Công thức kết dính hiệu suất cao – Cải thiện bằng cách phân tán siêu âm

Chất kết dính hiệu suất cao được cấu tạo từ các hệ thống epoxy, silicone, polyurethane, polysulfide hoặc acrylic có chứa các chất độn và phụ gia (nano) khác nhau, mang lại hiệu suất đặc biệt cho chất kết dính như độ bền liên kết, trọng lượng nhẹ, độ bền, chịu nhiệt và tính bền vững. Trộn hiệu quả và đáng tin cậy là cần thiết để xây dựng chất kết dính hiệu suất cao. Siêu âm phân tán và nhũ tương hóa được sử dụng kết hợp các thành phần khác nhau đồng nhất thành hỗn hợp kết dính đồng nhất. Sonication nội tuyến pha trộn ngay cả các vật liệu có độ nhớt cao và tải trọng chất độn nano cao một cách đáng tin cậy và hiệu quả, tạo ra chất kết dính vượt trội.

Lực cắt cao siêu âm để phân tán chất kết dính hiệu suất cao

Chất kết dính hiệu suất cao cung cấp độ bền liên kết phi thường, độ bền và trọng lượng nhẹ. Tùy thuộc vào ứng dụng cuối cùng, polyme, copolyme và nhiều chất phụ gia được xây dựng theo các công thức phức tạp.

Các hệ thống epoxy, silicone, polyurethane và acrylic cho chất kết dính và keo dán được sản xuất bởi các nhà chế tạo, làm thay đổi cơ sở kết dính bằng cách thêm chất xử lý, chất độn khoáng (hoạt thạch, silica, alumina, v.v.), chất uốn, chất giảm độ nhớt, chất màu, chất làm đặc, máy gia tốc, chất kích thích bám dính, v.v. Những sửa đổi này phục vụ một số mục đích như để cải thiện hiệu suất và / hoặc xử lý thuận tiện hoặc để giảm chi phí. Máy phân tán cắt cao siêu âm là lý tưởng để xây dựng các hệ thống epoxy khác nhau nội tuyến và cho phép sản xuất linh hoạt các chất kết dính phù hợp với yêu cầu của các ứng dụng cụ thể.

Máy trộn cắt cao siêu âm cho các ứng dụng phân tán và nhũ tương đòi hỏi

Bộ vi xử lý siêu âm hiệu suất cao hoạt động như máy trộn cắt cao. Các lực cắt cực cao được tạo ra bởi cavitation siêu âm / âm thanh và lý tưởng cho các ứng dụng nhũ tương hóa hàng loạt và nội tuyến, phân tán, phay, deagglomeration và đồng nhất. Nồng độ rắn thấp đến cao và độ nhớt có thể dễ dàng xử lý bằng cách sử dụng máy phân tán nội tuyến siêu âm.

Siêu âm cắt cao trộn vật liệu nano trong chất kết dính

Vật liệu nano như ống nano carbon (CNT), hạt nano kim loại, nano-silica, đất sét nano, sợi nano và nhiều hạt có kích thước nano khác được sử dụng để sản xuất polyme gia cố nano (nanocomposite). Các hạt nano nổi tiếng với khả năng thay đổi các tính chất cơ học (ví dụ: độ cứng, độ đàn hồi), tính chất điện (ví dụ: độ dẫn điện), tính chất chức năng (ví dụ: tính thấm, nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh, mô đun) và hiệu suất gãy của chất kết dính polymer nhiệt rắn. Không chỉ cung cấp cho vật liệu nano các đặc tính hiệu suất cao đặc biệt như độ bền liên kết, độ bền, độ thuận lợi, độ đàn hồi hoặc khả năng chịu nhiệt; Việc bổ sung các hạt có cấu trúc nano cũng có thể cải thiện tính chất rào cản của polyme.
Các lực cắt cao của cavitation âm thanh siêu âm được tạo ra nổi tiếng với khả năng deagglomerate và phân tán các hạt nano và thậm chí phá vỡ các hạt sơ cấp (tức là, siêu âm phay). Khi các lực siêu âm này được áp dụng cho các hệ thống polymer có chứa các hạt nano và các chất độn khác, một công thức rất đồng đều thu được. Phân tán siêu âm là một phương pháp tiết kiệm năng lượng cho thấy tiêu thụ năng lượng ít hơn khi so sánh với các phương pháp trộn cắt thông thường như máy trộn lưỡi cắt cao, máy trộn cánh quạt hoặc máy nghiền.

