อัลตราซาวนด์สําหรับการกระจายและการเจียร: สี & สี

อัลตราซาวนด์กําลังเป็นที่รู้จักกันดีในด้านเอฟเฟกต์การกัดและการกระจายตัวที่เข้มข้นและควบคุมได้อย่างแม่นยํา ทําให้โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกเหมาะสําหรับการผลิตเม็ดสีและสูตรสี เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมให้การกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ําเสมอสูงในช่วงไมครอนและนาโน ประมวลผลกระแสปริมาณมากที่มีความหนืดสูงด้วยเครื่องโซนิคเตอร์ Hielscher เพื่อให้ได้การเปียกการกระจายตัวการแยกตัวและการกัดที่เป็นเนื้อเดียวกัน!

การผลิตสีด้วยอัลตราซาวนด์

ปรับปรุงสีสีและสารเคลือบของคุณด้วย Sonication:

• สูตร: ไม่ว่าจะมีความหนืดสูงโหลดอนุภาคสูงจากน้ําหรือตัวทําละลาย – ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบอินไลน์อุตสาหกรรม Hielscher คุณสามารถประมวลผลสูตรใดก็ได้
• ขนาดไมครอนและนาโน: แรงเฉือนสูงที่เกิดจากโพรงอากาศอะคูสติกช่วยลดอนุภาคให้เหลือเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคขนาดเล็กและให้การกระจายตัวที่สม่ําเสมอ การปรับพารามิเตอร์อัลตราโซนิกให้เข้ากับข้อกําหนดของอนุภาคและสูตรของคุณช่วยให้สามารถผลิตเม็ดสีขนาดนาโนได้อย่างน่าเชื่อถือ
• คุณสมบัติทางแสง: เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางแสงที่ถูกต้องต้องควบคุมขนาดอนุภาคของเม็ดสี โดยปกติแล้วความทึบจะสัมพันธ์กับขนาดอนุภาค: ยิ่งขนาดอนุภาคละเอียดมากเท่าใดความทึบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น TiO2 ถูกประมวลผลโดยเฉพาะให้มีขนาดอนุภาค 0.20 ถึง 0.3 ไมครอน ซึ่งเทียบเท่ากับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งของแสงโดยประมาณ อัลตราโซนิกช่วยลดเม็ดสี TiO2 ให้มีขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้ได้การซ่อนที่ดีที่สุด
• อนุภาคประสิทธิภาพสูง: ขนาดอนุภาคที่เล็กลงส่งผลให้สีอิ่มตัว สีสม่ําเสมอ และความเสถียรมากขึ้น แรงอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้น แต่ควบคุมได้อย่างแม่นยําช่วยให้สามารถผลิตอนุภาคนาโนที่ดัดแปลงและใช้งานได้เช่นอนุภาคเคลือบ SWNT MWCNTs และอนุภาคเปลือกแกน อนุภาคดังกล่าวแสดงลักษณะเฉพาะและยกระดับสูตรสีหรือสารเคลือบให้มีคุณภาพและการใช้งานในระดับใหม่ (เช่น ความต้านทานรังสียูวี ความต้านทานรอยขีดข่วน ความแข็งแรง การยึดเกาะ ทนความร้อนสูง อินฟราเรด และการสะท้อนแสงอาทิตย์)
• อนุภาคดัดแปลง: เม็ดสีดัดแปลงพื้นผิวมีความหนืดต่ํามากที่โหลดเม็ดสีสูง (2.5cP ที่ของแข็ง 10%) เสถียรภาพของสารแขวนลอยที่เหนือกว่าและความบริสุทธิ์สูง การทํางานของอนุภาคด้วยอัลตราโซนิกช่วยทําให้ง่ายต่อการสังเคราะห์เม็ดสีประสิทธิภาพสูงที่มีคุณสมบัติพิเศษ

เม็ดสีจะถูกบดและกระจายโดยใช้โพรงอากาศอัลตราซาวนด์และแรงเฉือนสูงแสดงให้เห็นถึงการลดขนาดอย่างมีนัยสําคัญและการกระจายที่สม่ําเสมอ พล็อตด้านบนแสดงการลดขนาดที่เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มพลังงานอัลตราโซนิก

