Ultrasonik dispersiya va deaglomeratsiya
Qattiq moddalarning suyuqliklarga tarqalishi va deaglomeratsiyasi kuchli ultratovush va zond tipidagi sonikatorlarning muhim qo'llanilishidir. Ultrasonik kavitatsiya zarrachalar aglomeratlarini bitta dispers zarrachalarga ajratadigan favqulodda yuqori kesish hosil qiladi. Mahalliy yo'naltirilgan yuqori kesish kuchlari tufayli sonikatsiya eksperimentlar, tadqiqot va ishlanmalar va, albatta, sanoat ishlab chiqarishi uchun mirkon va nano o'lchamdagi dispersiyalarni ishlab chiqarish uchun idealdir.
Kukunlarni suyuqliklarga aralashtirish turli xil mahsulotlarni, masalan, bo'yoq, siyoh, kosmetika, ichimliklar, gidrogellar yoki polishing vositalarini shakllantirishda keng tarqalgan qadamdir. Alohida zarralar turli xil fizik va kimyoviy tabiatdagi tortishish kuchlari, shu jumladan van der Vaals kuchlari va suyuqlik sirt tarangligi bilan birga ushlab turiladi. Bu ta'sir polimerlar yoki qatronlar kabi yuqori viskoziteli suyuqliklar uchun kuchliroqdir. Zarrachalarni suyuq muhitda deaglomeratsiya qilish va tarqatish uchun tortishish kuchlarini engish kerak. Nima uchun ultratovushli gomogenizatorlar submikron va nano o'lchamdagi zarrachalarni laboratoriya va sanoatda tarqatish uchun eng yaxshi dispers uskunasi ekanligini quyida o'qing.
Ultrasonicator UP400St partiyalarda nanozarrachalar dispersiyasini tayyorlash uchun.
Qattiq moddalarning suyuqliklarga ultratovushli tarqalishi
Ultrasonik gomogenizatorlarning ishlash printsipi akustik kavitatsiya fenomeniga asoslanadi. Akustik kavitatsiya kuchli jismoniy kuchlarni, shu jumladan juda kuchli kesish kuchlarini yaratishi ma'lum. Mexanik kuchlanish qo'llanilishi zarrachalar aglomeratlarini parchalaydi. Bundan tashqari, suyuqlik zarralar orasiga bosiladi.
Kukunlarni suyuqliklarga tarqatish uchun yuqori bosimli gomogenizatorlar, qo'zg'atuvchi boncuk tegirmonlari, zarba tegirmonlari va rotor-stator-mikser kabi turli texnologiyalar mavjud. Biroq, ultratovushli disperserlar muhim afzalliklarga ega. Ultrasonik dispersiya qanday ishlashi va ultratovush dispersiyasining afzalliklari nimada ekanligini quyida o'qing.
Ultrasonik kavitatsiya va dispersiyaning ishlash printsipi
Sonikatsiya paytida yuqori chastotali tovush to'lqinlari suyuq muhitda siqilish va kamdan-kam uchraydigan o'zgaruvchan maydonlarni hosil qiladi. Ovoz to'lqinlari muhitdan o'tayotganda, ular tezda kengayib, keyin shiddat bilan qulab tushadigan pufakchalarni hosil qiladi. Bu jarayon akustik kavitatsiya deb ataladi. Pufakchalarning qulashi katta zarrachalarni va aglomeratlarni kichikroq zarrachalarga parchalashi mumkin bo'lgan yuqori bosimli zarba to'lqinlarini, mikrojetlarni va kesish kuchlarini hosil qiladi. Ultrasonik dispersiya jarayonlarida dispersiyadagi zarrachalarning o'zlari frezalash vositasi sifatida ishlaydi. Ultrasonik kavitatsiyaning kesish kuchlari bilan tezlashtirilgan zarralar bir-biri bilan to'qnashadi va mayda bo'laklarga parchalanadi. Ultrasonik ishlov berilgan dispersiyaga hech qanday boncuklar yoki marvaridlar qo'shilmaganligi sababli, frezalash vositalarini ko'p vaqt talab qiladigan va ko'p mehnat talab qiladigan ajratish va tozalash, shuningdek, ifloslanish butunlay oldini oladi.
