สารแขวนลอยอนุภาคนาโนในแว็กซ์ – สร้างสูตรที่เสถียร!
การกระจายอนุภาคนาโนลงในเมทริกซ์ของขี้ผึ้งเป็นแอปพลิเคชันที่สำคัญแต่ท้าทายในด้านการเคลือบ, เครื่องสำอาง, ยา, และวัสดุที่เปลี่ยนเฟส. เนื่องจากความหนืดภายในของขี้ผึ้งที่หลอมเหลว, ความไม่ชอบน้ำของพวกมัน, และแนวโน้มของอนุภาคนาโนที่จะรวมตัวกันเป็นก้อนเนื่องจากพลังงานผิวที่สูง, การเตรียมการกระจายตัวของอนุภาคนาโนในขี้ผึ้งจึงต้องการความรู้และความชำนาญ.เครื่องโซนิเคเตอร์ของ Hielscher มอบพลังในการกระจายตัว การควบคุมที่แม่นยำ และความสามารถในการปรับขนาดสำหรับการผลิตสารแขวนลอยนาโนของอนุภาคนาโนและแว็กซ์ที่มีความเสถียรในกระบวนการผลิตทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม
ความท้าทายในการกระจายอนุภาคนาโนในขี้ผึ้ง
อนุภาคนาโน – ไม่ว่าจะเป็นโลหะ เซรามิก หรือคาร์บอน – ก่อตัวเป็นกลุ่มได้ง่ายเนื่องจากแรงแวนเดอร์วาลส์ที่แข็งแรง ในขี้ผึ้ง แรงเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นจากการขาดตัวทำละลายหรือสารทำให้เสถียรที่มีขั้ว การกวนทางกลหรือการใช้เครื่องผสมแบบโรเตอร์-สเตเตอร์มักไม่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออนุภาคนาโนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 100 นาโนเมตรหรือเมื่อต้องการปริมาณสูง การกระจายตัวที่เป็นเนื้อเดียวกันต้องการพลังงานที่สามารถทำลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะกันในระดับนาโนได้ในขณะเดียวกันก็ทำให้พื้นผิวของอนุภาคเปียกชื้นด้วยตัวขี้ผึ้ง
เครื่องสะท้อนเสียงชนิดโพรบ Hielscher ผลิตนาโนอิมัลชันขี้ผึ้งพาราฟินที่เสถียร
กลไกของการกระจายนาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
ประสิทธิภาพที่สำคัญของการกระจายด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงอยู่ที่กลไกการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ของการเกิดโพรงเสียงในของเหลว โซนิเคเตอร์แบบหัวโพรบจะสร้างแรงโพรงเสียงที่เข้มข้นเมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงและความถี่ต่ำแพร่ผ่านของเหลว เช่น ขี้ผึ้งหลอม การยุบตัวของฟองอากาศระหว่างการเกิดโพรงเสียงทำให้เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ซึ่งมีค่าความชันของความเค้นเฉือนสูงมาก คลื่นกระแทก และไมโครเจ็ต แรงชั่วคราวเหล่านี้เอาชนะแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคและทำให้กลุ่มอนุภาคนาโนแตกตัวออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ การใช้อัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการเปียกของพื้นผิวอนุภาคนาโนโดยขี้ผึ้งที่หลอมเหลว การยุบตัวของฟองอากาศคาวิเทชันซ้ำๆ ช่วยลดแรงตึงผิวระหว่างผิวหน้า ทำให้โมเลกุลของขี้ผึ้งแทรกซึมระหว่างอนุภาคและทำให้เสถียรในเชิงปริมาตร
การประยุกต์ใช้ของน้ำยาละลายนาโนแว็กซ์ที่เตรียมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
ความสามารถในการกระจายอนุภาคนาโนให้สม่ำเสมอในขี้ผึ้งเปิดทางสู่การประยุกต์ใช้ที่หลากหลาย:
- สารเคลือบและน้ำยาขัดเงา: การเติมอนุภาคนาโนซิลิกาหรืออะลูมินาช่วยเพิ่มความแข็ง ความต้านทานต่อรอยขีดข่วน และความเงางาม
- สูตรเครื่องสำอาง: อนุภาคนาโนของไทเทเนียมไดออกไซด์หรือซิงค์ออกไซด์ช่วยป้องกันรังสี UV ขณะเดียวกันก็รักษาความโปร่งใสไว้
- วัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCMs): กราฟีน, ท่อนาโนคาร์บอน, หรือออกไซด์ของโลหะ ช่วยเพิ่มการนำความร้อน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บความร้อนในระบบพลังงาน
- การนำส่งยา: อนุภาคนาโนที่ชอบไขมันซึ่งฝังอยู่ในขี้ผึ้งทำหน้าที่เป็นแหล่งปล่อยสารอย่างช้าๆ ในสูตรยาทาภายนอกหรือยาที่รับประทานทางปาก
เครื่องกระจายอัลตราโซนิกสำหรับสูตรผสมแว็กซ์-นาโนพาร์ติเคิล
การกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงโดยใช้เครื่องโซนิคแบบหัวโพรบประสิทธิภาพสูงของ Hielscher เป็นเทคนิคที่แข็งแกร่งและปรับขนาดได้สำหรับการผลิตสารแขวนลอยนาโนของขี้ผึ้งที่มีความเสถียร