สําหรับการผลิตสีส่วนประกอบต่างๆเช่นเม็ดสีสารยึดเกาะ / ตัวสร้างฟิล์มสารเจือจาง / ตัวทําละลายเรซินสารเติมและสารเติมแต่งจะต้องผสมเข้าด้วยกันเป็นสูตรที่เป็นเนื้อเดียวกัน เม็ดสีเป็นส่วนประกอบที่กําหนดให้สี เม็ดสีขาวที่สําคัญที่สุดคือ TiO2 ซึ่งจําเป็นต้องบดให้มีขนาดอนุภาคที่เหมาะสมระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 ถึง 0.3 ไมครอน เพื่อแสดงระดับความขาว ความสว่าง ความทึบแสง และดัชนีการหักเหของแสงที่สูงมาก แรงเฉือนอัลตราโซนิกให้การแยกตัวและการกระจายตัวของอนุภาค TiO2 ที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงาน (ดูภาพด้านล่าง)

TEM ของสารแขวนลอยอนุภาคนาโน TiO2 ที่กระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกที่มีความเข้มข้นของแข็งต่างกัน Sonication ดําเนินการโดยใช้ เครื่องอัลตราโซนิก UIP1000hdT
ซ้าย: อินพุตพลังงานอัลตราโซนิก 1.8 × 10⁵ เจ/ลิตร – ขวา: อินพุตพลังงานอัลตราโซนิก 5.4 × 10⁵ เจ/ลิตร
(การศึกษาและภาพ: ©Fasaki et al., 2012)

 
การกัดและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มคุณภาพของสีโดยการปรับปรุงความแข็งแรงของสีความหนาแน่นความวิจิตรของการเจียรการกระจายตัวและรีโอโลยี

การกระจายอัลตราโซนิก & เงื่อนไขการเจียร

คุณภาพของสีและสารเคลือบขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของเม็ดสีที่เป็นเนื้อเดียวกัน Hielscher Ultrasonics จัดหาอุปกรณ์กัดและเจียรที่มีประสิทธิภาพสําหรับการกระจายตัวของสีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับสูตรที่มีปริมาณเม็ดสีสูง กลไกของเครื่องกระจายอัลตราโซนิกสําหรับการกัดการเจียรการแยกตัวของและการกระจายตัวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหลักการเฉือนที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิก แรงเฉือนโพรงอากาศที่จําเป็นสําหรับการแยกตัวของอนุภาคเกิดจากความแตกต่างของแรงดันสูงจุดร้อนในท้องถิ่นและไอพ่นของเหลวซึ่งส่งผลให้อนุภาคแตกตัวโดยการชนกันระหว่างอนุภาค
เครื่องกระจายอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเช่น UIP16000hdT ที่มี 16,000 วัตต์ต่อโพรบอัลตราโซนิกมีความสามารถในการประมวลผลกระแสสีและสารเคลือบปริมาณมาก

สีชอล์กโซนิคบนเครื่องเจียรแสดงให้เห็นถึงการแยกตัวและการกระจายขนาดอนุภาคของเม็ดสีที่สม่ําเสมออย่างสมบูรณ์แบบ

การกระจายตัวของอนุภาคนาโน

การบดและการกระจายอัลตราโซนิกมักเป็นวิธีเดียวในการประมวลผลอนุภาคนาโนอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้อนุภาคหลักที่กระจายตัว ขนาดอนุภาคหลักที่เล็กส่งผลให้มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และสัมพันธ์กับการแสดงออกของลักษณะและฟังก์ชันการทํางานของอนุภาคที่เป็นเอกลักษณ์ ในขณะเดียวกันขนาดอนุภาคที่เล็กลงนั้นสัมพันธ์กับพลังงานพื้นผิวที่สูงสําหรับการรวมตัวและปฏิกิริยาที่รุนแรงยิ่งขึ้นดังนั้นจึงจําเป็นต้องใช้แรงกระจายอัลตราโซนิกที่รุนแรงเพื่อกระจายอนุภาคนาโนให้เป็นเนื้อเดียวกันในสูตร
นอกจากนี้การรักษาพื้นผิวอัลตราโซนิกสามารถปรับเปลี่ยนอนุภาคนาโนซึ่งนําไปสู่การกระจายตัวที่ดีขึ้นเสถียรภาพการกระจายตัวความไม่ชอบน้ําและคุณสมบัติอื่น ๆ
นักวิจัยได้แนะนําวิธีการกระจายตัวของอัลตราโซนิกสําหรับอนุภาคนาโนเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ต้องการ “เนื่องจากวัสดุที่กระจายตัวโดยวิธีอัลตราโซนิกนั้นบริสุทธิ์กว่าวัสดุที่ผลิตโดยการกัดลูกปัดมาก” [Kim et al. 2010].

เทคนิคการกระจายอัลตราโซนิกมีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการกัดแบบดั้งเดิมเช่นสามม้วนลูกหรือโรงสีสื่อ

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกและการกระจายตัวของเม็ดสีและสีสําหรับมาสเตอร์แบทช์และสูตรสี!

Caution: Video "duration" is missing

วรรณกรรม / อ้างอิง