Израильская компания BioPigment (www.biopigment.com) поставляет три прозрачных оксида железа, которые производятся из металлических обрезков при помощи бактериального процесса. Сперва железо химически преобразовывается в гептагидрат сульфата железа (II), а затем это вещество, используя бактериальное действие, преобразовывают в сульфат железа (III), который посредством гидролиза формирует осадок в виде желтого оксида железа. Красный пигмент производится прокаливанием желтого пигмента. В результате этого процесса создаются очень чистые пигменты. Компания заявляет, что низкие цены объясняются простотой процесса и дешевизной исходных материалов. Эти материалы уже используются в самых разных пластмассах, красителях, косметических средствах и чернилах.
Компания Baxenden Chemicals участвует в изучении биосинтетических способов получения полимеров. Это новая и запатентованная технология производства полиэфиров и полиуретанов при помощи липаз.
Уникальные процессы осуществляются при температурах, более низких, чем те, которые необходимы для традиционных реакций полимеризации. В результате синтез становится более эффективным с точки зрения потребления энергии. К тому же, процесс для полиэфиров не требует использования оловоорганических или других металлоорганических катализаторов, а процесс для полиуретанов устраняет необходимость в использовании диизоцианатов, заменяя их альтернативными исходными материалами. Полимеры, полученные посредством этого новаторского процесса, обладают высокоупорядоченной структурой, которая обеспечивает появление уникальных свойств. Она будет использоваться для создания покрытий и адгезивов.
Восковые эфиры можно производить, конвертируя растительные масла в жирные кислоты и жирные спирты. Затем эти два компонента объединяются и формируют восковые эфиры. Многие из подобных материалов можно производить при помощи липаз в качестве катализаторов. В Швеции исследователи создали четыре различных природных восковых эфира через реакцию, в которой была задействована неподвижная липаза. Так как температура, при которой проходит операция, ниже той, которая необходима для каталитической эстерификации, необходимое количество энергии уменьшается примерно на одну треть. С легкостью производились преобразования на уровне 98-99%. Эти эфиры были эмульгированы в воде. Было обнаружено, что два из них подходят для использования в составах для древесных покрытий.4
Крупномасштабное коммерческое энзиматическое производство восковых эфиров все еще находится на стадии разработки, и лишь несколько компаний используют эти реакций. К ним относится и компания Degussa. Помимо производства покрытий, эти материалы могут производиться для предметов личной гигиены.
Также существует возможность использовать сходные энзимы в качестве катализаторов для реакций отверждения эпоксидной смолы. Липазы Candida cylindracea, Lipozyme TL-IM и Novozyme 435 были использованы как катализаторы реакций эпоксидной смолы/ангидрида при температуре 80°C. При использовании Candida cylindracea в качестве катализатора для фенилглицидных эфиров был получен очень высокий молекулярный вес.
Аналогичным образом такие масла, как льняное масло, сафлоровое масло, соевое масло, обезвоженное касторовое масло и талловое масло могут быть разложены энзимами на составляющие их жирные кислоты и глицериды. Главное преимущество заключается в том, что энзиматическое разложение производится при температуре 30 - 50°C в течение 1 – 48 часов. Таким образом удается избежать полимеризации, потери ненасыщенности, обесцвечивания и формирования транс-кислот нагреванием.
Это преимущество наиболее заметно в случае быстровысыхающих и полувысыхающих масел, которые обладают большим количеством ненасыщенных связей. К энзимам, пригодным для энзиматического разложения, относятся липазы, фосфолипазы и эстеразы. Была подана патентная заявка на применение этих материалов в качестве связующих веществ для покрытий. В покрытиях глицериды действуют как эмульгаторы, и могут соединяться поперечными связями через свои гидроксильные группы.
Данные материалы можно использовать в производстве алкидов, эпоксиэфиров, а также в качестве модификаторов или средства образования поперечных связей во многих различных системах, в том числе акриловых смолах, уретановых смолах, феноло-альдегидных полимерах, ксилоловых смолах, меламиноформальдегидных смолах, аминовых смолах, винилацетатных смолах, винилиденхлоридных смолах, винилхлоридных смолах и фтористых смолах.
Процессы физической дисперсии
В производстве покрытий шаровая мельница уже давно была заменена различными видами бисерной мельницы, работающей в серийном режиме, или непрерывными системами. Однако, основной интерес привлекает производство все более востребованных сверхтонких дисперсий, например для чернил, подаваемых через сопла (позволяют избежать загрязнения сопел), для «прозрачных» пигментов, используемых в протравах для древесины, а также для различных наночастиц, используемых в качестве долго работающих поглотителей УФ-излучения или для улучшения технических свойств покрытий.
В этих целях особенно важным и непростым становится выбор размера носителя. Когда необходимо распределить скопление наночастиц, желательно иметь в наличии очень большое количество средств воздействия – что подразумевает использование очень мелкого бисера, идеальный размер которого составляет <0.2 мм в диаметре.
С другой стороны, если настоящее измельчение должно проводиться на крупных частицах, то очень мелкий бисер может не предоставить достаточное количество энергии для удара. Предполагается, что минимальный размер должен составлять около 0.3 мм, а помол размеров менее 10 нм становится непрактичным.
Большое значение в этих областях получает скорость износа, так как низкий уровень загрязнения окажет более серьезное воздействие на цвет. Стандартный бисер из керамики и оксида алюминия изнашивается в 70-100 раз быстрее, чем бисер, изготовленный из самых жестких материалов, карбида кремния и стабилизированного оксида циркония.
Эффективность существующих горизонтальных бисерных мельниц может быть увеличена путем замены стандартных дисков рабочего колеса или штифтов более сложными ускорителями (например, теми, которые продемонстрированы на выставочном стенде компании Willy A Bachofen) или перфорированными дисками. | Небольшая бисерная мельница, демонстрирующая конструкцию ускоряющих дисков |
Компания Netzsch представила несколько инновационных конструкций мельницы. Серия Zeta II представляет собой горизонтальные мельницы, в которых цилиндр со штырями вращается в узком кольцевом зазоре и перемешивает бисер диаметра 150µm – 3 мм. Узкий зазор позволяет эффективно осуществлять охлаждение при помощи охлаждающей рубашки, встроенной во внешнюю оболочку самого ротора.
Netzsch также предлагает ряд вертикальных мельниц «двойного конуса». В этих системах продукт вводится в узкий кольцевой зазор между ротором крупного диаметра и внешней оболочкой. Диаметр мельницы увеличивается по направлению к центру, и, таким образом, жидкость движется вверх под действием центробежной силы. Однако рядом с верхушкой ротор и оболочка сужаются, поэтому носитель стремится остаться внутри нижнего конуса, в то время как обработанная в мельнице жидкость перемещается в верхнюю часть и выводится из системы. Модель NKM спроектирована специально для измельчения очень вязких печатных красок, где требуются очень мелкие частицы.
Британская компания Dispersions была переименована в CDC Microtron с целью идентификации с ее главным продуктом – вертикальной мельницей Microtron. На фотографии показано, что в отличие от традиционных вертикальных или горизонтальных мельниц, эта конструкция оборудована сравнительно мелкой зоной измельчения с большим диаметром. Компания описывает технологию как «биспиральная бисерная лента» и заявляет, что системы производят частицы равномерно узкого гранулометрического состава.
Microtron, шаровая мельница. Microtron – особая конструкция шаровой мельницы для производства мелких частиц
| Microtron, особая конструкция шаровой мельницы для производства мелких частиц |
|
