Дисперсії наночастинок у воску – Створюйте стабільні формули!
Диспергування наночастинок у воскові матриці є важливим, але складним застосуванням у покритті, косметиці, фармацевтиці та матеріалах з фазовими переходами. Враховуючи внутрішню в'язкість розплавлених восків, їх гідрофобність та схильність наночастинок до агломерації через високу поверхневу енергію, підготовка дисперсії наночастинок воску вимагає ноу-хау. Ультразвукові апарати Hielscher забезпечують диспергуючу потужність, точну керованість і масштабованість для виробництва стабільних наночастинок воскових дисперсій в лабораторних і промислових умовах.
Проблеми диспергування наночастинок у воску
наночастинки – металеві, керамічні або на основі вуглецю – легко утворюють агрегати завдяки сильним ван-дер-ваальсовим взаємодіям. У воску ці взаємодії посилюються через відсутність полярних розчинників або стабілізаторів. Механічне перемішування або роторно-статорні гомогенізатори часто виявляються недостатніми, особливо коли наночастинки мають діаметр менше 100 нм або коли потрібні високі навантаження. Для отримання однорідної дисперсії необхідна енергія, здатна розщеплювати агломерати на нанорівні, одночасно змочуючи поверхню частинок восковим середовищем.
Ультразвукові апарати зондового типу Hielscher виробляють стабільні наноемульсії парафіну.
Механізм ультразвукової нанодисперсії
Значна ефективність ультразвукової дисперсії полягає в унікальному робочому механізмі акустичної кавітації. Зондові сокатори генерують інтенсивні кавітаційні сили, коли високоінтенсивні низькочастотні ультразвукові хвилі поширюються через рідину, наприклад, розплавлений віск. Колапс бульбашок під час кавітації створює локалізовані гарячі точки з екстремальними градієнтами зсуву, ударними хвилями та мікроструменями. Ці перехідні сили долають міжчастинкову адгезію і ефективно деагломерують кластери наночастинок.
Крім того, ультразвук посилює змочування поверхонь наночастинок розплавом воску. Повторний колапс кавітаційних бульбашок зменшує міжфазний натяг, дозволяючи молекулам воску проникати між частинками і стабілізувати їх стерильно.
Застосування для нанодисперсій воску, підготовлених за допомогою ультразвуку
Здатність гомогенно диспергувати наночастинки у воску відкриває шляхи для різноманітних застосувань:
- Покриття та полірування: Додавання наночастинок кремнезему або глинозему підвищує твердість, стійкість до подряпин і блиск.
- Косметичні склади: Наночастинки діоксиду титану або оксиду цинку забезпечують захист від ультрафіолету, зберігаючи при цьому прозорість.
- Фазозмінні матеріали (ФЗМ): Графен, вуглецеві нанотрубки або оксиди металів підвищують теплопровідність, покращуючи ефективність зберігання тепла в енергетичних системах.
- Доставка ліків: Ліпофільні наночастинки, вбудовані у віск, діють як резервуари з повільним вивільненням у місцевих або пероральних препаратах.
Ультразвукові диспергатори для воскових наночастинок
Ультразвукове диспергування з використанням високопродуктивних ультразвукових зондів типу Hielscher є надійною і масштабованою технікою для виробництва стабільних нанодисперсій воску.
Ультразвукові системи зондового типу Hielscher широко використовуються для обробки наночастинок завдяки їх високій обробній здатності, точному контролю параметрів та лінійній масштабованості. Незалежно від того, чи потрібно вам підготувати дисперсії наночастинок воску в партіях або в безперервному потоковому виробництві, Hielscher Ultrasonics пропонує ідеальне ультразвукове обладнання: ультразвукові лабораторні гомогенізатори є ідеальним інструментом для досліджень і розробки продуктів, в той час як ультразвукові промислові проточні клітини дозволяють виробляти стабільні нанодисперсії воску, що відповідають найвищим стандартам якості.
Створені за найвищими стандартами якості, ультразвукові прилади Hielscher поєднують в собі надійність, зручність у використанні та легку інтеграцію в промислові процеси. Розроблені для роботи в складних умовах, вони оснащені найсучаснішими технологіями, сертифіковані ISO і відповідають вимогам CE, UL, CSA та RoHS.
- високий ККД
- Найсучасніші технології
- надійність & Надійності
- Регульований, точний контроль процесу
- Пакетний & Вбудовані
- на будь-який обсяг
- Інтелектуальне програмне забезпечення
- інтелектуальні функції (наприклад, програмування, протоколювання даних, дистанційне керування)
- Простота і безпека в експлуатації
- низькі експлуатаційні витрати
- CIP (прибирання на місці)
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| 0від .5 до 1.5 мл | Н.А. | VialTweeter |
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000HDT |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000HDT |
Ультразвукова емульгуюча система для промислового виробництва маргарину
Література / Список літератури
- 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.
Поширені запитання
Що таке віск?
Віск - це клас органічних гідрофобних матеріалів, що складаються переважно з довголанцюгових вуглеводнів, складних ефірів, жирних кислот і спиртів. Вони тверді при кімнатній температурі, мають відносно низьку температуру плавлення і розм'якшуються при нагріванні.
Які існують різні типи воску?
Різні типи воску включають природні воски, такі як бджолиний, карнаубський і канделильский, мінеральні воски, отримані з нафти або бурого вугілля, такі як парафін, мікрокристалічний і гірський віск, а також синтетичні воски, такі як поліетиленовий, Фішера-Тропша і амідні воски.
Для чого використовується віск?
Віск широко використовується в різних галузях промисловості. Вони забезпечують захист поверхні в покриттях і поліруваннях, діють як структуруючі та зв'язуючі речовини в косметиці та фармацевтиці, слугують розпушувачами та захисними покриттями в харчовій промисловості, а також функціонують як мастила, клеї та фазові матеріали для накопичення енергії в технічних цілях.
Яка полярність різних видів воску?
Полярність воску залежить від його хімічного складу. Парафін і поліетиленові воски в основному неполярні, бджолиний віск і віск карнауби мають слабку полярність завдяки ефірам і вільним жирним кислотам, а монтан або деякі синтетичні воски мають помірну полярність завдяки карбоксильним і амідним функціям.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.