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Ausgewählte Bildgelierungshärtung

Was sind Gelierung und Aushärtung? Topfzeit, Aushärtungs- und Gelierzeit, Lebensdauer: Wie wichtig ist die Viskosität?

Gelierung, Aushärtung und andere verwandte Begriffe werden erläutert

Was ist Gelierung?

Gelierung / Gelübergang ist die Bildung eines Gels aus einem System mit Polymeren. Verzweigte Polymere können Verbindungen zwischen den Ketten bilden, die zu zunehmend größeren Polymeren führen. An diesem Punkt der Reaktion, der als Gelpunkt definiert ist, verliert das System an Fließfähigkeit und die Viskosität wird sehr groß.

Gelierung ist der Prozess der Bildung von Gel aus Sol. Sole werden entweder durch Züchten von Nanopartikeln in der Flüssigkeit oder durch Dispergieren der Nanopartikel in der Flüssigkeit hergestellt. Gel ist ein feststoffartiges Material, in dem ein festes Netzwerk miteinander verbundener Nanostrukturen besteht, die das gesamte Volumen eines flüssigen Mediums umfassen. Ein Sol kann zu einem Gel werden, wenn sich die dispergierten Nanopartikel zu einem Netzwerk verbinden, das die Flüssigkeit ausdehnt.

Gel ist ein nichtflüssiges kolloidales Netzwerk oder Polymernetzwerk, das durch eine Flüssigkeit über sein gesamtes Volumen expandiert wird. Ein Gel hat eine endliche, meist eher kleine Streckgrenze.

Gelierungsüberwachung

Prozesse wie die Gelierung können unter gewünschten Bedingungen in Echtzeit verfolgt werden und die Proben können geeigneten chemischen und physikalischen Reizen ausgesetzt werden.

In der Entwicklung ermöglicht die Gelierungsüberwachung den Forschern, das Materialverhalten in Bezug auf verschiedene Formulierungen zu verstehen, wie die Reaktion auf die Zugabe von Katalysatoren oder Additiven reagiert und wie sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei verschiedenen Temperaturen ändert.

Anwendungsbereiche - Gele

Lebensmittel

Gelierung in Lebensmitteln ist definiert als der Prozess, bei dem die Flüssigkeit in das Gel umgewandelt wird. Ein Gel wird als die Flüssigkeit betrachtet, die in einem Feststoff suspendiert wurde.

Die Gelierkapazität von Lebensmittelproteinen ist ein wichtiges funktionelles Merkmal für die Lebensmittelherstellung. Eine große Anzahl wichtiger Lebensmittel sind Gele, in denen die gelierenden Inhaltsstoffe Proteine ​​sind. Zusammen mit Pektinen, Stärken und Zahnfleisch bilden sie starke Gele. Die Lebensmittelindustrie verwendet verschiedene Proteine, um Gele oder gelhaltige Produkte herzustellen, die verschiedene rheologische Eigenschaften, Aussehen und Gelpunkt aufweisen. Gelierung ist ein grundlegender Prozess bei der Verarbeitung verschiedener Lebensmittel, Milchgele, Fleisch- und Fischprodukte, anderer Fleischprodukte, Fruchtgelees, Brotteige, Kuchen- und Kuchenfüllungen, geronnenem Eiweiß und anderer.

Es wird auch als Verdickungsmittel für Pudding und auch in Fruchtgelatine, Süßigkeiten, Kuchen, Eis, Joghurt und mehr verwendet.

Geleewürfel - Gelierungsviskositätsanwendungen für die Lebensmittelindustrie

Geleewürfel - Gelierungsviskositätsanwendungen für die Lebensmittelindustrie

Kosmetik und pharmazeutische Anwendungen

Supramolekulare Hydrogele auf Polysaccharidbasis haben in letzter Zeit aufgrund ihrer hohen strukturellen Funktionalität, geringen Toxizität und potenziellen Anwendungen in den Bereichen Kosmetik, Katalyse, Arzneimittelabgabe, Tissue Engineering und Umwelt großes Forschungsinteresse auf sich gezogen. Die Modulation der Stabilität von Hydrogelen ist von größter Bedeutung, insbesondere bei auf Reize ansprechenden Systemen. Es ist ein Protein, das durch Kochen von Bändern, Haut und Knochen einiger Tiere wie Kühe oder Schweine mit dem Wasser erhalten wird. Es ist weit verbreitet bei der Bildung von Shampoos, Kosmetika und Gesichtsmasken.

Gele werden auch in fotografischen Filmen und als Beschichtungsmaterial in Vitaminen und Kapseln verwendet.

Eigenschaften von Gelen

Ein Gel ist ein kolloidales System, in dem die dispergierte Phase flüssig und das Dispersionsmedium fest ist. Die Art des Gels hängt von der Koexistenz zwischen dem flüssigen Medium und dem festen Netzwerk ab. Nur wenige Arten von Gelen sind Hydrogele, Organogele und Xerogele.

  • Es ist ein kolloidales System, bei dem die dispergierte Phase flüssig und das Dispersionsmedium fest ist.
  • Es ist ein unbeweglicher Halbfeststoff und weist eine wabenartige Struktur auf.
  • Viele Gele neigen dazu, Flüssigkeit aufzunehmen und zu quellen.
  • Sie zeigen keinen Tyndall-Effekt, keine Brownsche Bewegung und keine Elektrophorese.

Was ist Heilung?

Das Aushärten ist ein Prozess, bei dem eine chemische Reaktion (wie Polymerisation) oder physikalische Einwirkung (wie Verdampfung) stattfindet, was zu einer härteren, zäheren oder stabileren Verbindung (wie einer Klebeverbindung) oder Substanz (wie Beton) führt.

Überwachung der Heilung

Härtungsüberwachungsmethoden geben einen signifikanten Einblick in den chemischen Prozess und definieren Prozessmaßnahmen zur Erreichung spezifischer Qualitätsindizes und zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der gehärteten Substanz (z. B. wärmehärtende Harz-Matrix-Verbundwerkstoffe).

Die Viskosität ist die wichtigste Eigenschaft für den ersten Schritt des Verbundformens, die Faserimprägnierung. Während dieses Schritts ist es wichtig, die Viskosität unter einem bestimmten Schwellenwert zu halten, um eine gute Produktqualität sicherzustellen. Mit dem auf Rheonics Viskosität basierenden Überwachungssystem ist es möglich, diese Viskosität in Echtzeit und in der Form zu überwachen, um zu überprüfen, ob die Faserimprägnierung wie geplant verläuft. Dann ist es wichtig, die Gelierung und die Entwicklung der Glasübergangstemperatur (Tg) zu identifizieren.

Konzeptionelle Viskositätskurve zur isothermen Härtung von Epoxidharzen
Konzeptionelle Viskositätskurve zur isothermen Aushärtung von Epoxidharzen - Aushärtungsüberwachung

Kleb- und Dichtstoffe

Die Überwachung des Härtungsgrades von Klebstoffen und Harzen ist wichtig, um festzustellen, ob eine bestimmte Materialcharge die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erreicht hat, anstatt sich nur auf die Herstellerangaben und die Anpassung der Prozessparameter zu verlassen. Dies ist wichtig bei Formvorgängen, um zu bestimmen, wann es sicher ist, das ausgehärtete Teil zu entformen, und bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, um zu bestimmen, wann ein laminiertes Teil vollständig ausgehärtet ist.

Fertigungsanwendungen - Luft- und Raumfahrt, Windenergie, Automobil

Hauptanwendungsgebiete sind Flugzeuge, Autoteile, Raketentechnologie, Hochgeschwindigkeitsmaschinen, Ausrüstungsteile und Baukonstruktionen. Bei der Entwicklung von Rohharzen, thermoplastischen Verbundwerkstoffen (TPCs) und Duroplasten kann ein Forscher anhand der Härtungsüberwachung sehen, wie das Material aushärtet, wie schnell es in Reaktion auf verschiedene Formulierungen aushärtet, wie die Reaktion auf die Zugabe von Katalysatoren oder Additiven reagiert und wie sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei verschiedenen Temperaturen ändert.

TPCs bieten OEMs die einzigartige Möglichkeit, Metalle wie Stahl und Aluminium durch ein leichtes und fortschrittliches Material zu ersetzen, das eine hervorragende Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bietet. Diese Eigenschaften stellen sicher, dass TPCs sehr gefragt sind, da Konstrukteure leichtere Flugzeuge, schnellere Autos und stärkere Öl- und Gasleitungen, Windmühlen und Turbinen herstellen können.

Für die Hersteller von SMC / BMC und Prepregs wird die Aushärtungsüberwachung hauptsächlich zur Überprüfung der Konsistenz des Produkts verwendet, um ihren Kunden zu versichern, dass diese Produkte wie erwartet aushärten werden. Die interessantesten Fertigungsanwendungen sind häufig die Endverbraucher von Duroplasten und Polymeren. Viele Luft- und Raumfahrtprojekte verwenden Verbundwerkstoffe, weil sie sehr leicht und sehr stark sind. In der Luft- und Raumfahrt können unterschiedliche Abschnitte einzelner großer Verbundteile aufgrund unterschiedlicher Dicken und thermischer Bedingungen unterschiedlich schnell aushärten. Die Aushärtungsüberwachung liefert Informationen zum Einstellen der Prozesstemperatur, wodurch sichergestellt wird, dass ein großer Teil gleichmäßig aushärtet.

Raumfahrzeugkomponenten wie Rümpfe und Hitzeschilde verwenden Verbundwerkstoffe aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus hoher Festigkeit und geringem Gewicht. Noch mehr als bei Flugzeugen sind die Sicherheitsanforderungen für Raumfahrzeuge von größter Bedeutung, und die Überwachung der Heilung kann dokumentieren, dass eine lebens- und geschäftskritische Komponente gemäß Spezifikation hergestellt wurde.