Bu sonikatsiyani boshqa usullar bilan parchalanishi qiyin bo'lgan zarralarni tarqatish va deaglomeratsiya qilishda juda samarali qiladi. Bu zarrachalarning bir xil taqsimlanishiga olib keladi, bu esa mahsulot sifati va ish faoliyatini yaxshilashga olib keladi.
Bundan tashqari, sonikatsiya nanosferalar, nanokristallar, nanosharlar, nanotolalar, nanosimlar, yadro-qobiq zarralari va boshqa murakkab tuzilmalar kabi nanomateriallarni osongina boshqarishi, tarqatishi va sintez qilishi mumkin.
Bundan tashqari, sonikatsiya nisbatan qisqa vaqt ichida amalga oshirilishi mumkin, bu boshqa dispersiya usullariga nisbatan katta afzallik hisoblanadi.
Ultrasonik disperserlarning alternativ aralashtirish texnologiyalariga nisbatan afzalliklari
Ultrasonik disperserlar yuqori bosimli homogenizatorlar, boncuk frezeleme yoki rotor-stator aralashtirish kabi muqobil aralashtirish texnologiyalariga nisbatan bir qator afzalliklarni taklif qiladi. Eng mashhur afzalliklardan ba'zilari:
- Yaxshilangan zarrachalar hajmini kamaytirish: Ultrasonik disperserlar zarrachalar hajmini nanometr diapazoniga samarali ravishda kamaytirishi mumkin, bu ko'plab boshqa aralashtirish texnologiyalari bilan mumkin emas. Bu ularni mayda zarracha kattaligi muhim bo'lgan ilovalar uchun ideal qiladi.
- Tezroq aralashtirish: Ultrasonik disperserlar materiallarni boshqa ko'plab texnologiyalarga qaraganda tezroq aralashtirishi va tarqatishi mumkin, bu vaqtni tejaydi va mahsuldorlikni oshiradi.
- Kontaminatsiya yo'q: Ultrasonik disperserlar dispersiyani ishqalanish bilan ifloslantiradigan boncuklar yoki marvaridlar kabi frezalash vositalaridan foydalanishni talab qilmaydi.
- Yaxshiroq mahsulot sifati: Ultrasonik disperserlar yanada bir xil aralashmalar va suspenziyalarni ishlab chiqarishi mumkin, natijada mahsulot sifati va mustahkamligi yaxshilanadi. Ayniqsa, oqim rejimida dispersiyali atala ultratovushli kavitatsiya zonasidan yuqori darajada nazorat ostida o'tib, juda bir xil ishlov berishni ta'minlaydi.
- Kam energiya iste'moli: Ultrasonik disperserlar odatda boshqa texnologiyalarga qaraganda kamroq energiya talab qiladi, bu esa operatsion xarajatlarni kamaytiradi.
- Ko'p qirralilik: Ultrasonik disperserlar gomogenizatsiya, emulsifikatsiya, dispersiya va deaglomeratsiyani o'z ichiga olgan keng ko'lamli ilovalar uchun ishlatilishi mumkin. Ular, shuningdek, turli xil materiallar, jumladan, abraziv materiallar, tolalar, korroziy suyuqliklar va hatto gazlar bilan ishlashlari mumkin.
Ushbu jarayonning afzalliklari, shuningdek ishonchliligi va oddiy ishlashi tufayli ultratovushli disperserlar muqobil aralashtirish texnologiyalaridan ustun kelib, ularni ko'plab sanoat ilovalari uchun mashhur tanlovga aylantiradi.
UIP1000hdT (1000 vatt) ultratovush apparati laklardagi nanofillerlarni tarqatish
Fumed kremniyning suvda ultratovush dispersiyasi: ultratovushdan oldin aglomeratsiyalangan kremniy zarralari hajmi 200 mikrondan (D50) oshadi. Tuzlangan kremniyning ultratovush dispersiyasidan so'ng zarrachalarning ko'pchiligi 200 nanometrdan kamroqqa qisqardi.
