Takviyeli Kauçuğun Ultrasonik Hazırlanması

• Takviyeli kauçuklar daha yüksek çekme dayanımı, uzama, aşınma direnci ve daha iyi yaşlanma kararlılığı gösterir.
• İstenen malzeme özelliklerini sağlamak için karbon siyahı (ör. CNT’ler, MWNT’ler), grafen veya silika gibi dolgu maddeleri matris içinde homojen olarak disperse edilmelidir.
• Güç ultrasoniği, yüksek takviye özelliklerine sahip monodispers nanoparçacıkların üstün kalitede dağılımını sağlar.

Ultrasonik Dispersiyon

Ultrasonik işlem, parçacıkların ve tüplerin ayrılmasını ve fonksiyonelleştirilmesini büyük ölçüde iyileştirdiğinden, monodispers nanoparçacıklar ve nanotüpler gibi nanomalzemelerin dispersiyonu için yaygın olarak kullanılır.
Ultrasonik dispersiyon ekipmanları kavitasyon ve yüksek kesme kuvvetleri oluşturarak nanoparçacıkları ve nanotüpleri parçalar, deaglomerasyona uğratır, dolaşıklıklarını açar ve disperse eder. Sonikasyon yoğunluğu hassas biçimde ayarlanabilir ve kontrol edilebilir; böylece nanomalzemenin konsantrasyonu, aglomerasyonu ve hizalanması/dolaşıklığı dikkate alınarak ultrasonik işleme parametreleri mükemmel biçimde uyarlanır. Bu sayede nanomalzemeler, kendilerine özgü malzeme gereksinimleri doğrultusunda optimum biçimde işlenebilir. Ayrı ayrı ayarlanan ultrasonik proses parametreleri sayesinde elde edilen optimum dispersiyon koşulları, nanokatkıların ve nanodolgu maddelerinin üstün takviye özelliklerine sahip, yüksek kaliteli bir nihai kauçuk nanokompozit ortaya çıkarır.
Ultrasonik işlemin üstün dispersiyon kalitesi ve bu sayede elde edilen eşit dağılım nedeniyle, mükemmel malzeme özellikleri elde etmek için çok düşük bir dolgu oranı yeterlidir.

Ultrasonik İşlemle Karbon Siyahı Takviyeli Kauçuk

Karbon siyahı, kauçuk malzemeye aşınma direnci ve çekme dayanımı kazandırmak için kauçuklarda, özellikle de lastiklerde kullanılan en önemli dolgu maddelerinden biridir. Karbon siyahı parçacıkları, homojen olarak disperse edilmesi zor olan agregatlar oluşturmaya çok yatkındır. Karbon siyahı yaygın olarak boyalarda, emayelerde, baskı mürekkeplerinde, naylon ve plastik renklendiricilerinde, lateks karışımlarında, mum karışımlarında, fotoğraf kaplamalarında ve daha birçok alanda kullanılır.
Ultrasonik dispersiyon, parçacıkların çok yüksek monodispersliğiyle deaglomerasyon ve eşit karıştırma sağlar.
Takviyeli kompozitler için ultrasonik dispersiyon hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!

Ultrasonik İşlemle CNT / MWCNT Takviyeli Kauçuk

Ultrasonik homojenizatörler, hassas biçimde kontrol edilebilen ve proses ile malzeme gereksinimlerine göre ayarlanabilen güçlü dispersiyon sistemleridir. Nanotüplerin hasar görmeden (ör. kesilmeden) dolaşıklıklarının açılarak tek tek tüplere ayrılması gerektiğinden, ultrasonik proses parametrelerinin hassas kontrolü MWNT veya SWNT gibi nanotüplerin dispersiyonunda özellikle önemlidir. Hasarsız nanotüpler yüksek bir boy/en oranı (132.000.000:1’e kadar) sunar; bu nedenle bir kompozit formülasyonuna dahil edildiklerinde olağanüstü dayanım ve rijitlik sağlarlar. Güçlü ve hassas biçimde ayarlanmış sonikasyon, Van der Waals kuvvetlerini aşar, nanotüpleri disperse eder ve dolaşıklıklarını açar; böylece olağanüstü çekme dayanımına ve elastik modüle sahip, yüksek performanslı bir kauçuk malzeme elde edilir.
Ayrıca, ultrasonik fonksiyonelleştirme çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilecek istenen özellikleri elde etmek amacıyla karbon nanotüpleri modifiye etmek için kullanılır.

Ultrasonik İşlemle Nanosilika Takviyeli Kauçuk

Ultrasonik disperserler, kauçuk polimer çözeltilerinde silika (SiO₂) nanoparçacıklarının son derece eşit dağılımını sağlar. Silika (SiO₂) nanoparçacıkları, polimerize edilmiş stiren-bütadien ve diğer kauçuklarda monodispers parçacıklar olarak homojen biçimde dağıtılmalıdır. Monodispers nano-SiO₂ tokluk, dayanım, uzama, eğilme ve yaşlanmaya karşı performansı önemli ölçüde iyileştiren bir takviye maddesi olarak işlev görür. Nanoparçacıklar için şu ilişki geçerlidir: Parçacık boyutu ne kadar küçükse, parçacıkların özgül yüzey alanı o kadar büyüktür. Daha yüksek bir yüzey alanı/hacim (S/V) oranıyla daha iyi yapısal ve takviye edici etkiler elde edilir; bu da kauçuk ürünlerin çekme dayanımını ve sertliğini artırır.
Silika nanoparçacıklarının ultrasonik dispersiyonu, küresel bir morfoloji, hassas biçimde ayarlanmış parçacık boyutu ve çok dar bir boyut dağılımı elde edilecek şekilde proses parametrelerinin tam olarak kontrol edilmesini sağlar.
Ultrasonik olarak disperse edilmiş silika, bu şekilde takviye edilen kauçukta en yüksek malzeme performansını sağlar.
Şu bileşiğin ultrasonik dispersiyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın: SiO₂!

