สูตรกาวประสิทธิภาพสูง – ปรับปรุงโดยการกระจายอัลตราโซนิก
กาวประสิทธิภาพสูงประกอบด้วยอีพ็อกซี่ ซิลิโคน โพลียูรีเทน โพลีซัลไฟด์ หรือระบบอะคริลิกที่มีสารตัวเติมและสารเติมแต่ง (นาโน) ต่างๆ ซึ่งทําให้กาวมีประสิทธิภาพพิเศษ เช่น ความแข็งแรงในการยึดเกาะ น้ําหนักเบา ความทนทาน ทนความร้อน และความยั่งยืน จําเป็นต้องมีการผสมที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในการกําหนดกาวประสิทธิภาพสูง การกระจายตัวของอัลตราโซนิกและอิมัลชันถูกนํามาใช้รวมส่วนประกอบต่างๆอย่างสม่ําเสมอเป็นส่วนผสมของกาวที่เป็นเนื้อเดียวกัน การ sonication แบบอินไลน์ผสมผสานแม้กระทั่งวัสดุที่มีความหนืดสูงและการโหลดสารตัวเติมนาโนสูงได้อย่างน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการผลิตกาวที่เหนือกว่า
แรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกสําหรับการกระจายตัวของกาวประสิทธิภาพสูง
กาวประสิทธิภาพสูงให้ความแข็งแรงในการยึดเกาะ ความทนทาน และน้ําหนักเบาเป็นพิเศษ ขึ้นอยู่กับการใช้งานขั้นสุดท้าย โพลีเมอร์ โคพอลิเมอร์ และสารเติมแต่งหลายชนิดจะถูกกําหนดขึ้นตามสูตรที่ซับซ้อน

การกัดและการกระจายตัวแบบอัลตราโซนิกเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการลดขนาดอนุภาค เช่น TiO2 และอนุภาคนาโนอื่นๆ

เครื่องปฏิกรณ์มัลติโซโน ด้วย 4x 4kW สําหรับการใช้งานพลังงานอัลตราโซนิกเช่นการผลิตกาวเสริมแรงนาโน

เครื่องผสมแรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกสําหรับการใช้งานการกระจายตัวและอิมัลชันที่ต้องการ
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงทํางานเหมือนเครื่องผสมแรงเฉือนสูง แรงเฉือนสูงมากถูกสร้างขึ้นโดยการโพรงอากาศแบบอัลตราโซนิก / อะคูสติกและเหมาะอย่างยิ่งสําหรับอิมัลชันแบบแบทช์และอินไลน์การกระจายตัวการกัดการแยกตัวและการทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน ความเข้มข้นและความหนืดของแข็งต่ําถึงสูงสามารถประมวลผลได้อย่างง่ายดายโดยใช้เครื่องกระจายแบบอินไลน์อัลตราโซนิก
อัลตราโซนิกการผสมแรงเฉือนสูงของวัสดุนาโนในกาว
วัสดุนาโน เช่น ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) อนุภาคนาโนโลหะ นาโนซิลิกา นาโนเคลย์ นาโนไฟเบอร์ และอนุภาคขนาดนาโนอื่นๆ อีกมากมายถูกนํามาใช้เพื่อผลิตโพลีเมอร์เสริมแรงนาโน (นาโนคอมโพสิต) อนุภาคนาโนเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล (เช่น ความแข็ง ความยืดหยุ่น) คุณสมบัติทางไฟฟ้า (เช่น การนําไฟฟ้า) คุณสมบัติการทํางาน (เช่น การซึมผ่าน อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว โมดูลัส) และประสิทธิภาพการแตกหักของกาวเทอร์โมเซ็ตโพลีเมอร์ ไม่เพียงแต่ให้วัสดุนาโนมีคุณสมบัติพิเศษที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นความแข็งแรงของพันธะความทนทานความเอื้ออํานวยความยืดหยุ่นหรือความต้านทานความร้อน การเพิ่มอนุภาคที่มีโครงสร้างนาโนสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการกั้นของโพลีเมอร์ได้เช่นกัน
