Формулације лепка високих перформанси – Побољшано ултразвучном дисперзијом

Лепкови високих перформанси се састоје од епоксида, силикона, полиуретана, полисулфида или акрилних система који садрже различите (нано) пунила и адитиве, који лепку дају посебне перформансе као што су чврстоћа везивања, мала тежина, издржљивост, отпорност на топлоту и одрживост . Потребно је ефикасно и поуздано мешање да би се формулисали лепкови високих перформанси. Користи се ултразвучна дисперзија и емулзификација комбинују различите компоненте уједначено у хомогене мешавине лепка. Инлине соникација комбинује чак и високо вискозне материјале и велико оптерећење нано-пунила поуздано и ефикасно производећи врхунске лепкове.

Ултразвучне силе високог смицања за дисперзију лепкова високих перформанси

Лепкови високих перформанси нуде изузетну снагу лепљења, издржљивост и малу тежину. У зависности од коначне примене, полимери, кополимери и вишеструки адитиви се формулишу према разрађеним рецептурама.

Епоксидне, силиконске, полиуретанске и акрилне системе за лепкове и лепкове производе формулатори, који модификују адхезивну основу додавањем средстава за лепљење, минералних пунила (талк, силицијум диоксид, глиница, итд.), флексибилизатора, редуктора вискозитета, боја, згушњивача, убрзивача, итд. промотери адхезије, итд. Ове модификације служе у неколико намена као што су побољшање перформанси и/или погодности обраде или смањење трошкова. Ултразвучни дисперзери са високим смицањем су идеални за формулисање различитих епоксидних система у линији и омогућавају флексибилну производњу лепкова прилагођених захтевима посебних апликација.

Ултразвучни миксери са високим смицањем за захтевне примене дисперзије и емулзије

Ултразвучни процесори високих перформанси раде као миксери са високим смицањем. Екстремне силе смицања се стварају ултразвучном/акустичном кавитацијом и идеалне су за серијске и инлине емулгације, дисперзије, млевење, деагломерацију и хомогенизацију. Ниске до високе концентрације чврсте супстанце и вискозности могу се лако обрадити коришћењем ултразвучних инлине дисперзатора.

Ултразвучно мешање наноматеријала са високим смицањем у лепковима

Наноматеријали као што су угљеничне наноцеви (ЦНТ), металне наночестице, нано-силицијум диоксид, нано-глина, нановлакна и многе друге честице нано величине користе се за производњу наноојачаних полимера (нанокомпозита). Наночестице су добро познате по својој способности да мењају механичка својства (нпр. крутост, еластичност), електрична својства (нпр. проводљивост), функционална својства (нпр. пермеабилност, температура преласка стакла, модул) и перформансе лома термосет полимерних лепкова. Не само да дају наноматеријалима специјална својства високих перформанси као што су чврстоћа везе, издржљивост, проводљивост, еластичност или отпорност на топлоту; додавање нано-структурираних честица такође може побољшати својства баријере полимера.
Силе високог смицања ултразвучно генерисане акустичне кавитације су добро познате по својој способности да деагломерирају и диспергују наночестице, па чак и да разбију примарне честице (тј. ултразвучно млевење). Када се ове ултразвучне силе примењују на полимерне системе који садрже наночестице и друга пунила, добија се веома униформна формулација. Ултразвучна дисперзија је енергетски ефикасна метода која показује мању потрошњу енергије у поређењу са конвенционалним методама мешања на смицање као што су мешалице са високим смицањем, мешалице са импелером или млинови.

