karakteristikash fizike, mekanike dhe kimike. Monomers mund të prodhohen të pastër dhe shtimi i papastërtive ose aditivëve mund të kontrollohet nga dizajni për të dhënë vetitë optimale. Polimerizimi i monomereve të pastër mund të kontrollohet më mirë për të dhënë një proporcion të dëshiruar të lidhjeve të dyfishta cis dhe trans.
Gome sintetike, si gome natyrale, përdoret gjerësisht në industrinë e automobilave për goma, profilet e dyerve dhe dritareve, hoses, rripat, matet dhe parket.
Gome natyrale
Gome natyrale njihet edhe si gome India ose kauçuku. Goma natyrale klasifikohet si elastomer dhe përbëhet kryesisht nga polimere të përbërjes organike poly-cis-isoprene dhe ujë. Ajo përmban gjurmë të papastërtive si proteina, papastërtia etj. Goma natyrale, e cila rrjedh si latex nga pema e gomës Hevea Brasiliensis, tregon vetitë mekanike të shkëlqyera. Megjithatë, në krahasim me gomat sintetike, goma natyrale ka një performancë më të ulët materiale sidomos sa i përket stabilitetit të saj termik dhe përputhshmërisë së tij me produktet e naftës. Gome natyrale ka një gamë të gjerë aplikimesh, qoftë vetëm ose në kombinim me materiale të tjera. Kryesisht, përdoret për shkak të raportit të tij të madh të shtrirjes, elasticitetit të lartë dhe fortësisë së lartë të ujit. Pika e shkrirjes së gomës është afërsisht 180 ° C (356 ° F).
Tabela më poshtë jep një pasqyrë mbi llojet e ndryshme të gomës:
| ISO | Emri teknik | Emer i perbashket |
|---|---|---|
| ACM | Gome poliakrilike | |
| AEM | Etilen-akrilik gome | |
| AU | Poliestër Urethane | |
| BIIR | Bromo Izobutilen Isoprene | Bromobutyl |
| BR | polibutadine | Buna CB |
| CIIR | Kloro Isobutilen Isoprene | Chlorobutyl, Butyl |
| CR | Polychloroprene | Kloroprene, neoprene |
| CSM | Polietileni me klor sulfat | Hypalon |
| ECO | EPICHLOROHYDRIN | ECO, Epichlorohydrin, Epichlore, Epichloridrine, Herclor, Hidrin |
| EP | Etilen Propilen | |
| EPDM | Etilen Propylene Diene Monomer | EPDM, Nordel |
| BE-ja | Polimer Urethane | |
| FFKM | Perfluorocarbon Gome | Kalrez, Chemraz |
| FKM | Hidrokarbon i Fluoronuar | Viton, Fluorel |
| FMQ | Fluoro silikoni | FMQ, gome silikoni |
| FPM | Fluorocarbon gome | |
| HNBR | Butadien i hidrogjenizuar nitrili | HNBR |
| IR | polyisoprene | (Sintetike) gome natyrale |
| IIR | Izobutilen Isoprene Butyl | butyl |
| NBR | Acrylonitrile Butadiene | NBR, Nitrile, Perbunan, Buna-N |
| PU | poliuretani | PU, poliuretani |
| SBR | Styrene Butadiene | SBR, Buna-S, GRS, Buna VSL, Buna SE |
| SEBS | Styrene etilen Butilen stirenit kopolimer | SEBS gome |
| SI | polisiloksanike | Gome silikoni |
| VMQ | Vinyl Methyl Silicone | Gome silikoni |
| XNBR | Monomer i karboksilenit të akrilonitrile Butadiene | XNBR, Karboksiluar Nitrile |
| XSBR | Monomer me karboni styrene butadiene | |
| YBPO | Ester polieter-termoplastik | |
| YSBR | Styrene Butadiene Block Kopolymer | |
| YXSBR | Styrene Butadiene Carboxy Block Kopolymer |
SBR
Stiren butadiene ose styrene-butadiene gome (SBR) përshkruan gome sintetike, të cilat rrjedhin nga styrene dhe butadiene. Styrene-butadiene e përforcuar e karakterizuar nga rezistenca e lartë e konsumuarit dhe veti të mira kundër plakjes. Raporti midis stirenit dhe butadienit përcakton vetitë e polimerit: me një përmbajtje të lartë të stirenit, gomat bëhen më të vështira dhe më pak të gomës.