Takviye Katkılarının Ultrasonik Dispersiyonu

Sonikasyonun, kauçuk kompozitlerin modülünü, çekme dayanımını ve yorulma özelliklerini iyileştirmek için birçok başka nanoparçacıklı malzemeyi disperse ettiği kanıtlanmıştır. Dolgu maddelerinin ve takviye katkılarının parçacık boyutu, şekli, yüzey alanı ve yüzey aktivitesi performansları açısından kritik olduğundan, güçlü ve güvenilir ultrasonik disperserler, mikro ve nano boyutlu parçacıkları kauçuk ürünlerin formülasyonuna dahil etmek için en sık kullanılan yöntemlerden biridir.
Sonikasyonla kauçuk matrislerine eşit dağılmış veya monodispers parçacıklar olarak dahil edilen tipik katkılar ve dolgu maddeleri; kalsiyum karbonat, kaolin kili, pirojenik silika, çöktürülmüş silika, grafit oksit, grafen, mika, talk, barit, vollastonit, çöktürülmüş silikatlar, pirojenik silika ve diyatomittir.
Oleik asitle fonksiyonelleştirilmiş TiO₂ nanoparçacıkları stiren-bütadien kauçuğunda ultrasonik olarak disperse edildiğinde, çok küçük bir oleik-SiO₂ miktarı bile modülü, çekme dayanımını ve yorulma özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir ve ışık ve ısı kaynaklı bozunmaya karşı koruyucu bir madde olarak işlev görür.

• Alümina trihidrat (Al₂O₃) alev geciktirici olarak, ısıl iletkenliği iyileştirmek ve elektriksel yüzey izi oluşumuna ve erozyona karşı direnç sağlamak için eklenir.
• Çinko oksit (ZnO) dolgu maddeleri, bağıl permitiviteyi ve ısıl iletkenliği artırır.
• Titanyum dioksit (TiO₂) ısıl ve elektriksel iletkenliği iyileştirir.
• Kalsiyum karbonat (CaCO₃) mekanik, reolojik ve alev geciktirici özellikleri nedeniyle katkı maddesi olarak kullanılır.
• Baryum titanat (BaTiO₃) ısıl kararlılığı artırır.
• Grafen ve grafen oksit (GO), üstün mekanik, elektriksel, ısıl ve optik malzeme özellikleri sağlar.
• Karbon nanotüpler (CNT’ler), çekme dayanımı, elektriksel ve ısıl iletkenlik gibi mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirir.
• Çok duvarlı karbon nanotüpler (MWNT’ler), Young modülünü ve akma dayanımını iyileştirir. Örneğin, bir epoksiye yalnızca 1 wt.% oranında MWNT eklenmesi, saf matrise kıyasla Young modülünde ve akma dayanımında sırasıyla %100 ve %200 artış sağlar.
• Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWNT’ler), mekanik özellikleri ve ısıl iletkenliği iyileştirir.
• Karbon nanolifler (CNF), dayanım, ısı direnci ve dayanıklılık kazandırır.
• Nikel, demir, bakır, çinko, alüminyum ve gümüş gibi metalik nanoparçacıklar, elektriksel ve ısıl iletkenliği iyileştirmek için eklenir.
• Organik nanomalzemelerden montmorillonit gibi malzemeler, mekanik ve alev geciktirici özellikleri iyileştirir.

Ultrasonik Dispersiyon Sistemleri

Hielscher Ultrasonics, fizibilite testleri için daha küçük tezgâh üstü sistemlerden ağır hizmet tipi endüstriyel sonikatör ünitelerine kadar geniş bir ultrasonik ekipman yelpazesi sunar. Bu üniteler ünite başına 16kW’a kadar güç sunar. Güç, güvenilirlik, hassas kontrol edilebilirlik ve sağlamlık, Hielscher ultrasonik dispersiyon sistemlerini mikron ve nano boyutlu parçacıklar içeren formülasyonların üretim hattındaki “yük beygiri” hâline getirir. Sonikatörlerimiz, su ve solvent bazlı dispersiyonları yüksek viskozitelere kadar (10.000cp’ye kadar) kolayca işleyebilir. Çeşitli sonotrotlar (ultrasonik hornlar), güçlendiriciler (genlik artırıcı/azaltıcı), akış hücresi geometrileri ve diğer aksesuarlar, ultrasonik disperserin ürüne ve proses gereksinimlerine optimum biçimde uyarlanmasını sağlar.
Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri, çok yüksek genlikler sunabilir. 200µm’ye kadar genliklerle 24/7 kesintisiz çalışmaya hemen başlanabilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı, 24/7 çalışmayı ağır hizmet koşullarında ve zorlu ortamlarda mümkün kılar. Hielscher ultrasonik disperserleri, büyük ölçekli ticari üretim için dünyanın dört bir yanında kurulmuştur.