Yuqori samarali yelim formulatsiyalari – ultratovushli disperslash orqali yaxshilangan

Yuqori samarali yelimlar epoksi, silikon, poliuretan, polisulfid yoki akril tizimlardan tashkil topadi. Bu tizimlar tarkibida yelimga birikish mustahkamligi, yengillik, uzoq xizmat qilish, issiqlikka chidamlilik va barqarorlik kabi maxsus xususiyatlarni beradigan turli (nano-)toʻldirgichlar va qoʻshimchalar mavjud. Yuqori samarali yelim formulatsiyalarini tayyorlash uchun samarali va ishonchli aralashtirish talab etiladi. Ultratovushli disperslash va emulsiyalash turli komponentlarni bir tekis birlashtirib, bir jinsli yelim aralashmalarini hosil qilish uchun qoʻllaniladi. Oqimda ultratovush bilan ishlov berish hatto yuqori qovushqoqlikdagi materiallar va katta miqdordagi nanotoʻldirgichlarni ham ishonchli va samarali aralashtirib, yuqori sifatli yelimlar hosil qiladi.

Yuqori samarali yelimlarni disperslash uchun ultratovush hosil qiladigan yuqori siljish kuchlari

Yuqori samarali yelimlar favqulodda birikish mustahkamligi, uzoq xizmat qilish va yengillikni taʼminlaydi. Yakuniy qoʻllanishiga qarab, polimerlar, sopolimerlar va koʻplab qoʻshimchalar puxta ishlab chiqilgan retsepturalar asosida birlashtiriladi.

Yelimlar uchun epoksi, silikon, poliuretan va akril tizimlarni formulatsiya ishlab chiquvchilar tayyorlaydi. Ular yelim asosiga yopishqoqlikni oshiruvchi moddalar, mineral toʻldirgichlar (talk, silika, alyuminiy oksidi va boshqalar), egiluvchanlikni oshiruvchi moddalar, qovushqoqlikni kamaytiruvchi moddalar, rang beruvchilar, quyuqlashtiruvchilar, tezlashtiruvchilar, adgeziyani kuchaytiruvchi moddalar va boshqalarni qoʻshib, uni oʻzgartiradi. Bu oʻzgartirishlar samaradorlikni va/yoki qayta ishlash qulayligini yaxshilash yoki xarajatlarni kamaytirish kabi bir nechta maqsadga xizmat qiladi. Yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi ultratovushli disperslagichlar turli epoksi tizimlarni oqimda tayyorlash uchun juda mos boʻlib, muayyan qoʻllanish talablariga moslashtirilgan yelimlarni moslashuvchan tarzda ishlab chiqarish imkonini beradi.

Murakkab disperslash va emulsiyalash vazifalari uchun yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi ultratovushli aralashtirgichlar

Yuqori samarali ultratovushli ishlov berish qurilmalari yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi aralashtirgich kabi ishlaydi. Nihoyatda yuqori siljish kuchlari ultratovushli / akustik kavitatsiya tufayli hosil boʻladi va davriy hamda oqimdagi emulsiyalash, disperslash, maydalash, deaglomeratsiya va gomogenizatsiya jarayonlari uchun juda mos keladi. Qattiq modda konsentratsiyasi va qovushqoqligi pastdan yuqorigacha boʻlgan materiallarga oqimdagi ultratovushli disperslagichlar yordamida oson ishlov berish mumkin.

Yelimlardagi nanomateriallarni yuqori siljish kuchlari bilan ultratovushli aralashtirish

Uglerod nanonaychalari (CNTs), metall nanozarrachalar, nanosilika, nanogillar, nanotolalar va koʻplab boshqa nanooʻlchamli zarrachalar kabi nanomateriallar nanotuzilmalar bilan mustahkamlangan polimerlar (nanokompozitlar) ishlab chiqarish uchun qoʻllaniladi. Nanozarrachalar termoreaktiv polimer yelimlarning mexanik xususiyatlarini (masalan, bikirlik, elastiklik), elektr xususiyatlarini (masalan, oʻtkazuvchanlik), funksional xususiyatlarini (masalan, oʻtkazuvchanlik, shishalanish harorati, modul) va sinishga oid xususiyatlarini oʻzgartira olishi bilan yaxshi tanilgan. Nanomateriallar birikish mustahkamligi, uzoq xizmat qilish, conduciveness, elastiklik yoki issiqlikka chidamlilik kabi maxsus yuqori samarali xususiyatlarni berish bilan birga, nanotuzilmali zarrachalar qoʻshilishi polimerlarning toʻsiqlik xususiyatlarini ham yaxshilashi mumkin.
Ultratovush yordamida hosil qilinadigan akustik kavitatsiyaning yuqori siljish kuchlari nanozarrachalar aglomeratlarini parchalash va zarrachalarni disperslash, hatto birlamchi zarrachalarni ham parchalash (yaʼni ultratovushli maydalash) qobiliyati bilan yaxshi tanilgan. Ushbu ultratovush kuchlari nanozarrachalar va boshqa toʻldirgichlarni oʻz ichiga olgan polimer tizimlarga qoʻllanganda, juda bir jinsli formulatsiya olinadi. Ultratovushli disperslash energiya tejamkor usul boʻlib, yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi parrakli aralashtirgichlar, impellerli aralashtirgichlar yoki tegirmonlar kabi anʼanaviy siljish kuchlari bilan aralashtirish usullariga nisbatan kamroq energiya sarflaydi.

Videoda ultratovushli gomogenizator (UP400St, Hielscher Ultrasonics) yordamida grafitni 250mL epoksi qatronida (Toolcraft L) ultratovush bilan aralashtirish va dispersiyalash ko‘rsatilgan. Hielscher Ultrasonics laboratoriyada yoki katta hajmli ishlab chiqarish jarayonlarida grafit, grafen, uglerod nanonaychalari, nanosimlar yoki to‘ldirgichlarni dispersiyalash uchun uskunalar ishlab chiqaradi. Odatdagi qo‘llanishlar nanomateriallar va mikromateriallarni funksionallashtirish jarayonida dispersiyalash yoki ularni qatronlar yoxud polimerlar ichida dispersiyalashni o‘z ichiga oladi.

Kaboori et al. (2013) ultratovush bilan ishlov berish montmorillonitning (MMT) qatlamli tuzilmalarini disperslash va MMT bilan mustahkamlangan PVA yelimlarni ishlab chiqishning samarali usuli ekanini koʻrsatdi. Ultratovush bilan ishlov berish PVA tarkibidagi nanogilni past (1% va 2%) hamda yuqori (4%) miqdorlarda disperslashda ishonchli va samarali ekanligi koʻrsatildi.
Tadqiqot guruhi quyidagilarni aniqladi: “Ultratovush usuli yuqori tezlikda siljish kuchlari bilan aralashtiruvchi qurilmadan farqli ravishda, nanogilni, ayniqsa uning miqdori yuqori boʻlganda, disperslashda juda samaralidir. Yuqori tezlikda aralashtirish PVA tarkibidagi nanogilni faqat past miqdorlarda disperslay oldi va turli sharoitlarda PVAning birikish mustahkamligini oshirdi. Yuqori tezlikda aralashtirishning ayrim kamchiliklari bor: PVA emulsiyasiga zarar yetishi mumkinligi (aralashtirish paytida kuchli siljish kuchi qoʻllanilishi tufayli), yuqori xarajat va katta energiya sarfi. Aksincha, ultratovush bilan ishlov berish usulining PVA emulsiyasiga salbiy taʼsiri eng kam darajada. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish usuli iqtisodiy jihatdan tejamkor, chunki ultratovushli aralashtirish PVA ishlab chiqarilishidan oldin amalga oshirilishi mumkin va nanogil saqlovchi eritma ishlab chiqarish jarayonida PVAga qoʻshilishi mumkin. Ushbu maqola va avvalgi ishimizda olingan natijalarni hamda ultratovush bilan ishlov berish usulining yuqori tezlikda aralashtirishga nisbatan afzalliklarini hisobga olganda, PVAga sanoat koʻlamida nanogil qoʻshish amalga oshirish mumkin boʻlgan yechim boʻlib koʻrinadi va yogʻoch uchun yelim ishlab chiqaruvchilarga tavsiya etilishi mumkin.” (Kaboori et al., 2013)

Yelim ishlab chiqarishda ultratovushli gazsizlantirish taʼsiri

Ultratovush bilan ishlov berishning formulatsiya tayyorlash natijalarini sezilarli yaxshilaydigan qoʻshimcha afzalligi uning gazsizlantirish taʼsiridir. Yuqori tezlikda mexanik aralashtirish (masalan, yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi parrakli aralashtirgichlar bilan) aralashmada koʻp miqdorda gaz pufakchalarini hosil qiladi; ayrim hollarda buni hatto aralashma rangining ocharganidan ham sezish mumkin. Yuqori siljish kuchlari bilan ultratovushli aralashtirishning juda katta afzalligi shundaki, ultratovush bilan ishlov berish usuli yelim formulatsiyasiga gazlarni kiritmaydi; aksincha, ultratovush toʻlqinlari allaqachon mavjud gaz pufakchalarini birlashishga va suyuqlik yuzasiga qalqib chiqishga majbur qiladi, u yerdan esa gazni oson chiqarib yuborish mumkin. Shu tariqa, ultratovush bilan ishlov berish suyuqliklar va yelim formulatsiyalarini gazsizlantirish va havosizlantirishga yordam beradi. (qarang: Shadlou et al., 2014)

Sanoat yelim formulatsiyalari uchun yuqori samarali ultratovushli disperslagichlar

Hielscher Ultrasonics yuqori samarali yelimlar, katta miqdorda toʻldirgich saqlovchi smolalar va nanokompozitlar ishlab chiqarish kabi ogʻir ish sharoitlari uchun yuqori samarali ultratovushli disperslagichlarni loyihalaydi, ishlab chiqaradi va yetkazib beradi. Hielscher ultratovush qurilmalari butun dunyoda nanomateriallarni polimerlar, smolalar, qoplamalar va boshqa yuqori samarali materiallarga disperslash uchun qoʻllaniladi.
Hielscher ultratovushli disperslagichlariga turli taʼminot oqimlari orqali materiallar uzatilishi mumkin; bunda turli materiallar nazorat qilinadigan oqim sharoitlarida kavitatsion aralashtirish zonasiga qoʻshiladi. Ultratovushli disperslagichlar qovushqoqligi pastdan yuqorigacha boʻlgan materiallarga ishlov berishda ishonchli va samaralidir. Xomashyo va oʻlchamni kichraytirish maqsadiga qarab, ultratovush intensivligini aniq sozlash mumkin.
Qovushqoq polimer pastalar, nanomateriallar va qattiq modda konsentratsiyasi yuqori boʻlgan aralashmalarga ishlov berish uchun ultratovushli disperslagich uzluksiz ravishda yuqori amplitudalar hosil qila olishi kerak. Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovushli ishlov berish qurilmalari toʻliq yuklama ostida uzluksiz ishlaganda juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida bemalol ishlash mumkin. Ultratovushli disperslagichni yuqori amplitudalarda ishlatish va amplitudani aniq sozlash imkoniyati ultratovushli jarayon sharoitlarini yuqori samarali yelimlar, nanotuzilmalar bilan mustahkamlangan polimer aralashmalar va nanokompozitlar formulatsiyalarini tayyorlashga moslashtirish uchun zarur.
Ultratovush amplitudasidan tashqari, bosim ham jarayonning juda muhim parametridir. Yuqori bosimlarda ultratovushli kavitatsiyaning intensivligi va uning siljish kuchlari kuchayadi. Hielscher ultratovushli reaktorlarida bosimni oshirish mumkin, bu esa ultratovush bilan ishlov berish natijalarini kuchaytiradi.
Jarayonni kuzatish va maʼlumotlarni qayd etish jarayonni uzluksiz standartlashtirish va mahsulot sifati uchun muhimdir. Ultratovushli disperslash jarayonini kuzatish va boshqarish uchun ulanadigan bosim va harorat datchiklari ultratovush generatoriga sim orqali biriktiriladi. Ultratovush energiyasi (sof + jami), harorat, bosim va vaqt kabi barcha muhim ishlov berish parametrlari avtomatik qayd etiladi va ichki SD-kartaga saqlanadi. Avtomatik qayd etilgan jarayon maʼlumotlariga kirib, avvalgi ultratovush bilan ishlov berish sikllarini qayta koʻrib chiqishingiz va jarayon natijalarini baholashingiz mumkin.
Raqamli ultratovush tizimlarimizning yana bir foydalanuvchiga qulay xususiyati – brauzer orqali masofadan boshqarishdir. Brauzer orqali masofadan boshqarish yordamida ultratovushli ishlov berish qurilmangizni istalgan joydan ishga tushirishingiz, toʻxtatishingiz, sozlashingiz va kuzatishingiz mumkin.
Yuqori samarali ultratovushli disperslagichlarimiz va ularning yuqori samarali yelimlar hamda qoplamalar ishlab chiqarishdagi qoʻllanilishi haqida koʻproq bilish uchun hoziroq biz bilan bogʻlaning!
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:

---

Ushbu videoda gaz bilan purkaladigan shkaf ichida oqimda ishlash uchun mo‘ljallangan 2 kilovattli ultratovush tizimini ko‘rsatamiz. Hielscher deyarli barcha sanoat tarmoqlari, jumladan, kimyo, farmatsevtika, kosmetika, neft-kimyo jarayonlari hamda erituvchilar asosidagi ekstraksiya jarayonlari uchun ultratovush uskunalarini yetkazib beradi. Gaz bilan purkaladigan ushbu zanglamaydigan po‘lat shkaf xavfli hududlarda ishlash uchun mo‘ljallangan. Shu maqsadda buyurtmachi yonuvchan gazlar yoki bug‘larning shkaf ichiga kirishiga yo‘l qo‘ymaslik uchun germetik shkafni azot yoki toza havo bilan purkashi mumkin.