Kufizimet e SBR-së jo të përforcuara janë shkaktuar nga forca e ulët e saj pa përforcime, rezistencë të ulët, forcë të ulët lotimi (sidomos në temperatura të larta), dhe likuide e dobët. Prandaj, nevojiten agjentë përforcues dhe mbushës për të përmirësuar vetitë SBR. Për shembull, mbushëset e zeza të karbonit përdoren fort për forcën dhe rezistencën ndaj konsumit.
stirenit
Stiren (C8H8) është i njohur me terma të ndryshëm siç janë etenilbenzeni, vinilbenzeni, fenileteni, feniletileni, cinameni, styrol, diarre HF 77, styrolene dhe styropol. Është një përbërje organike me formulën kimike C6H5CH = CH2. Stireni është pararendës i polistirenit dhe disa kopolimerë.
Kjo është një derivat benzine dhe duket si një lëng i pangjyrë vaj, i cili avullohet lehtësisht. Stireni ka një erë të këndshme, e cila kthehet në përqëndrime të larta në një erë më pak të këndshme.
Në praninë e një grupi vinil, stireni formon një polimer. Polimeret e stirenit janë prodhuar në mënyrë komerciale për të marrë produkte të tilla si plastik, ABS, styrene-butadiene (SBR), latex styrene-butadiene, SIS (styrene-isoprene-styrene), S-EBS (styrene-ethylene / butylene- stirenit), styrene-divinilbenzene (S-DVB), rrëshirë styrene-akrilonitrile (SAN) dhe poliestere të pangopura që përdoren në resina dhe komponime termoizoluese. Këto materiale janë komponentë të rëndësishëm për prodhimin e gomës, plastikës, izolimit, tekstil me fije qelqi, gypave, pjesëve të automjeteve dhe anijeve, enëve të ushqimit dhe mbështetjes së qilimave.
Aplikime gome
Goma ka shumë karakteristika materiale të tilla si forca, qëndrueshmëri të gjatë, rezistencë ndaj ujit dhe rezistencë ndaj nxehtësisë. Këto prona e bëjnë gome shumë të shkathët në mënyrë që të përdoret në shumë industri. Përdorimi kryesor i gomës është në industrinë e automobilave, kryesisht për prodhimin e gomave. Karakteristikat e mëtejshme si jo-rrëshqitëse, butësi, qëndrueshmëri dhe elasticitet e bëjnë gome një përbërje shumë të frekuentuar që përdoret për prodhimin e këpucëve, dyshemeve, furnizimeve mjekësore dhe të kujdesit shëndetësor, prodhimeve shtëpiake, lodrave, artikujve sportive dhe shumë prej produkteve të tjera të gomës.
Nano-aditivëve dhe mbushëseve
Mbushësit dhe aditivët me madhësi të madhe në gome veprojnë si agjentë përforcues dhe mbrojtës për të përmirësuar rezistencën në tërheqje, rezistencën e konsumuarit, rezistencën e thyerjes, hysteresis dhe për të ruajtur kundër degradimit foto- dhe termik të gomës.
silicë
Silicë (SiO2, silic dioksid) është përdorur në shumë forma të tilla si silicë amorf, p.sh. silicë fumed, tym silicë, silicë precipituar për të përmirësuar karakteristikat materiale në lidhje me pronat dinamike mekanike, rezistencës plakjes termike, dhe morfologjinë. Komponimet e mbushura me silicë tregojnë një rritje të viskozitetit dhe dendësisë së ndërlidhjes respektivisht në një përmbajtje të shtuar filler. Ngurtësia, moduli, rezistenca në tërheqje dhe karakteristikat e veshin janë përmirësuar në mënyrë progresive duke rritur sasinë e mbushësit silicë.