แรงเฉือนสูงของโพรงอากาศอะคูสติกที่สร้างขึ้นด้วยอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการแยกตัวและกระจายอนุภาคนาโนและแม้กระทั่งทําลายอนุภาคหลัก (เช่นการกัดอัลตราโซนิก) เมื่อแรงอัลตราโซนิกเหล่านี้ถูกนําไปใช้กับระบบพอลิเมอร์ที่มีอนุภาคนาโนและสารตัวเติมอื่น ๆ จะได้สูตรที่สม่ําเสมอมาก การกระจายอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่ประหยัดพลังงานซึ่งแสดงการใช้พลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการผสมเฉือนทั่วไป เช่น เครื่องผสมใบมีดเฉือนสูง เครื่องผสมใบพัด หรือโรงสี
- การกระจายตัวที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ
- ประสิทธิภาพการผสมโดยรวมที่เหนือกว่า
- การผสมอย่างรวดเร็ว
- ปริมาณงานสูง
- การเสริมแรงนาโน
- การแยกก๊าซ
- เพิ่มความแข็งแรงของพันธะ
- สามารถประมวลผลความหนืดสูงได้อย่างง่ายดาย
- แบทช์และอินไลน์
- การทดสอบสูตรที่ปราศจากความเสี่ยง
- การขยายขนาดเชิงเส้น
- ประหยัดพลังงาน
Kaboori et al. (2013) แสดงให้เห็นว่าอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกระจายโครงสร้างชั้นของมอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) และพัฒนากาว PVA เสริมแรง MMT อัลตราโซนิกแสดงให้เห็นว่ามีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการกระจายนาโนเคลย์ใน PVA ที่โหลดต่ํา (1% และ 2%) และสูง (4%)
ทีมวิจัยพบว่า "เทคนิคอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากในการกระจายนาโนเคลย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่โหลดสูงตรงกันข้ามกับเครื่องผสมความเร็วเฉือนสูง การผสมความเร็วสูงสามารถกระจายนาโนเคลย์ใน PVA ได้เฉพาะที่โหลดต่ําและเพิ่มความแข็งแรงของพันธะของ PVA ในสภาวะต่างๆ การผสมความเร็วสูงมีข้อเสียบางประการ: ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอิมัลชัน PVA (เนื่องจากแรงเฉือนที่แข็งแกร่งที่ใช้ระหว่างการผสม) ต้นทุนสูง และการใช้พลังงานสูง ในทางตรงกันข้ามเทคนิคอัลตราโซนิกมีผลกระทบเชิงลบน้อยที่สุดต่ออิมัลชัน PVA ยิ่งไปกว่านั้นเทคนิคอัลตราโซนิกยังประหยัดเนื่องจากการผสมอัลตราโซนิกสามารถเกิดขึ้นได้ก่อนการผลิต PVA และสามารถเพิ่มสารละลายที่มีนาโนเคลย์ลงใน PVA ในระหว่างกระบวนการผลิต เมื่อพิจารณาผลลัพธ์ที่ได้จากบทความนี้และงานก่อนหน้านี้ของเราและโดยพิจารณาถึงข้อดีของเทคนิคอัลตราโซนิกมากกว่าการผสมด้วยความเร็วสูงการเพิ่มนาโนเคลย์ลงใน PVA ในระดับอุตสาหกรรมดูเหมือนจะเป็นไปได้และสามารถแนะนําให้ผู้ผลิตกาวไม้ได้" (Kaboori et al., 2013)

