Ultrasonik Bentonit Dispersiyonu
- Sodyum bentonit, kalsiyum bentonit ve potasyum bentonit gibi bentonit killeri başlıca sondaj sıvılarında katkı maddesi, bağlayıcı, arıtıcı, adsorban ve yeraltı suyu bariyeri olarak kullanılır.
- Güçlü bağlar ve van der Waals kuvvetleri nedeniyle, bentonitin disperse edilebilmesi için aglomeraları homojen biçimde parçalayacak yoğun karıştırma kuvvetleri gerekir.
- Ultrasonik dispersiyon, yüksek katı madde konsantrasyonuna sahip, yüksek viskoziteli süspansiyonlar üretmek için son derece güvenilir bir yöntemdir. Ultrasonik yöntem, homojen bentonit süspansiyonları üretmede geleneksel karıştırıcılardan üstündür.
Bentonit Dispersiyonu
Bentonitin yağlayıcı, kıvam artırıcı veya adsorban olarak kullanım gibi çok çeşitli uygulamaları vardır. Bentonitin malzeme özelliklerinden yararlanmak için bentonit parçacıkları/levhacıkları bir baz ortama homojen biçimde dağıtılmalıdır . Bentonit dispersiyonları yüksek şişme kapasitesine sahiptir ve yüksek miktarda sıvıyı adsorbe edebilir. Bir sıvı içinde disperse edildiğinde bentonit dispersiyonu, yüksek derecede tiksotropik bir kolloidal süspansiyon veya jel oluşturur. Bentonit dispersiyonlarının kolloidal özellikleri büyük ölçüde dispersiyonun kalitesine bağlıdır. Bu nedenle, ultrasonikasyon yüksek kaliteli bentonit süspansiyonları elde etmek için tercih edilen dispersiyon tekniğidir.
Bentonitin ultrasonik dispersiyonu (kullanılan ultrasonik karıştırıcı: UIP2000hdT)
Sorunlar
Geleneksel dispersiyon yöntemleri, işlevselleştirilmiş bentonitten homojen bir süspansiyon hazırlamak için gereken yoğun kesme kuvvetlerini çoğu zaman oluşturamaz. Bentonitin tiksotropisi ve olağanüstü su bağlama ve şişme kapasitesi, yüksek viskoziteli süspansiyonları işlemede üstün olan ve aglomeraları parçalamak için yeterli kesme sağlayan, ortalamanın üzerinde dispersiyon ekipmanı gerektirir.
Bentonit dispersiyonunun viskozitesi, konsantrasyon arttıkça artar. Geleneksel karıştırma ekipmanı, koyu süspansiyonları işleyemez ve dispersiyon ve hidrasyon kalitesi yetersiz kalır.
Karıştırma kapasitesinin yetersizliği nedeniyle, geleneksel disperserler öğütme gibi ek işlem adımlarıyla birlikte kullanılmalıdır.
Çözüm
Yüksek güçlü ultrasonik ekipman, bentonit parçacıkları arasındaki bağları kolayca koparan yoğun kesme kuvvetleri sağlar. Yüksek viskoziteli bentonit süspansiyonları, süspansiyonun ultrasonik bir reaktör odasından geçirilmesiyle homojen biçimde işlenebilir. Bu odada parçacıklar deaglomerasyona ve dispersiyona tabi tutularak homojen bir parçacık boyutuna getirilir. Yoğun karıştırma ve kesme, parçacıkların hedeflenen parçacık boyutuna kadar küçültülmesine yardımcı olur. Güçlü ultrasonikasyon, bentoniti (montmorilloniti) katmanlarına ayırır ve eksfoliye eder . Bunun sonucunda, bentonitin daha iyi şişmesine ve işlevselleştirilmesine katkıda bulunan geniş bir parçacık yüzey alanı oluşur.
Killerin Ultrasonik Dispersiyonu
Nasıl çalışır: Sıvılarda oluşturulan çok yoğun ultrasonik kuvvetler kavitasyon oluşturur. Ultrasonik kavitasyon saf kesme olarak kendini gösterir. Bu nedenle ultrasonik karıştırma ve dispersiyon teknolojisi, çok yüksek parçacık yüküne sahip tiksotropik süspansiyonlar üretmek için idealdir.
Yoğun kesme sayesinde ultrason, killerin süspansiyonlar içinde verimli biçimde disperse edilmesini sağlar. Sonikasyon sürekli bir hat içi işlem olarak gerçekleştirildiğinden, sondaj çamurları, bitüm emülsiyonları, lateks veya boyalar gibi yüksek viskoziteli süspansiyonlar bile.