Karboni i zi
Zeza e karbonit është një formë e karbonit parakristaline me komplekset e oksigjenit të kemisorbuar (të tilla si grupet karboksilike, kinonike, laktonike, fenolike dhe të tjerë) të bashkangjitur në sipërfaqen e saj. Këto grupe oksigjeni në sipërfaqe zakonisht grupohen nën termi “komplekset e paqëndrueshme”. Për shkak të kësaj përmbajtje të paqëndrueshme, zeza e karbonit është një material jo-përçueshëm. Me komplekset e karbonit-oksigjenit, grimcat e zeza të karbonit të funksionalizuara janë më të lehta për t'u shpërndarë.
Raporti i lartë sipërfaqësor-zona-vëllim i ziut të karbonit e bën atë një mbushës të përforcuar të përbashkët. Pothuajse të gjitha produktet e gomës, për të cilat rezistenca e rezistencës në tërheqje dhe rezistenca e konsumit janë thelbësore, përdorni zi të karbonit. Silicë e precipituar ose e ngopur përdoret si zëvendësim për zinkun e karbonit, kur kërkohet përforcimi i gomës por ngjyra e zezë duhet të shmanget. Megjithatë, mbushësit me silicë po fitojnë pjesë të tregut në gomat e automobilave, sepse përdorimi i mbushësve silicë rezulton në një humbje më të ulët të rrotullimit krahasuar me gomat e zeza të mbushura me karbon.
Tabela më poshtë jep një pasqyrë mbi llojet e karbonit që përdoren në goma
| emër | Abbrev. | ASTM | Madhësia e grimcave nm | Forca elastik MPa | Abrazion relativ i laboratorit | Rrëshqitje relative e rripit rrugor |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Furra Super Abrasion | SAF | N110 | 20-25 | 25.2 | 1.35 | 1.25 |
| SAF e ndërmjetme | ISAF | N220 | 24-33 | 23.1 | 1.25 | 1.15 |
| Furrën e Lërimit të Lartë | HAF | N330 | 28-36 | 22.4 | 1.00 | 1.00 |
| Easy Processing Channel | EPC | N300 | 30-35 | 21.7 | 0.80 | 00,90 |
| Furra e shpejtë e nxjerrjes | FEF | N550 | 39-55 | 18.2 | 0.64 | 00,72 |
| Furra e Lartë Modulus | HMF | N660 | 49-73 | 16.1 | 0.56 | 0.66 |
| Furra gjysëm-përforcuese | SRF | N770 | 70-96 | 14.7 | 0.48 | 00,60 |
| Termike te Bukura | FT | N880 | 180-200 | 12.6 | 0.22 | – |
| Mesatare termike | MT | N990 | 250-350 | 9.8 | 0.18 | – |
Oksid Graphene
Oksidi i grafenit i shpërndarë në SBR rezulton në forcë të lartë elastike dhe forcë shpimi si dhe në rezistencë të jashtëzakonshme veshin dhe rezistencë të ulët të rrotullimit, të cilat janë veti të rëndësishme materiale për prodhimin e gomave. Përforcimi i oksidit të grafenit SBR ofron një alternativë konkurruese për një prodhim të gomave të favorshme mjedisore, si dhe për prodhimin e kompoziteve të gomës me performancë të lartë. Grafeni dhe oksidi i grafenit mund të jenë me sukses, të besueshme dhe lehtësisht të shtruara nën sonication. Kliko këtu për të mësuar më shumë rreth trillimit tejzanor të graphene!