Nanočestica-u-voska disperzije – Napravite stabilne formulacije!
Disperzija nanočestica u voštane matrice je važna, ali izazovna primena u premazima, kozmetici, farmaceutskim proizvodima i materijalima za promenu faze. S obzirom na unutrašnju viskoznost rastopljenih voskova, njihovu hidrofobnost i tendenciju nanočestica da se aglomeriraju zbog visokih površinskih energija, priprema disperzije nanočestica voska zahteva znanje. Hielscher sonicatori obezbeđuju moć disperzije, preciznu kontrolabilnost i skalabilnost za proizvodnju stabilnih disperzija nanočestica-voska u klupi i industrijskoj proizvodnji.
Izazovi u disperzije nanočestica u vosak
наночестице – bilo da je metalna, keramička ili na bazi ugljenika – lako formiraju agregate zbog jakih van der Vaals interakcija. U vosku, ove interakcije se pogoršavaju nedostatkom polarnih rastvarača ili stabilizatora. Mehaničko mešanje ili rotor-statora homogenizatori često dokazati nedovoljno, posebno kada nanočestice su ispod 100 nm u prečniku ili kada su potrebna velika opterećenja. Homogena disperzija zahteva unos energije sposoban da razbije aglomerate na nanoskali, dok istovremeno vlaži površinu čestica sa voštanim medijem.
Соникатори типа Хиелсцхер сонде производе стабилне наноемулзије парафинског воска.
Mehanizam ultrazvučne nano-disperzije
Značajna efikasnost ultrazvučne disperzije leži u jedinstvenom radnom mehanizmu akustične kavitacije. Sonikatori tipa sonde generišu intenzivne kavitacijske sile kada se ultrazvučni talasi visokog intenziteta niske frekvencije šire kroz tečnost, npr. Rastopljeni vosak. Kolaps balona tokom kavitacije proizvodi lokalizovane žarišta sa ekstremnim gradijentima smicanja, udarnim talasima i mikromlazovima. Ove prolazne sile prevazilaze adheziju između čestica i efikasno deaglomeriraju klastere nanočestica.
Pored toga, ultrazvuk poboljšava vlaženje površina nanočestica topljenjem voska. Ponovljeni kolaps kavitacijskih mehurića smanjuje međufaznu napetost, omogućavajući molekulima voska da prodru između čestica i stabilizuju ih sterično.
Aplikacije za ultrazvučno pripremljene voštane nanodisperzije
Sposobnost homogenog raspršivanja nanočestica u vosku otvara puteve za višestruke primene:
- Premazi i lakovi: Dodavanje silicijum dioksida ili glinice nanočestica povećava tvrdoću, otpornost na ogrebotine i sjaj.
- Kozmetičke formulacije: Nanočestice titanijum dioksida ili cinkovog oksida pružaju UV zaštitu, zadržavajući transparentnost.
- Materijali za promenu faze (PCM): Grafen, ugljenične nanocevi ili metalni oksidi povećavaju toplotnu provodljivost, poboljšavajući efikasnost skladištenja toplote u energetskim sistemima.
- Isporuka lekova: Lipofilne nanočestice ugrađene u vosak deluju kao rezervoari sa sporim oslobađanjem u lokalnim ili oralnim formulacijama.
Ultrazvučni raspršivači za formulacije voska-nanočestica
Ultrazvučna disperzija korišćenjem Hielscher visokih performansi sonde tipa sonde je robustan i skalabilan tehnika za proizvodnju stabilnih vosak nano-disperzija.
Hielscher ultrazvučni sistemi tipa sonde se široko koriste za obradu nanočestica zbog svoje visoke sposobnosti obrade, precizne kontrole parametara i linearne skalabilnosti. Bez obzira da li je potrebno da pripremite vosak nanočestica disperzije u seriji ili u kontinuiranoj linijskoj proizvodnji, Hielscher Ultrasonics nudi idealnu postavku ultrazvuka: ultrazvučni laboratorijski homogenizatori su savršen alat za istraživanje i razvoj proizvoda, dok ultrazvučni industrijski protok ćelije omogućavaju proizvodnju stabilnih vosak nano-disperzije ispunjavaju najviše standarde kvaliteta.
Izgrađeni po najvišim standardima kvaliteta, Hielscher ultrazvučni uređaji kombinuju robusnost, jednostavnost korištenja i jednostavnu integraciju u industrijske procese. Dizajnirani da izdrže zahtevna okruženja, imaju najsavremeniju tehnologiju, imaju ISO sertifikat i u skladu su sa zahtevima CE, UL, CSA i RoHS.
- висока ефикасност
- најсавременија технологија
- поузданост & робусност
- подесива, прецизна контрола процеса
- батцх & у реду
- за било коју запремину
- интелигентни софтвер
- pametne funkcije (npr. Programabilno, protokoliranje podataka, daljinski upravljač)
- једноставан и сигуран за рад
- минимално одржавање
- ЦИП (чишћење на месту)
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 0.5 до 1.5 мЛ | на | ВиалТвеетер |
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| 15 до 150Л | 3 до 15 л/мин | УИП6000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000хдТ |
| на | већи | кластер оф УИП16000хдТ |
Ултразвучни систем за емулзију за индустријску производњу маргарина
Литература / Референце
- Szymańska, Iwona; Żbikowska, Anna; Kowalska, Małgorzata; Golec, Krzysztof (2021): Application of Oleogel and Conventional Fats for Ultrasound-assisted Obtaining of Vegan Creams. Journal of Oleo Science 70, 2021.
- Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
- A.R. Horrocks, B. Kandola, G.J. Milnes, A. Sitpalan, R.L. Hadimani (2012): The potential for ultrasound to improve nanoparticle dispersion and increase flame resistance in fibre-forming polymers. Polymer Degradation and Stability, Volume 97, Issue 12, 2012. 2511-2523.
Често постављана питања
Šta je vosak?
Vosak je klasa organskih, hidrofobnih materijala koji se uglavnom sastoje od dugolančanih ugljovodonika, estera, masnih kiselina i alkohola. Oni su čvrsti na sobnoj temperaturi, imaju relativno niske tačke topljenja i prikazuju omekšavanje ponašanje nakon zagrevanja.
Koje su različite vrste voskova?
Različite vrste voskova uključuju prirodne voskove kao što su pčelinji vosak, karnauba i kandelila, mineralni voskovi izvedeni iz nafte ili lignita kao što su parafin, mikrokristalni i montanski vosak, i sintetički voskovi kao što su polietilen, Fischer-Tropsch i amidni voskovi.
Za šta se koriste voskovi?
Voskovi se široko koriste u svim industrijama. Oni pružaju površinsku zaštitu u premazima i lakovima, deluju kao strukturna i vezivna sredstva u kozmetici i farmaceutskim proizvodima, služe kao sredstva za oslobađanje i zaštitni premazi u prehrambenoj industriji i funkcionišu kao maziva, lepkovi i materijali za promenu faze za skladištenje energije u tehničkim aplikacijama.
Koji je polaritet različitih voskova?
Polaritet voskova varira u zavisnosti od njihovog hemijskog sastava. Parafinski i polietilenski voskovi su uglavnom nepolarni, pčelinji vosak i karnauba vosak pokazuju slab polaritet zbog estara i slobodnih masnih kiselina, a montanski ili određeni sintetički voskovi pokazuju umeren polaritet zbog karboksilnih i amidnih funkcionalnosti.
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.