Как планетарный центрифужный миксер удаляет пузырьки за считанные минуты

Если вы когда-либо смешивали клей, проводящую пасту или покрытие вручную — или даже с помощью обычного мешалки, — вы знаете эту процедуру: соскабливание, перемешивание, ожидание, повторное соскабливание — и всё равно остаются мельчайшие пузырьки, от которых невозможно избавиться.

Воздушные пузырьки — невидимый враг каждого разработчика составов.
Если их не удалять, они образуют зоны напряжения, ослабляющие линии склеивания, блокируют электрические цепи в проводящих чернилах и оставляют сквозные отверстия, портящие отделку поверхности.
Самое неприятное — их чрезвычайно трудно удалить из вязких материалов.
В суспензии с высокой вязкостью микропузырёк может подниматься к поверхности самостоятельно в течение нескольких дней — поскольку пузырёк сначала должен достичь поверхности жидкости, образовать плёнку, лопнуть и лишь затем выйти наружу.
Чем толще материал, тем медленнее протекает вся эта последовательность.

Что такое вакуумный деаэрационный миксер?

Вакуумный деаэрационный миксер (часто называемый вакуумным дегазационным миксером или машиной для удаления пузырьков) — это миксер, совмещающий центробежное перемешивание с вакуумной камерой.
Материалы помещают в герметичные стаканы, которые вращаются с высокой скоростью внутри откачанной камеры.
Вращательное движение создаёт сильную центробежную силу, а вакуум одновременно извлекает воздух из материала.
Оба эффекта действуют совместно: центробежная сила уплотняет смесь и выталкивает захваченные пузырьки к поверхности, а вакуум удаляет их до того, как они успевают вновь образоваться.

Планетарный центробежный миксер — это специальный тип вакуумного дегазационного миксера, в котором чашки одновременно вращаются вокруг центральной оси (революция) и вращаются вокруг собственной оси (ротация).
Это двойное движение создаёт мощное трёхмерное поле потока, обеспечивающее смешивание и дегазацию за один этап — без лопастей, без лопаток, без мёртвых зон.

Реальная стоимость уловленного воздуха

Пузырьки — это не просто эстетический дефект.
Их присутствие проявляется измеримыми способами:

• Ослабление адгезионных связей.
  Воздушные карманы действуют как концентраторы напряжений.
  При термоциклировании или механической нагрузке связи разрушаются раньше и более резко.
• Потеря электрических характеристик.
  В серебряной пасте и других проводящих суспензиях пузырьки блокируют пути тока, повышают поверхностное сопротивление и ухудшают чёткость печати и адгезию.
• Несогласованный внешний вид.
  Покрытия, гели и герметики с захваченным воздухом получаются мутными или с вмятинами, а вязкость и прозрачность от партии к партии изменяются непредсказуемо.

Ожидание естественного исчезновения пузырьков редко является вариантом в производственных условиях.
Нагрев помогает, однако он может повредить термолабильные компоненты.
Механическое перемешивание лишь усиливает ввод воздуха.
Поэтому всё больше разработчиков переносят этап дегазации на специализированный вакуумный дефоамер-миксер.

Как работает вакуумная дефоамация внутри машины

Рабочий принцип планетарного вакуумного миксера основан на трёх силах:

1. Революция (орбита).
   Держатель стакана вращается вокруг центральной оси машины с высокой скоростью.
   Центробежная сила отбрасывает материал наружу и вниз, уплотняя смесь и выталкивая пузырьки к поверхности.
2. Вращение (вращательное движение).
   Каждая чаша также вращается вокруг собственной оси, создавая сдвиговое напряжение у стенки чаши.
   Это разрушает агломераты, в то время как смесь продолжает двигаться, поэтому ничто не остаётся неподвижным достаточно долго для расслоения.
3. Вакуум.
   Камера откачивается до глубокого вакуума — серия TMV компании SMIDA достигает 0,2 кПа — поэтому пузырьки расширяются и лопаются на поверхности, а не остаются во взвешенном состоянии.

Поскольку чаши герметичны, процесс также предотвращает поглощение влаги и испарение растворителя, что особенно важно для систем, чувствительных к влаге.

Фотографии «до» и «после», приведённые выше, демонстрируют обработку высоковязкого клея на вакуумном миксере SMIDA: мутная паста с пузырьками слева превращается в прозрачный однородный материал справа всего за несколько минут под вакуумом.

Подходит ли ваш материал для центробежной дегазации?

Три быстрых проверки покажут, нужен ли вам вакуумный планетарный миксер:

• Вязкость.
  Центробежная дегазация обрабатывает всё — от низковязких чернил до паст с вязкостью до примерно 2 000 000 сП, то есть диапазон, в котором оседание частиц и захват пузырьков наиболее выражены.
• Чувствительность к сдвигу.
  Поскольку перемешивание происходит без лопастей, хрупкие наполнители и полимеры с длинными цепями не измельчаются и не повреждаются.
• Требования к закрытой системе.
  Если необходимо предотвратить испарение растворителя, поглощение влаги или воздействие кислорода, герметичная конструкция чаши даёт очевидное преимущество.

Материалы, удовлетворяющие всем трём критериям — проводящие пасты, клеи, компаунды для заливки, косметические кремы, суспензии для аккумуляторов — именно те, которые получают максимальную пользу от вакуумного дефоаминг-миксера.

Выбор подходящей машины: на что обращать внимание

Оценивая вакуумные дефоаминг-миксеры, не ограничивайтесь заявленной скоростью работы — сравните параметры, которые действительно определяют результат:

Часто задаваемые вопросы

Сколько времени занимает вакуумное удаление пузырьков?

Для большинства суспензий высокой вязкости нескольких минут перемешивания при вакууме 0,2 кПа достаточно для удаления видимых и микроскопических пузырьков — по сравнению с часами или днями отстаивания либо многократным прохождением через вакуумную камеру.

Может ли вакуумный дефоаминг-миксер заменить вакуумную камеру?

Для высоковязких материалов — да, обычно даже эффективнее.
Вакуумная камера полагается на пассивное всплытие пузырьков, что крайне медленно для густых паст.
Планетарный центробежный миксер активно выталкивает пузырьки под действием центробежной силы, одновременно удаляя их вакуумом — всё это занимает лишь долю времени.

Повреждает ли миксер материалы, чувствительные к сдвиговым нагрузкам?

Никакие лезвия не контактируют с материалом, поэтому сдвиговое воздействие оказывается мягким и равномерным.
Наполнители, такие как серебряные хлопья, стеклянная глазурь и керамические порошки, сохраняют свою форму и распределение по размерам.

Нужна ли вам модель с вакуумом или достаточно стандартного миксера?

Если наличие пузырьков напрямую влияет на эксплуатационные характеристики вашего продукта — проводящие пасты, герметики, термогели — выбирайте вакуумную модель.
Для материалов, где пузырьки не являются проблемой, немодифицированная (безвакуумная) модель работает быстрее и экономичнее.

Итог

Дегазация не должна быть самым медленным этапом на вашей линии.
Вакуумный планетарно-центрифугальный миксер сокращает часы отстаивания до минут обработки и делает это без загрязнения, мёртвых зон или накопления тепла, характерных для миксеров с лопастями.

Если конкретная суспензия вызывает у вас трудности с пузырьками, отправьте образец в лабораторию SMIDA.
Мы обработаем ваш материал на собственных установках, покажем вам результаты «до» и «после» и порекомендуем подходящую модель — от лабораторных образцов объёмом 1 г до промышленных машин мощностью 100 кг и выше — ещё до того, как вы потратите хотя бы один доллар.