Кабоори ет ал. (2013) су показали да је ултразвучна обрада ефикасна метода за распршивање слојевитих структура монтморилонита (ММТ) и развијање ПВА лепкова ојачаних ММТ-ом. Ултразвук се показао као поуздан и ефикасан у дисперговању наноглине у ПВА при ниским (1% и 2%) и високим (4%) оптерећењима.
Истраживачки тим је открио да је „ултразвучна техника веома ефикасна у дисперговању наноглине, посебно при великим оптерећењима, за разлику од миксера велике брзине смицања. Мешање велике брзине могло би дисперговати наноглину у ПВА само при ниским оптерећењима и повећаној чврстоћи ПВА у различитим условима. Мешање великом брзином има неке недостатке: могуће оштећење ПВА емулзије (због јаке силе смицања која се користи током мешања), висока цена и велика потрошња енергије. Насупрот томе, техника ултразвучне обраде има минималан негативан утицај на ПВА емулзију. Штавише, техника ултразвучне обраде је економична јер се ултразвучно мешање може десити пре производње ПВА, а раствор који садржи наноглину може се додати ПВА током производног процеса. Узимајући у обзир резултате добијене из овог рада и нашег претходног рада и узимајући у обзир предности технике ултразвучне обраде у односу на мешање велике брзине, додавање наноглине у ПВА у индустријском обиму изгледа изводљиво и може се препоручити произвођачима лепкова за дрво. (Кабоори ет ал., 2013)

Ултразвучни ефекти дегазације у производњи лепкова

Додатна предност ултразвучне обраде, која значајно побољшава резултате формулације, је ефекат дегазификације ултразвучног третмана. Високобрзинско механичко мешање (нпр. ножни миксери са високим смицањем) стварају велики број мехурића гаса у смеши, што се у неким случајевима чак може приметити због светлије боје смеше. Ултразвучно мешање са високим смицањем има огромну предност у томе што техника соникације не укључује гасове у формулацију лепка, већ ултразвучни таласи приморавају већ присутне мехуриће гаса да се споје и испливају на површину течности, одакле се гас може лако уклонити. На тај начин, ултразвучна обрада промовише дегазификацију и де-аерацију течности и формулација лепка. (уп. Схадлоу ет ал., 2014)

Ултразвучни дисперзатори високих перформанси за индустријске формулације лепка

Хиелсцхер Ултрасоницс дизајнира, производи и дистрибуира ултразвучне дисперзере високих перформанси за тешке примене као што је производња лепкова високих перформанси, високо пуњених смола и нанокомпозита. Хиелсцхер ултрасоникатори се користе широм света за распршивање наноматеријала у полимере, смоле, премазе и друге материјале високих перформанси.
Хиелсцхер ултразвучни дисперзатори могу да се напајају преко различитих токова за храњење додајући различите материјале под контролисаним условима протока у зону кавитационог мешања. Ултразвучни дисперзатори су поуздани и ефикасни у обради ниског до високог вискозитета. У зависности од сировина и циља смањења величине, ултразвучни интензитет се може прецизно подесити.
За обраду вискозних полимерних паста, наноматеријала и високих концентрација чврстих супстанци, ултразвучни дисперзер мора бити способан да производи континуирано високе амплитуде. Хиелсцхер Ултрасоницс’ индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома високе амплитуде у непрекидном раду под пуним оптерећењем. Амплитуде до 200 µм могу се лако покренути у раду 24/7. Могућност рада ултразвучног дисперзатора при великим амплитудама и прецизног подешавања амплитуде је неопходна да би се услови ултразвучног процеса прилагодили формулацији лепкова високих перформанси, нано-ојачаних полимерних смеша и нанокомпозита.
Поред ултразвучне амплитуде, притисак је још један веома важан параметар процеса. Под повишеним притисцима појачава се интензитет ултразвучне кавитације и њене смичне силе. Хиелсцхер-ови ултразвучни реактори могу бити под притиском чиме се добијају интензивирани резултати соникације.
Праћење процеса и снимање података су важни за континуирану стандардизацију процеса и квалитет производа. Сензори притиска и температуре који се могу прикључити на ултразвучни генератор за праћење и контролу процеса ултразвучне дисперзије. Сви важни параметри обраде као што су ултразвучна енергија (нето + укупно), температура, притисак и време се аутоматски протоколирају и чувају на уграђеној СД картици. Приступањем аутоматски снимљеним процесним подацима, можете ревидирати претходне резултате соникације и проценити резултате процеса.
Још једна лака карактеристика је даљинско управљање претраживачем наших дигиталних ултразвучних система. Преко даљинске контроле претраживача можете покренути, зауставити, подесити и надгледати свој ултразвучни процесор на даљину са било ког места.
Контактирајте нас сада да бисте сазнали више о нашим ултразвучним дисперзерима високих перформанси и њиховој примени у производњи лепкова и премаза високих перформанси!
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:

---