Kaboori et al. (2013) đã chứng minh rằng ultrasonication là một phương pháp hiệu quả để phân tán các cấu trúc lớp của montmorillonite (MMT) và phát triển chất kết dính PVA gia cố MMT. Ultrasonication đã được hiển thị là đáng tin cậy và hiệu quả trong việc phân tán đất sét nano trong PVA ở tải thấp (1% và 2%) và cao (4%).
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng "kỹ thuật siêu âm rất hiệu quả trong việc phân tán đất sét nano đặc biệt là ở tải trọng cao, trái ngược với máy trộn tốc độ cắt cao. Trộn tốc độ cao có thể phân tán đất sét nano trong PVA chỉ ở tải thấp và tăng cường độ liên kết của PVA trong các điều kiện khác nhau. Trộn tốc độ cao có một số nhược điểm: có thể làm hỏng nhũ tương PVA (do lực cắt mạnh được sử dụng trong quá trình trộn), chi phí cao và tiêu thụ năng lượng cao. Ngược lại, kỹ thuật ultrasonication có tác động tiêu cực tối thiểu đến nhũ tương PVA. Hơn nữa, kỹ thuật ultrasonication là kinh tế như trộn siêu âm có thể diễn ra trước khi sản xuất PVA và các giải pháp có chứa nanoclay có thể được thêm vào PVA trong quá trình sản xuất. Bằng cách xem xét các kết quả thu được từ bài báo này và công việc trước đây của chúng tôi và bằng cách xem xét những lợi thế của kỹ thuật siêu âm so với trộn tốc độ cao, thêm đất sét nano vào PVA ở quy mô công nghiệp có vẻ khả thi và có thể được khuyến nghị cho các nhà sản xuất keo dán gỗ. " (Kaboori và cộng sự, 2013)

Hiệu ứng khử khí siêu âm trong sản xuất chất kết dính

Một lợi thế bổ sung của sonication, giúp cải thiện kết quả xây dựng đáng kể, là hiệu quả khử khí của điều trị siêu âm. Máy khuấy cơ học tốc độ cao (ví dụ: máy trộn lưỡi cắt cao) tạo ra một số lượng lớn bọt khí trong hỗn hợp, trong một số trường hợp thậm chí có thể nhận thấy do màu sáng của hỗn hợp. Siêu âm cắt cao trộn có lợi thế rất lớn là kỹ thuật sonication không kết hợp khí vào công thức kết dính, thay vào đó sóng siêu âm buộc bong bóng khí đã có mặt để kết hợp lại và nổi lên bề mặt chất lỏng, từ đó khí có thể dễ dàng được loại bỏ. Qua đó, ultrasonication thúc đẩy quá trình khử khí và khử khí của chất lỏng và công thức kết dính. (cp. Shadlou và cộng sự, 2014)

Bộ phân tán siêu âm hiệu suất cao cho các công thức kết dính công nghiệp

Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối máy phân tán siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng nặng như sản xuất chất kết dính hiệu suất cao, nhựa chứa đầy và nanocomposite. Ultrasonicators Hielscher được sử dụng trên toàn thế giới để phân tán vật liệu nano thành polyme, nhựa, lớp phủ, và các vật liệu hiệu suất cao khác.
Máy phân tán siêu âm Hielscher có thể được cho ăn thông qua các luồng cấp liệu khác nhau, thêm các vật liệu khác nhau trong điều kiện dòng chảy được kiểm soát vào vùng trộn xâm thực. Máy phân tán siêu âm đáng tin cậy và hiệu quả trong việc xử lý độ nhớt thấp đến cao. Tùy thuộc vào nguyên liệu thô và mục tiêu giảm kích thước, cường độ siêu âm có thể được điều chỉnh chính xác.
Để xử lý bột nhão polymer nhớt, vật liệu nano và nồng độ rắn cao, bộ phân tán siêu âm phải có khả năng tạo ra biên độ cao liên tục. Hielscher Siêu âm’ Bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao trong hoạt động liên tục dưới tải đầy đủ. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy trong hoạt động 24/7. Tùy chọn vận hành bộ phân tán siêu âm ở biên độ cao và điều chỉnh biên độ chính xác là cần thiết để điều chỉnh các điều kiện quá trình siêu âm để xây dựng chất kết dính hiệu suất cao, hỗn hợp polymer gia cố nano và vật liệu nanocomposite.
Bên cạnh biên độ siêu âm, áp suất là một thông số quá trình rất quan trọng khác. Dưới áp suất cao, cường độ xâm thực siêu âm và lực cắt của nó được tăng cường. Lò phản ứng siêu âm của Hielscher có thể được điều áp do đó thu được kết quả sonication tăng cường.
Giám sát quá trình và ghi dữ liệu rất quan trọng để tiêu chuẩn hóa quy trình liên tục và chất lượng sản phẩm. Cảm biến áp suất và nhiệt độ có thể cắm dây vào máy phát siêu âm để theo dõi và kiểm soát quá trình phân tán siêu âm. Tất cả các thông số xử lý quan trọng như năng lượng siêu âm (net + tổng), nhiệt độ, áp suất và thời gian được tự động giao thức và lưu trữ vào thẻ SD tích hợp. Bằng cách truy cập dữ liệu quá trình được ghi lại tự động, bạn có thể sửa đổi các lần chạy sonication trước đó và đánh giá kết quả quá trình.
Một tính năng thân thiện với người dùng khác là điều khiển từ xa trình duyệt của các hệ thống siêu âm kỹ thuật số của chúng tôi. Thông qua điều khiển trình duyệt từ xa, bạn có thể bắt đầu, dừng, điều chỉnh và giám sát bộ xử lý siêu âm của bạn từ xa từ bất cứ đâu.
Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để tìm hiểu thêm về bộ phân tán siêu âm hiệu suất cao của chúng tôi và các ứng dụng của chúng trong sản xuất chất kết dính và lớp phủ hiệu suất cao!
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

---