การเปรียบเทียบสารนาโนฟิลเลอร์ที่แตกต่างกันที่กระจายตัวในสารชุบแข็ง (อัลตราโซนิก - สหรัฐอเมริกา): (ก) คาร์บอนนาโนไฟเบอร์ 0.5 wt% (CNF); (b) 0.5 wt% CNT ออกซิไดซ์
การศึกษาและรูปภาพ: Zanghellini et al., 2021
ผลการขจัดแก๊สอัลตราโซนิกในการผลิตกาว
ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมของ sonication ซึ่งช่วยปรับปรุงผลลัพธ์การกําหนดสูตรได้อย่างมีนัยสําคัญคือผลการ degasification ของการรักษาด้วยอัลตราโซนิก การกวนเชิงกลความเร็วสูง (เช่น เครื่องผสมใบมีดเฉือนสูง) ทําให้เกิดฟองก๊าซจํานวนมากในส่วนผสม ซึ่งในบางกรณีอาจสังเกตเห็นได้เนื่องจากสีที่สว่างขึ้นของส่วนผสม การผสมแรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบอย่างมากที่เทคนิคการ sonication ไม่ได้รวมก๊าซไว้ในสูตรกาวแทนคลื่นอัลตราซาวนด์บังคับให้มีฟองก๊าซอยู่แล้วเพื่อรวมตัวกันและลอยไปยังพื้นผิวของเหลวจากที่ก๊าซสามารถถอดออกได้ง่าย ด้วยเหตุนี้อัลตราโซนิกจึงส่งเสริมการแยกก๊าซและการเติมอากาศของของเหลวและสูตรกาว (cp. Shadlou et al., 2014)
เครื่องกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับสูตรกาวอุตสาหกรรม
Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานหนักเช่นการผลิตกาวประสิทธิภาพสูงเรซินที่เติมสูงและนาโนคอมโพสิต เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ใช้ทั่วโลกในการกระจายวัสดุนาโนลงในโพลีเมอร์เรซินสารเคลือบและวัสดุประสิทธิภาพสูงอื่น ๆ
เครื่องกระจายอัลตราโซนิก Hielscher สามารถป้อนผ่านกระแสการให้อาหารต่างๆโดยเพิ่มวัสดุต่างๆภายใต้สภาวะการไหลที่ควบคุมเข้าไปในโซนผสมโพรงอากาศ เครื่องกระจายอัลตราโซนิกมีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการประมวลผลความหนืดต่ําถึงสูง ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและเป้าหมายการลดขนาดความเข้มของอัลตราโซนิกสามารถปรับได้อย่างแม่นยํา
ในการประมวลผลโพลีเมอร์ที่มีความหนืดวัสดุนาโนและความเข้มข้นของแข็งสูงเครื่องกระจายอัลตราโซนิกจะต้องสามารถผลิตแอมพลิจูดสูงได้อย่างต่อเนื่อง Hielscher อัลตราโซนิกส์’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากในการทํางานต่อเนื่องภายใต้ภาระเต็มที่ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ตัวเลือกในการใช้งานเครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่แอมพลิจูดสูงและปรับแอมพลิจูดอย่างแม่นยําเป็นสิ่งจําเป็นในการปรับเงื่อนไขกระบวนการอัลตราโซนิกให้เข้ากับสูตรของกาวประสิทธิภาพสูงส่วนผสมของโพลีเมอร์เสริมแรงนาโนและนาโนคอมโพสิต
นอกจากแอมพลิจูดอัลตราโซนิกแล้วความดันยังเป็นอีกหนึ่งพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญมาก ภายใต้แรงกดดันที่สูงขึ้นความเข้มของโพรงอากาศอัลตราโซนิกและแรงเฉือนจะทวีความรุนแรงขึ้น เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถรับแรงดันได้จึงได้ผลการ sonication ที่เข้มข้นขึ้น
การตรวจสอบกระบวนการและการบันทึกข้อมูลมีความสําคัญต่อการกําหนดมาตรฐานกระบวนการและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิแบบเสียบได้ต่อเข้ากับเครื่องกําเนิดอัลตราโซนิกเพื่อตรวจสอบและควบคุมกระบวนการกระจายอัลตราโซนิก พารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดเช่นพลังงานอัลตราโซนิก (สุทธิ + ทั้งหมด) อุณหภูมิความดันและเวลาจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติและจัดเก็บไว้ในการ์ด SD ในตัว ด้วยการเข้าถึงข้อมูลกระบวนการที่บันทึกโดยอัตโนมัติคุณสามารถแก้ไขการเรียกใช้ sonication ก่อนหน้านี้และประเมินผลของกระบวนการได้
คุณสมบัติที่ใช้งานง่ายอีกประการหนึ่งคือการควบคุมระยะไกลของเบราว์เซอร์ของระบบอัลตราโซนิกดิจิตอลของเรา ผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลคุณสามารถเริ่มหยุดปรับและตรวจสอบโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของคุณจากระยะไกลได้จากทุกที่
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของเราและการใช้งานในการผลิตกาวและสารเคลือบประสิทธิภาพสูง!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultrasonication Technique: A Method for Dispersing Nanoclay in Wood Adhesives. Journal of Nanomaterials 2013.
- Shadlou, Shahin; Ahmadi Moghadam, Babak; Taheri, Farid (2014): Nano-Enhanced Adhesives. Reviews of Adhesion and Adhesives 2, 2014. 371-412.
- Zanghellini, B.; Knaack, P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
- Hielscher, Thomas (2007): Ultrasonic Production of Nano-Size Dispersions and Emulsions. European Nano Systems 2005, Paris, France, 14-16 December 2005.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
กาวและกาวประสิทธิภาพสูง
กาวกาวและกาวซุปเปอร์กาวประสิทธิภาพสูงใช้ในอุตสาหกรรมท่อร่วม ข้อได้เปรียบที่สําคัญของกาวประสิทธิภาพสูงคือความแข็งแรงในการยึดเกาะที่ไม่ธรรมดาและน้ําหนักเบา กาวประสิทธิภาพสูงใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างภาคยานยนต์และการบินและอวกาศการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ผลิตภัณฑ์สินค้าโภคภัณฑ์และรองเท้ารวมถึงสินค้าอื่น ๆ อีกมากมาย
โพลีเมอร์เป็นวัสดุฐานที่ใช้ในกาว โพลีเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ โคโพลีเอสเตอร์ โคโพลีเอไมด์อีลาสโตเมอร์ โพลิออล และโพลียูรีเทน (PU)
สําหรับแต่ละอุตสาหกรรมและการใช้งาน มีกาวพิเศษที่มีคุณสมบัติที่ปรับเปลี่ยนได้ ตัวอย่างเช่น ระบบกาวเคลือบสูตรน้ํามักใช้สําหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ในขณะที่กาวประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในรองเท้า จากเทคโนโลยีการกําหนดสูตรกาวประสิทธิภาพสูงสามารถแบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลัก ได้แก่ ตัวทําละลาย น้ํา ละลายร้อน และรักษาด้วยรังสียูวี การกระจายตัวของอัลตราโซนิกและการทําให้เป็นอิมัลชันถูกนํามาใช้ในการผลิตทั้งหมดนี้สําหรับประเภทกาวประสิทธิภาพสูง

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม