تولید چسب ویژه با التراسونیک هموژنایزر
تولید چسب ویژه از سیستم‌های اپوکسی، سیلیکونی، پلی‌یورتانی، پلی‌سولفیدی یا اکریلیک تشکیل شده‌اند که شامل پرکننده‌ها( بعضا نانوفیلر) و افزودنی‌های مختلف است که به چسب ویژگی‌های خاصی مثل قدرت چسبندگی، وزن سبک، دوام، مقاومت در برابر حرارت و پایداری می‌دهد. برای فرمولاسیون چسب‌های با عملکرد بالا، نیاز به هم‌زدن کارآمد و مطمئن است. دیسپرس و امولسیون‌سازی التراسونیک برای ترکیب یکنواخت اجزای مختلف به کار می‌رود تا مخلوط‌های چسب همگن ایجاد شود. سونیکیشن درون خط حتی مواد با ویسکوزیته بالا و درصد جامد بالا از نانو-فیلر‌ها را به‌طور قابل‌اعتماد و مؤثر ترکیب کرده و چسب‌های فوق‌العاده‌ای تولید می‌کند.
تولید چسب های ویژه- دیسپرس با هموژنایزر های‌شیر التراسونیک
چسب های ویژه قدرت چسبندگی فوق‌العاده، دوام و وزن سبک را ارائه می‌دهند. بسته به کاربرد نهایی، پلیمرها، کوپلیمرها و چندین افزودنی مطابق با دستورالعمل‌های پیچیده فرمول‌بندی می‌شوند.
سیستم‌های اپوکسی، سیلیکون، پلی‌یورتان و اکریلیک برای چسب‌ها توسط فرمول‌سازها تولید می‌شوند که پایه چسب را با اضافه کردن مواد چسبنده، پرکننده‌های معدنی (مانند تالک، سیلیکا، آلومینا و غیره)، انعطاف‌پذیرکننده‌ها، کاهنده‌های ویسکوزیته، رنگ‌ها، غلیظ‌کننده‌ها، شتاب‌دهنده‌ها، مروج‌های چسبندگی و غیره تغییر می‌دهند. این اصلاحات اهداف مختلفی دارند، از جمله بهبود عملکرد و یا سهولت پردازش یا کاهش هزینه‌ها. هموژنایزر های شیر التراسونیک برای فرموله کردن سیستم‌های مختلف اپوکسی در خط تولید ایده‌آل هستند و تولید انعطاف‌پذیر چسب‌هایی را که متناسب با نیازهای کاربردهای خاص باشند، امکان‌پذیر می‌سازند.
هموژنایزر های‌شیر التراسونیک برای کاربردهای دیسپرس و امولسیون سازی
هموژنایزر های‌شیر التراسونیک برای کاربردهای پخش و امولسیون سازی های دشوار میکسرهای فوق‌العاده کارایی مثل میکسرهای های‌شیر عمل می‌کنند. نیروهای برش فوق‌العاده زیاد توسط کاویتاسیون التراسونیک ایجاد می‌شوند و برای امولسیون‌سازی، پخش، آسیاب، کلوخه زدایی(اگلومره زدایی) و همگن‌سازی هم به صورت دسته‌ای و هم بصورت در خط ایده‌آل هستند. غلظت‌های کم تا زیاد جامدات و ویسکوزیته‌ها به راحتی با استفاده از پخش‌کننده‌های در خط التراسونیک قابل پردازش هستند. از همگن‌سازی التراسونیک نانو مواد در چسب‌ها برای دیسپرس نانو موادی مانند نانو لوله‌های کربنی (CNTs)، نانوذرات فلزی، نانو سیلیکا، نانوکلی، نانو الیاف و بسیاری از ذرات نانو سایز دیگر برای تولید پلیمرهای تقویت‌شده نانو (نانومواد) استفاده می‌شوند. نانوذرات به خاطر توانایی‌شان در تغییر ویژگی‌های مکانیکی (مثلاً، سفتی، الاستیسیته)، ویژگی‌های الکتریکی (مثلاً، هدایت) و ویژگی‌های عملکردی (مثلاً، نفوذپذیری، دمای تبدیل شیشه‌ای، مدول) و عملکرد شکست چسب‌های پلیمر ترموست شناخته شده‌اند. نانو مواد تنها ویژگی‌های خاصی مثل قدرت چسبندگی، دوام، هدایت الکتریکی، الاستیسیته یا مقاومت در برابر حرارت را به چسب‌ها نمی‌بخشند؛ بلکه افزودن ذرات نانو ساختار می‌تواند ویژگی‌های نفوذناپذیری پلیمرها را نیز بهبود بخشد.
نیروهای برشی بالا ناشی از کاویتاسیون التراسونیک به خوبی به خاطر توانایی‌شان در جدا کردن و پخش نانوذرات و حتی شکستن ذرات اولیه (یعنی آسیاب کردن اولتراسونیک) شناخته شده‌اند. وقتی این نیروهای التراسونیک به سیستم‌های پلیمری که نانوذرات و دیگر پرکننده‌ها اعمال می‌شوند، فرمولاسیون بسیار یکنواختی به دست می‌آید. دیسپرس التراسونیک یک روش با بهره‌وری انرژی است که در مقایسه با روش‌های مخلوط‌کردن برشی متعارف مانند میکسرهای تیغه‌ای با برش بالا، میکسرهای پروانه‌ای یا آسیاب‌ها، مصرف انرژی کمتری دارد.
مزایای تولید چسب ویژه با التراسونیک هموژنایزر
- دیسپرس مطمئن و قابل اطمینان
- کارایی اخلاط بسیار بالا
- اختلاط سریع
- تولید بالا
- تقویت شده با نانومواد
- گاززدایی شده
- افزایش قدرت چسبندگی
- قابل انطباق با ویسکوزیته های بالا
- درخط و بچ
- تست فرمولاسیون بدون ریسک
- مقیاس پذیری خطی
- مصرف کم انرژی
کابوری و همکاران (۲۰۱۳) نشان دادند که التراسونیک یک روش مؤثر برای پخش ساختارهای لایه‌ای مونت موریلونیت (MMT) و توسعه چسب‌های PVA تقویت‌شده با MMT است. التراسونیک به عنوان روشی قابل اعتماد و کارآمد در پخش نانوکلی در PVA در درصد جامد کم (۱٪ و ۲٪) و بالا (۴٪) نشان داده شد. تیم تحقیقاتی دریافت که "تکنیک التراسونیک در پخش نانوکلی به‌ویژه در درصد جامد بالا بسیار کارآمد است، برخلاف مخلوط‌کن‌های با سرعت برش بالا. مخلوط‌کردن با سرعت بالا می‌تواند نانوکلی را فقط در بارهای کم در PVA پخش کند و قدرت چسبندگی PVA را در شرایط مختلف افزایش دهد. مخلوط‌کردن با سرعت بالا دارای برخی معایب است: احتمال آسیب به امولسیون PVA (به دلیل نیروی برش قوی استفاده‌شده در حین مخلوط‌کردن)، هزینه بالا، و مصرف انرژی بالا. در مقابل، تکنیک التراسونیک تأثیر منفی حداقل بر روی امولسیون PVA دارد. علاوه بر این، تکنیک التراسونیک اقتصادی است زیرا مخلوط‌کردن التراسونیک می‌تواند قبل از تولید PVA انجام شود و محلول حاوی نانوکلی می‌تواند در حین فرآیند تولید به PVA اضافه شود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از این مقاله و کارهای قبلی‌مان و با در نظر گرفتن مزایای تکنیک التراسونیک نسبت به مخلوط‌کردن با سرعت بالا، به نظر می‌رسد افزودن نانوکلی به PVA در مقیاس صنعتی امکان‌پذیر است و می‌توان آن را به تولیدکنندگان چسب چوب توصیه کرد.” (کابوری و همکاران، ۲۰۱۳)
گاززدایی التراسونیک در تولید چسب
یکی از دیگر مزایای التراسونیک که به طور قابل توجهی نتایج فرموله‌شده را بهبود می‌بخشد، اثر گاززدایی ناشی از فرآوری التراسونیک است. هم‌زدن مکانیکی با سرعت بالا (مثل میکسرهای تیغه‌ای با برش بالا) در مخلوط تعداد زیادی حباب گاز تولید می‌کند، که در برخی موارد حتی می‌توان رنگ روشن‌تر مخلوط را مشاهده کرد. اختلاط التراسونیک با برش بالا این مزیت بزرگ را دارد که تکنیک سونیکیشن گازها را در فرمولاسیون چسب اضفه نمی کند؛ بلکه امواج التراسونیک حباب‌های گاز موجود را مجبور به متلاشی شدن و حرکت به سمت سطح مایع می‌کنند، جایی که گاز به راحتی قابل حذف است. بدین ترتیب، سونیکیشن گاززدایی و هواگیری مایعات و فرمولاسیون‌های چسب را تسهیل می‌کند. (cp. شادلو و همکاران، ۲۰۱۴)
بیشتر بدانید
تولید چسب ویژه برای کاربردهای مختلف صنایع انجام می پذیرد. یکی از مزایای مهم چسب‌های ویژه، قدرت چسبندگی فوق‌العاده و وزن سبک آن‌هاست. این چسب‌ها به‌طور گسترده‌ای در ساخت و ساز، صنایع خودرو و هوافضا، تولید تجهیزات پزشکی، کفش و بسیاری دیگر از کالاها استفاده می‌شوند. پلیمرها مواد پایه‌ای هستند که در به کار می‌روند. پلیمرهای معمولی شامل پلی‌استرها، کوپلی‌استر، الاستومرهای کوپلی‌امید، پلی‌ال‌ها و پلی‌اورتان (PU) هستند. برای هر صنعت و کاربرد، تولید چسب ویژه با خواص متناسب در دسترس هستند. به عنوان مثال، سیستم‌های چسب‌کاری لمینتی مبتنی بر آب معمولاً برای بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شوند، در حالی که چسب‌های با عملکرد بالا مبتنی بر پلی‌اورتان ترموپلاستیک به‌طور گسترده‌ای در صنعت کفش استفاده می‌شوند. بر اساس فناوری فرمولاسیون، تولید چسب ویژه را می‌توان به چهار بخش اصلی شامل چسب‌های مبتنی بر حلال، مبتنی بر آب، هات ملت و پخت پذیر با UV تقسیم کرد. دیسپرس و امولسیون‌سازی التراسونیک در فرآیند تولید چسب ویژه به کار می‌روند.
