Ултразвучна припрема ојачаног каучука

• Ојачани каучуци показују већу затезну чврстоћу, веће издужење, већу отпорност на абразију и бољу стабилност при старењу.
• Пунила као што су чађ (нпр. CNTs, MWNTs), графен или силицијум-диоксид морају бити хомогено диспергована у матрици како би се обезбедила жељена својства материјала.
• Ултразвук велике снаге обезбеђује врхунски квалитет расподеле монодисперзних наночестица са изразитим ојачавајућим својствима.

Ултразвучно дисперговање

Ултразвучна обрада се широко примењује за дисперговање наноматеријала као што су монодисперзне наночестице и наноцеви, јер ултразвук знатно побољшава раздвајање и функционализацију честица и цеви.
Опрема за ултразвучно дисперговање ствара кавитацију и велике силе смицања ради разбијања, деагломерације, расплитања и дисперговања наночестица и наноцеви. Интензитет соникације може се прецизно подешавати и контролисати тако да параметри ултразвучне обраде буду савршено прилагођени, узимајући у обзир концентрацију, агломерацију и усмереност/испреплетеност наноматеријала. Тиме се наноматеријали могу оптимално обрађивати у складу са захтевима специфичним за дати материјал. Оптимални услови дисперговања, постигнути појединачним подешавањем параметара ултразвучног процеса, дају висококвалитетан коначни нанокомпозит каучука са врхунским ојачавајућим својствима наноадитива и нанопунила.
Захваљујући врхунском квалитету ултразвучног дисперговања и тиме постигнутој равномерној дисперзији, веома мали удео пунила довољан је за постизање одличних својстава материјала.

Каучук ојачан чађи помоћу ултразвука

Чађ је једно од најважнијих пунила у каучуку, нарочито за пнеуматике, којим се каучуку обезбеђују отпорност на абразију и затезна чврстоћа. Честице чађи су веома склоне стварању агрегата које је тешко хомогено дисперговати. Чађ се обично користи у бојама, емајлима, штампарским бојама, средствима за бојење најлона и пластике, смешама латекса, смешама воска, фотографским премазима и другим производима.
Ултразвучно дисперговање омогућава деагломерацију и равномерно мешање уз веома високу монодисперзност честица.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучном дисперговању за ојачане композите!

Каучук ојачан CNT / MWCNT помоћу ултразвука

Ултразвучни хомогенизатори су снажни системи за дисперговање који се могу прецизно контролисати и прилагођавати захтевима процеса и материјала. Прецизна контрола параметара ултразвучног процеса нарочито је важна за дисперговање наноцеви као што су MWNTs или SWNTs, јер се наноцеви морају расплести у појединачне цеви без оштећења (нпр. пресецања). Неоштећене наноцеви имају висок однос дужине и пречника (до 132.000.000:1), па обезбеђују изузетну чврстоћу и крутост када се уграде у композит. Снажна, прецизно подешена соникација савладава Ван дер Валсове силе и диспергује и расплиће наноцеви, чиме се добија каучук високих перформанси са изузетном затезном чврстоћом и модулом еластичности.
Поред тога, ултразвучна функционализација користи се за модификацију угљеничних наноцеви ради постизања жељених својстава која се могу искористити у разноврсним применама.

Каучук ојачан наносилицијум-диоксидом помоћу ултразвука

Ултразвучни диспергатори обезбеђују веома равномерну расподелу наночестица силицијум-диоксида (SiO₂) у растворима полимера каучука. Наночестице силицијум-диоксида (SiO₂) морају бити хомогено распоређене као монодисперзне честице у полимеризованом стирен-бутадиену и другим каучуцима. Монодисперзни нано-SiO₂ делује као ојачавајуће средство које значајно побољшава жилавост, чврстоћу, издужење, својства при савијању и отпорност на старење. За наночестице важи: што је величина честица мања, то је њихова специфична површина већа. При већем односу површине и запремине (S/V) постижу се бољи структурни и ојачавајући ефекти, што повећава затезну чврстоћу и тврдоћу гумених производа.
Ултразвучно дисперговање наночестица силицијум-диоксида омогућава прецизну контролу процесних параметара, тако да се добијају сферна морфологија, прецизно подешена величина честица и веома уска расподела величина.
Ултразвучно диспергован силицијум-диоксид обезбеђује најбоља својства тако ојачане гуме.
Кликните овде да бисте сазнали више о ултразвучном дисперговању SiO₂!