Har qanday miqyosda ultratovushli dispersiya va deaglomeratsiya
Hielscher ommaviy yoki inline ishlov berish uchun har qanday hajmni tarqatish va deagglomeratsiya qilish uchun ultratovushli qurilmalarni taklif qiladi. Ultrasonik laboratoriya asboblari 1,5 ml dan taxminan hajmlar uchun ishlatiladi. 2 l. Sanoat ultratovush qurilmalari jarayonni ishlab chiqish va ishlab chiqarishda 0,5 dan taxminan 2000L gacha yoki oqim tezligi soatiga 0,1L dan 20m³ gacha bo'lgan partiyalar uchun ishlatiladi.
Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovushli protsessorlari juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin, shu bilan zarrachalarni nano-miqyosga ishonchli tarzda tarqatish va maydalash. 200 mikrongacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud.
Sanoat ichidagi dispersiya uchun MultiSonoReactor sanoat quvvat ultratovush tizimi: Yuqori samarali ultrasonikatorlar nanodispersiyalarni ishlab chiqarish uchun ishonchli va yuqori samarali inline aralashtirish tizimlaridir.
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5 dan 1,5 ml gacha | na | VialTweeter | 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 dan 150 litrgacha | 3 dan 15 l / min | UIP6000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000 |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!
UIP1000hdT (1000 vatt) ultratovush apparati laklardagi nanofillerlarni tarqatish
Ultrasonik dispersiyaning afzalliklari: masshtabni kengaytirish oson
Boshqa tarqatish texnologiyalaridan farqli o'laroq, ultratovushni laboratoriyadan ishlab chiqarish hajmiga qadar osonlik bilan kengaytirish mumkin. Laboratoriya sinovlari zarur jihoz hajmini to'g'ri tanlash imkonini beradi. Yakuniy miqyosda foydalanilganda, jarayon natijalari laboratoriya natijalari bilan bir xil bo'ladi.
Ultrasonikatorlar: mustahkam va tozalash oson
Ultrasonik quvvat suyuqlikka sonotrod orqali uzatiladi. Bu odatda aylanadigan simmetrik qism bo'lib, u qattiq samolyot sifati titanidan ishlangan. Bu, shuningdek, yagona harakatlanuvchi / tebranish namlangan qismdir. Bu eskirish mumkin bo'lgan yagona qism va uni bir necha daqiqada osongina almashtirish mumkin. Tebranish-ajratish gardishlari sonotrodni har qanday yo'nalishda ochiq yoki yopiq bosimli konteynerlarga yoki oqim hujayralariga o'rnatishga imkon beradi. Rulmanlar kerak emas. Boshqa barcha namlangan qismlar odatda zanglamaydigan po'latdan yasalgan. Oqim xujayrasi reaktorlari oddiy geometriyaga ega va ularni osongina qismlarga ajratish va tozalash mumkin, masalan, yuvish va o'chirish orqali. Kichik teshiklar yoki yashirin burchaklar yo'q.
Ultrasonik tozalagich joyida
Ultratovush tozalash dasturlari, masalan, sirt, qismni tozalash uchun yaxshi ma'lum. Ilovalarni tarqatish uchun ishlatiladigan ultratovush intensivligi odatdagi ultratovushli tozalashga qaraganda ancha yuqori. Ultrasonik qurilmaning namlangan qismlarini tozalash haqida gap ketganda, ultratovush quvvati yuvish va yuvish paytida tozalashga yordam berish uchun ishlatilishi mumkin, chunki ultratovush / akustik kavitatsiya sonotrode va oqim hujayra devorlaridan zarralar va suyuqlik qoldiqlarini olib tashlaydi.
Adabiyot / Adabiyotlar
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.
- László Vanyorek, Dávid Kiss, Ádám Prekob, Béla Fiser, Attila Potyka, Géza Németh, László Kuzsela, Dirk Drees, Attila Trohák, Béla Viskolcz (2019): Application of nitrogen doped bamboo-like carbon nanotube for development of electrically conductive lubricants. Journal of Materials Research and Technology, Volume 8, Issue 3, 2019. 3244-3250.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
Ultrasonik gomogenizator UIP6000hdT katta o'tkazuvchanlikni sanoatda qayta ishlash uchun.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.