Ултразвучно дисперговање бентонита

Бентонитне глине, као што су натријумски бентонит, калцијумски бентонит и калијумски бентонит, углавном се користе као адитиви за бушаће флуиде, везива, средства за пречишћавање, адсорбенти и баријере за подземне воде.
Због јаких веза и ван дер Валсових сила, дисперговање бентонита захтева интензивне силе мешања како би се агломерати равномерно разбили.
Ултразвучно дисперговање је веома поуздан метод за производњу високовискозних суспензија са високом концентрацијом чврсте материје. При томе ултразвук надмашује конвенционалне мешалице у производњи хомогених суспензија бентонита.

Дисперговање бентонита

Бентонит има бројне примене, на пример као мазиво, згушњивач или адсорбент. Да би се искористила својства бентонита као материјала, честице/плочице бентонита морају бити равномерно распоређене у основном медијуму. Дисперзије бентонита имају висок капацитет бубрења и могу адсорбовати велику количину течности. Када се бентонит диспергује у течности, његова дисперзија образује изразито тиксотропну колоидну суспензију или гел. Колоидна својства дисперзија бентонита у великој мери зависе од квалитета дисперговања. Стога је ултразвучна обрада пожељна техника дисперговања за добијање висококвалитетних суспензија бентонита.

Ултразвучно дисперговање бентонита (изведено ултразвучном мешалицом UIP2000hdT)

Проблеми

Конвенционалне методе дисперговања често не могу да створе интензивне смицајне силе потребне за припрему хомогене суспензије функционализованог бентонита. Тиксотропија бентонита и његова изузетна способност везивања воде и бубрења захтевају натпросечну опрему за дисперговање која се истиче у обради високовискозних суспензија и обезбеђује довољно смицања да разбије агломерате.
Вискозност дисперзије бентонита расте са повећањем концентрације. Конвенционална опрема за мешање није у стању да обрађује густе суспензије којима недостаје квалитет дисперговања и хидратације .
Због недовољног капацитета мешања, конвенционални диспергатори морају се комбиновати са додатним корацима обраде, нпр. млевењем.

Решење

Ултразвучна опрема велике снаге обезбеђује интензивне смицајне силе које лако раскидају везе између честица бентонита. Високовискозне суспензије бентонита могу се хомогено обрађивати пропуштањем суспензије кроз комору ултразвучног реактора, где се честице деагломеришу и диспергују до уједначене величине честица. Интензивно мешање и смицање помажу смањењу честица до циљне величине. Снажна ултразвучна обрада деламинира и ексфолира бентонит (монтморилонит), чиме се добија велика површина честица која доприноси побољшаном бубрењу и функционализацији бентонита.

Ултразвучно дисперговање глина

Како функционише: Веома интензивне ултразвучне силе изазване у течностима стварају кавитацију. Ултразвучна кавитација испољава се као чисто смицање. Стога је технологија ултразвучног мешања и дисперговања идеална за производњу тиксотропних суспензија са веома високим садржајем честица.
Захваљујући интензивном смицању, ултразвук омогућава ефикасно дисперговање глина у суспензије. Пошто се ултразвучна обрада изводи као континуални проточни процес, чак и високовискозне суспензије као што су бушаће исплаке, битуменске емулзије, латекс или боје.

Hielscher Ultrasonics је ваш партнер за поуздану ултразвучну обраду. Нудимо вам комплетан асортиман ултразвучних хомогенизатора – од лабораторијског уређаја до индустријске ултразвучне опреме за захтевне примене као што су млевење, деагломерација и дисперговање. Са групама уређаја UIP10000 или UIP16000, практично нема ограничења у комерцијалној обради чак и токова веома велике запремине, укључујући високовискозне, пастозне материјале.

Ултразвучни диспергатори су веома ефикасни и често надмашују конвенционалне мешалице и миксере.

Индустријски ултразвучни диспергатори

Ултразвучно дисперговање:

Дисперговање великом брзином
Висок садржај чврсте материје
Нанодисперговање
Потпуна хидратација
Без „рибљих очију„
Побољшано бубрење
Функционализација честица
Ефекат гелирања
Уједначена обрада
Репродуктивност
Поуздан квалитет производа

Ултразвучна обрада токова велике запремине може се ефикасно спроводити помоћу континуалног система (кликните за увећање!)

Ултразвучна проточна обрада

Литература/Референце

Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): Приручник о науци о глинама. Elservier 1978.
Grim, R.E:; Güven, N. (1978): Бентонити: Геологија, минералогија, својства и примене. Elservier 2011.
Mekhamer, W. K. (2010): Колоидна стабилност сировог бентонита механички деформисаног ултразвуком. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
Википедија: Бентонит

О бентониту

Бентонитне глине, укључујући натријумски бентонит, калцијумски бентонит и калијумски бентонит, састоје се углавном од минерала из групе смектита, обично монтморилонита (нпр. Al-монтморилонит Al₂O₃•4(SiO₂)•H₂O). Монтморилонит је диоктаедарски смектит, али се могу јавити и друге врсте смектита. Смектит је одговоран за пожељна својства бентонита, али на та својства утиче и природа изменљивих катјона у међуслојном простору. Стога бентонити са Na+ као међуслојним катјоном могу имати веома различита својства од бентонита код којих је међуслојни катјон Ca+. Већина комерцијалних бентонита садржи више од 80% смектита, али се као примесе могу јавити и разни други минерали. Ови минерали могу укључивати кварц, фелдспат, калцит и гипс. Присуство ових минерала може утицати на индустријску вредност бентонита, смањујући је или повећавајући у зависности од конкретне примене. Бентонит испољава изражена колоидна својства, а његова запремина се вишеструко повећава при контакту са водом, стварајући желатинозну и вискозну течност. Посебна својства бентонита, као што су хидратација, бубрење, апсорпција воде, вискозности тиксотропија, чине га вредним материјалом за широк спектар примена.
Бентонитне глине се обично користе као мазива, згушњивачи, адсорбенти, реолошки адитиви, везива, катализатори, средства за пречишћавање, стабилизатори, емулгатори или земље за бељење. Захваљујући њиховим функционалним својствима, бројне примене вискоеластичних бентонитних гелова обухватају индустрију минералних уља и бушења, хемијску индустрију, керамику, ливнице, грађевинску индустрију и индустрију средстава за чишћење, пољопривреду и хортикултуру, производњу папира, прехрамбену индустрију, као и козметички и фармацеутски сектор.
Бентонитни деривати познати су под називом Bentone, а представљају модификоване органоглине са функционалним својствима прилагођеним специфичним применама. На пример, Bentone 52 и Bentone 57 и Bentone 1000 су уобичајени згушњивачи који се користе за боје и премазе, док су Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 и Bentone 1000 модификатори реолошких својстава који се користе у нафтној индустрији и индустрији бушења. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA и Bentonite BC 342 користе се као згушњивачи и средства за гелирање у козметици и фармацеутским производима.
Снажни ултразвучни уређаји компаније Hielscher поуздани су и ефикасни за равномерно дисперговање свих бентонитних, хекторитних и Bentone прахова органоглина у дисперзије Bentone, гелове Bentone или у формулације финалних производа.

Повезане теме

Корисне чињенице

Ултразвучни хомогенизатори ткива често се називају соникатори са сондом/сонификатори, звучни лизатори, ултразвучни разарачи, ултразвучни млинови, соноруптори, сонифајери, звучни дезинтегратори, разарачи ћелија, ултразвучни диспергатори, емулгатори или растварачи. Различити називи потичу од различитих примена које се могу остварити ултразвучном обрадом.