Ултразвучно дисперговање ојачавајућих адитива

Доказано је да се соникацијом могу дисперговати многи други наночестични материјали ради побољшања модула еластичности, затезне чврстоће и својстава гумених композита при замору. Пошто су величина, облик, површина и површинска активност честица пунила и ојачавајућих адитива пресудни за њихов учинак, снажни и поуздани ултразвучни диспергатори спадају међу најчешће коришћена средства за уградњу честица микрометарских и нанометарских величина у гумене производе.
Типични адитиви и пунила који се соникацијом уграђују у гумене матрице као равномерно распоређене или монодисперговане честице јесу калцијум-карбонат, каолинска глина, пирогени силицијум-диоксид, таложени силицијум-диоксид, графитни оксид, графен, лискун, талк, барит, воластонит, таложени силикати, пирогени силицијум-диоксид и дијатомит.
Када се олеинском киселином функционализоване TiO₂ наночестице ултразвучно диспергују у стирен-бутадиенској гуми, чак и веома мала количина олеинског SiO₂ доводи до значајног побољшања модула еластичности, затезне чврстоће и својстава при замору и делује као заштитно средство против фотодеградације и термичке деградације.

• Трихидрат алуминијум-оксида (Al₂O₃) додаје се као успоривач горења, ради побољшања топлотне проводљивости и отпорности на стварање проводних стаза и ерозију.
• Пунила од цинк-оксида (ZnO) повећавају релативну пермитивност, као и топлотну проводљивост.
• Титанијум-диоксид (TiO₂) побољшава топлотну и електричну проводљивост.
• Калцијум-карбонат (CaCO₃) користи се као адитив због својих механичких и реолошких својстава, као и својстава успоравања горења.
• Баријум-титанат (BaTiO₃) повећава термичку стабилност.
• Графен и графен-оксид (GO) обезбеђују врхунска механичка, електрична, топлотна и оптичка својства материјала.
• Угљеничне наноцеви (CNTs) значајно побољшавају механичка својства, попут затезне чврстоће, електричну и топлотну проводљивост.
• Вишезидне угљеничне наноцеви (MWNTs) побољшавају Јунгов модул и границу течења. На пример, већ 1 wt.% MWNTs у епоксидној смоли доводи до повећања Јунговог модула за 100%, а границе течења за 200%, у поређењу са чистом матрицом.
• Једнозидне угљеничне наноцеви (SWNTs) побољшавају механичка својства и топлотну проводљивост.
• Угљенична нановлакна (CNF) повећавају чврстоћу, отпорност на топлоту и трајност.
• Металне наночестице, као што су никл, гвожђе, бакар, цинк, алуминијум и сребро додају се ради побољшања електричне и топлотне проводљивости.
• Органски наноматеријали, као што је монтморилонит побољшавају механичка својства и својства успоравања горења.

Системи за ултразвучно дисперговање

Hielscher Ultrasonics нуди широк асортиман ултразвучне опреме – од мањих стоних система за испитивање изводљивости до издржљивих индустријских ултразвучних уређаја са снагом до 16kW по уређају. Снага, поузданост, могућност прецизне контроле, као и робусност чине системе компаније Hielscher за ултразвучно дисперговање „радним коњем“ производне линије за формулације са микрометарским и нанометарским честицама. Наши ултразвучни уређаји могу да обрађују водене дисперзије и дисперзије на бази растварача до високих вискозности (до 10.000cp) лако. Различите сонотроде (ултразвучне сонде), појачивачи (за повећање/смањење амплитуде), геометрије проточних ћелија и друга додатна опрема омогућавају оптимално прилагођавање ултразвучног диспергатора производу и захтевима његовог процеса.
Индустријски ултразвучни процесори компаније Hielscher Ultrasonics могу да обезбеде веома високе амплитуде. Амплитуде до 200µm могу се без одлагања континуирано примењивати у режиму рада 24/7. За још више амплитуде доступне су ултразвучне сонотроде израђене по мери. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава 24/7 рад при великим оптерећењима и у захтевним окружењима. Ултразвучни диспергатори компаније Hielscher инсталирани су широм света за комерцијалну производњу великих размера.