Hielscher Ultrasonics güvenilir ultrasonik işlemler konusunda iş ortağınızdır. Laboratuvar cihazından başlayarak endüstriyel ultrasonik ekipmana kadar ultrasonik homojenizatörlerin tüm yelpazesini size sunuyoruz. Bunlar, öğütme, deaglomerasyon ve dispersiyon gibi zorlu uygulamalar içindir. UIP10000 veya UIP16000 kümeleriyle, yüksek viskoziteli, macun kıvamındaki malzemeler de dahil olmak üzere çok büyük hacimli akışların bile ticari ölçekte işlenmesinde pratik olarak hiçbir sınır yoktur.
Ultrasonik endüstriyel disperserler
Ultrasonik Dispersiyon:
- Yüksek Hızlı Dispersiyon
- Yüksek Katı Madde Yükleri
- Nano Dispersiyon
- Tam Hidrasyon
- Bulunmayan “Balık Gözleri“
- İyileştirilmiş Şişme
- Parçacık İşlevselleştirme
- Jelleşme Etkisi
- Homojen İşleme
- Tekrarlanabilirlik
- Güvenilir Ürün Kalitesi
Ultrasonik Hat İçi İşleme
Literatür/Kaynaklar
- Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): Kil Bilimi El Kitabı. Elservier 1978.
- Grim, R.E:; Güven, N. (1978): Bentonitler: Jeoloji, mineraloji, özellikler ve kullanımlar. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): Ultrasonla mekanik olarak deforme edilmiş ham bentonitin kolloidal kararlılığı. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- Wikipedia: Bentonit
Bentonit Hakkında
Bentonit killeri, sodyum bentonit, kalsiyum bentonit ve potasyum bentonit gibi türler dahil olmak üzere, başlıca smektit minerallerinden, genellikle de montmorillonitten oluşur (ör. Al-montmorillonit Al2O3•4(SiO2)•H2O). Montmorillonit, dioktahedral bir smektittir; ancak başka smektit türleri de bulunabilir. Bentonitin arzu edilen özelliklerini smektit sağlar; bununla birlikte, katmanlar arasındaki değişebilir katyonların niteliği de özellikleri etkiler. Bu nedenle, katmanlar arası katyonu Na+ olan bentonitler, katmanlar arası katyonu Ca+ olan bentonitlerden çok farklı özelliklere sahip olabilir. Ticari bentonitlerin çoğu %80’den fazla smektit içerir; ancak çeşitli başka mineraller de safsızlık olarak bulunabilir. Bu mineraller arasında kuvars, feldispat, kalsit ve jips bulunabilir. Bu minerallerin varlığı, belirli uygulamaya bağlı olarak bentonitin değerini azaltarak veya artırarak endüstriyel değerini etkileyebilir. Bentonit güçlü kolloidal özellikler gösterir ve suyla temas ettiğinde hacmi birkaç kat artarak jelatinimsi ve viskoz bir sıvı oluşturur. Bentonitin hidrasyon, şişme, su emilimi, viskozite ve tiksotropi gibi özel özellikleri, onu geniş bir uygulama yelpazesi için değerli bir malzeme haline getirir.
Bentonit killeri yaygın olarak yağlayıcı, kıvam artırıcı, adsorban, reolojik katkı maddesi, bağlayıcı, katalizör, arıtıcı, stabilizatör, emülgatör veya ağartma toprağı olarak kullanılır. İşlevleri sayesinde viskoelastik bentonit jellerinin çok çeşitli uygulamaları; madeni yağ ve sondaj endüstrisine, kimyaya, seramiğe, dökümhanelere, inşaat ve temizlik endüstrisine, tarım ve bahçeciliğe, kâğıt üretimine, gıda endüstrisine ve ayrıca kozmetik ve ilaç sektörlerine yayılır.
Bentonit türevleri şu adla bilinir: Bentone. Bunlar, işlevleri belirli uygulamalara uyarlanmış modifiye organokillerdir. Örneğin Bentone 52, Bentone 57 ve Bentone 1000, boya ve kaplamalarda kullanılan yaygın kıvam artırıcılardır; Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 ve Bentone 1000 ise petrol ve sondaj endüstrisinde kullanılan reoloji düzenleyicileridir. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA ve Bentonite BC 342, kozmetik ve ilaçlarda kıvam artırıcı ve jelleştirici olarak kullanılır.
Hielscher’in güçlü ultrasonik makineleri, tüm bentonit, hektorit ve Bentone organokil tozlarını homojen biçimde bentone dispersiyonlarına, bentone jellerine veya nihai ürün formülasyonlarına disperse etmek için güvenilir ve etkilidir.
Bilinmesi Gerekenler
Ultrasonik doku homojenizatörleri sıklıkla prob sonikatörü/sonifikatör, sonik lizör, ultrasonik parçalayıcı, ultrasonik öğütücü, sono-rüptör, sonifiyer, sonik dismembratör, hücre parçalayıcı, ultrasonik disperser, emülgatör veya çözücü olarak adlandırılır. Bu farklı terimler, sonikasyonla gerçekleştirilebilen çeşitli uygulamalardan kaynaklanır.