ระบบอัลตราโซนิกแบบโพรบของ Hielscher ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการประมวลผลอนุภาคนาโนเนื่องจากความสามารถในการประมวลผลสูง การควบคุมพารามิเตอร์ที่แม่นยำ และการปรับขนาดเชิงเส้นได้ไม่ว่าคุณจะต้องการเตรียมสารแขวนลอยอนุภาคนาโนของขี้ผึ้งในแบบแบทช์หรือในกระบวนการผลิตแบบต่อเนื่อง Hielscher Ultrasonics มีชุดอุปกรณ์โซนิคที่เหมาะสมที่สุด: เครื่องผสมเนื้อเดียวกันแบบอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการเป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบสำหรับการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ ในขณะที่เซลล์ไหลอุตสาหกรรมแบบอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถผลิตสารแขวนลอยนาโนขี้ผึ้งที่มีความเสถียรซึ่งตรงตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด
สร้างขึ้นตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ผสมผสานความทนทาน ความใช้งานง่าย และการบูรณาการเข้ากับกระบวนการอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย ออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย มีเทคโนโลยีล้ำสมัย ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และเป็นไปตามข้อกำหนด CE, UL, CSA และ RoHS
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ําสมัย
- ความน่าเชื่อถือ & กําลังกาย
- การควบคุมกระบวนการที่ปรับได้และแม่นยํา
- ชุด & แบบ อิน ไลน์
- สําหรับทุกโวลุ่ม
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น โปรแกรมได้, บันทึกข้อมูล, ควบคุมระยะไกล)
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- การบํารุงรักษาต่ํา
- CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 0.5 ถึง 1.5 มล. | ไม่ | ไวอัลทวีตเตอร์ |
| 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 |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000hdT |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000hdT |
ระบบอิมัลชันอัลตราโซนิกสําหรับการผลิตมาการีนอุตสาหกรรม
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
คําถามที่พบบ่อย
ขี้ผึ้งคืออะไร?
ขี้ผึ้งเป็นกลุ่มของวัสดุอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ ประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนสายโซ่ยาว เอสเทอร์ กรดไขมัน และแอลกอฮอล์เป็นหลัก ขี้ผึ้งมีลักษณะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง มีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ และแสดงพฤติกรรมอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน
มีประเภทของขี้ผึ้งอะไรบ้าง?
ประเภทของขี้ผึ้งที่แตกต่างกัน ได้แก่ ขี้ผึ้งธรรมชาติ เช่น ขี้ผึ้งจากผึ้ง ขี้ผึ้งคาร์นูบา และขี้ผึ้งแคนเดลิลลา ขี้ผึ้งแร่ที่ได้จากปิโตรเลียมหรือลิกไนต์ เช่น ขี้ผึ้งพาราฟิน ขี้ผึ้งไมโครคริสตัลไลน์ และขี้ผึ้งมอนแทน และขี้ผึ้งสังเคราะห์ เช่น ขี้ผึ้งพอลิเอทิลีน ขี้ผึ้งฟิสเชอร์-ทรอปช์ และขี้ผึ้งอะไมด์
ขี้ผึ้งใช้ทำอะไร?
แว็กซ์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรม โดยทำหน้าที่ปกป้องพื้นผิวในสารเคลือบและน้ำยาขัดเงา เป็นสารโครงสร้างและสารยึดเกาะในเครื่องสำอางและยา ใช้เป็นสารปลดปล่อยและสารเคลือบป้องกันในอุตสาหกรรมอาหาร รวมถึงทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่น กาว และวัสดุเปลี่ยนสถานะสำหรับการกักเก็บพลังงานในงานเทคนิคต่าง ๆ
ขั้วของขี้ผึ้งแต่ละชนิดเป็นอย่างไร?
ขั้วของขี้ผึ้งจะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบทางเคมี ขี้ผึ้งพาราฟินและพอลิเอทิลีนเป็นชนิดที่ไม่มีขั้วเป็นส่วนใหญ่ ขี้ผึ้งจากผึ้งและขี้ผึ้งคาร์นูบามีขั้วอ่อนเนื่องจากเอสเทอร์และกรดไขมันอิสระ และขี้ผึ้งมอนแทนหรือขี้ผึ้งสังเคราะห์บางชนิดมีขั้วปานกลางเนื่องจากมีหมู่คาร์บอกซิลิกและหมู่เอไมด์
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม