Ultratovushli disperserning oqim liniyasidagi oʻlchovlarga taʼsiri

Birlamchi zarrachalarning xususiyatlarini aniqlash va ularni oʻlchash uchun zarrachalar yaxshi disperslangan boʻlishi kerak, chunki aglomeratlar oʻlchov natijalarini buzadi. Ultratovush aglomeratlarni parchalash va birlamchi zarrachalarni alohida zarrachalar sifatida aniqlash mumkin boʻlishi uchun ular bir-biridan yetarli masofada saqlanadigan sharoitlarni yaratishning ishonchli vositasidir. Sequip kompaniyasining quyidagi tadqiqoti zarrachalarning xususiyatlarini ishonchli aniqlash uchun Hielscher ultratovush qurilmalarini Sequip kompaniyasining oqim liniyasidagi oʻlchov tizimlari bilan muvaffaqiyatli birlashtirishni namoyish etadi.

Zarrachalar orasidagi bogʻlanish kuchlari, masalan, van der Waals kuchlari tufayli zarrachalar aglomeratsiya va agregatsiyaga moyil boʻladi. Bunda bir nechta (birlamchi) zarracha birlashib, murakkabroq zarrachani (ikkilamchi zarrachalar deb ataladigan zarrachalarni) hosil qiladi. Aglomeratsiya va agregatsiya jarayonlari quyidagilar tufayli oʻlchovga sezilarli taʼsir koʻrsatadi:

• zarrachalar oʻlchamlarining taqsimlanishidagi oʻzgarishlar (chunki aglomeratlar bitta zarracha sifatida oʻlchanadi)
• oqish xususiyatlaridagi oʻzgarishlar
• materialning normal holatidagi oʻzgarishlar

Natijada jarayonga koʻplab oʻzgaruvchilar taʼsir qiladi, bu esa ishonchli baholashga xalaqit beradi.

Zarrachalarni oʻlchash

Sequip kompaniyasining PAT sensorlari zarrachalarni bevosita oʻlchash uchun ishlab chiqilgan boʻlib, zarrachalar oʻlchamlarining taqsimlanishidagi oʻzgarishlarni izchil qayd etish va ishonchli baholash imkonini beradi. In-situ PAT oʻlchov uskunasi yangi formulatsiyalarni ishlab chiqishda umumiy morfologiya haqida qoʻshimcha maʼlumot olish, shuningdek, ishlov berish davomida mahsulot sifatini nazorat qilish imkonini beradi.
Oʻlchov laboratoriyada in-situ yoki jarayon davomida oqim liniyasida real vaqtda amalga oshirilishi mumkin; bunda mahsulot xususiyatlari va dinamik oʻlcham diapazoniga bogʻliq holda aniq oʻlchov natijalari olinadi.

Muammo:

Aglomeratlar zarrachalarning xususiyatlarini aniqlash natijalarini buzadi. Ishonchli oʻlchovlar uchun aglomeratsiya jarayonining oldini olish kerak. Eng oddiy usul dispersant/ disperslovchi qoʻshimcha qoʻshish boʻlar edi. Biroq dispersantdan foydalanish mahsulotning dastlabki formulatsiyasini oʻzgartiradi va natijada oʻlchov natijalari haqiqiy oʻlcham taqsimotini aks ettirmaydi. Shu sababli ishlab chiqarish davomida jarayonni nazorat qilish uchun disperslovchi qoʻshimchalardan foydalanish mos kelmaydigan usuldir.

Quyidagi diagrammada zarrachalar oʻlchamlarining taqsimlanishi koʻpi bilan 500–630μm boʻlgan polivinilxlorid PVC800 tasvirlangan. Biroq aglomeratsiya tufayli oʻlchov natijalarida 1400μm choʻqqilar kuzatiladi.

1-rasmda PVC 800 oʻlchovi koʻrsatilgan: PVC 800 odatda taxminan 500–630μm da choʻqqilarga ega boʻlgan zarracha oʻlchamlari taqsimotini namoyon qiladi. Biroq bu yerda aglomeratsiya tufayli 1400μm gacha boʻlgan choʻqqilar oʻlchanadi.

Yechim:

Jarayonga bogʻliq boʻlmagan muqobil yechim ultratovushli disperserni oʻrnatishdir.
Ultratovushli disperslashning ijobiy taʼsirini namoyish etish uchun PVC800 suspenziyasidagi aglomeratlar ultratovush bilan ishlov berish orqali parchalandi. PVC800 formulatsiyasi solingan shisha stakanga UP200S ultratovushli disperseri yordamida ultratovush bilan ishlov berildi, ayni paytda zarrachalarning xususiyatlari Sequip kompaniyasining PAT sensori yordamida in-situ aniqlandi.
Ultratovushli gomogenizator ultratovush toʻlqinlarini muhitga uzatib, mexanik tebranishlar va kuchli siljish kuchlarini hosil qiladi. Yuqori quvvatli, past chastotali ultratovush aglomeratlarni samarali disperslaydi. Natijada sensorning fokusiga faqat alohida zarrachalar tushadi, bu esa zarrachalar oʻlchamlarining haqiqiy taqsimlanishini oʻlchash imkonini beradi – quyidagi diagrammada bu yaqqol koʻrsatilgan:

Rasm: 2 Diagrammada PVC 800 zarrachalarini ultratovush yordamida oʻlchashda (yashil) zarracha oʻlchamlari taqsimoti ultratovushsiz olingan oʻlchov natijalariga (qizil) qaraganda kichikroq va bir tekisroq boʻlishi aniq koʻrsatilgan.

Xulosa

Ultratovush bilan ishlov berishning deagglomeratsiya va zarrachalarni parchalash uchun mos va ishonchli vosita ekanligi koʻrsatilgan. Ultratovushli disperslashni ishlab chiqarishning istalgan bosqichida moslashuvchan tarzda joriy etish mumkin va u Sequip kompaniyasining PAT sensor tizimi yordamida zarracha oʻlchamlarini ishonchli oʻlchash va baholashni taʼminlaydi.