Topfzeit, Arbeitsleben, Gelzeit, Aushärtezeit

Anwendbar auf:

Verschiedene Materialien wie Epoxide oder andere Verbundharze, langsam aushärtende Klebstoffe, Farben, Gelatinen oder Kohlenwasserstoffgele, härtbare bestimmte Schmiermittel und Gemische aus synthetischen Polymeren und Lösungsmitteln.

Topfzeit, Lebensdauer - Klebstoffe, Epoxidharz, Harzviskosität

Topfzeit, Lebensdauer - Klebstoffe, Epoxidharze, Harze

 

Topf- und Arbeitsleben bedeuten oft dasselbe, aber das ist nicht immer der Fall. 

Topfzeit ist definiert als die Zeit, die eine anfängliche Mischviskosität benötigt, um sich zu verdoppeln, oder vierfach für Produkte mit niedrigerer Viskosität (1000 cPs). Das Timing beginnt ab dem Moment, in dem das Produkt gemischt wird, und wird bei Raumtemperatur gemessen.

ArbeitslebenAndererseits ist die Zeitdauer, die ein Epoxid in seiner Viskosität niedrig genug bleibt, dass es in einer bestimmten Anwendung immer noch leicht auf ein Teil oder Substrat aufgebracht werden kann. Aus diesem Grund kann die Lebensdauer von Anwendung zu Anwendung und sogar durch die Auftragungsmethode des Epoxids variieren, sodass es keine einheitliche Methode zur Quantifizierung dieser Eigenschaft gibt.

Die Topfzeit kann als Leitfaden für die Bestimmung der Lebensdauer dienen, indem ein grober Zeitplan für das Viskositätswachstum erstellt wird. Dabei ist zu beachten, dass sich die Viskosität für jeden Topflebensdauerwert verdoppelt.

Gelzeit ist ein anderer Begriff, der oft synonym mit der Topfzeit verwendet wird, obwohl es einige Unterschiede gibt. Beide Begriffe werden verwendet, um die Verdickung eines Epoxids nach dem Mischen zu beschreiben, aber die Gelzeit wird häufig auch bei erhöhten Temperaturen getestet. Die Gelzeit wird bestimmt, indem das Epoxid erhitzt und beobachtet wird, wann es fadenziehend oder gelartig wird, obwohl es nicht vollständig ausgehärtet ist. Es wird höchstwahrscheinlich am Ende seiner Topfzeitmessung eine höhere Viskosität aufweisen. Dieser Wert kann für Herstellungszwecke nützlich sein, wenn ein Teil vor Abschluss der Aushärtung bewegt werden muss, aber keine Verschiebung der Platzierung der Komponenten gewünscht wird. Es handelt sich jedoch nicht um einen Standardtest zur Qualitätskontrolle und sollte bei Bedarf in jeder Anwendung experimentell bestimmt werden.

Heilungszeit bezieht sich auf die Zeitdauer, die benötigt wird, um etwas vollständig zu heilen. Viele Substanzen benötigen eine Aushärtezeit, um vollständig auszuhärten. Beispiele sind: Epoxide, Klebstoffe, Harze, Beton usw. In einer Kautschukmischung ist die Aushärtezeit die Zeitspanne, um bei einer bestimmten Temperatur eine optimale Viskosität oder einen optimalen Modul zu erreichen. In einem Klebstoff ist es die Zeit, die ein Klebstoff benötigt, um vollständig auszuhärten. Wenn ein Klebstoff nicht vollständig ausgehärtet ist, versagt die Verbindung. Die Aushärtezeit ist sehr nützlich, um die Haltbarkeit des Stoffes zu überprüfen.

Viskositätsmessungen zur Qualitätskontrolle, Materialcharakterisierung und Forschung und Entwicklung

Die Viskositätsmessung ist eine äußerst nützliche Technik zur Qualitätskontrolle.

  • Die Charakterisierung der Viskosität bei der Gelierung - Inline kann bei der verbesserten Prozesskontrolle durch bessere Analyse hilfreich sein.
  • Epoxide, Harze sind komplexe Systeme mit einem breiten Anwendungsspektrum und kommerziellen Anwendungen. Eine genaue Charakterisierung von Emulsionen mit den Viskositätsdaten ist entscheidend, um wünschenswerte Eigenschaften in Endbenutzeranwendungen, Stabilität und Leistung sicherzustellen.

Die mit einem Inline-Viskosimeter erhaltene Viskositätsmessung kann einen hervorragenden QC-Benchmark liefern und die QA / QC des Prozesses und des Endprodukts sicherstellen. Viskositätssensoren können zur Charakterisierung der Rheologie / F & E und QA / QC des Materials von Epoxiden, Harzen und Verbundharzen verwendet werden, die in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen eingesetzt werden. Die Viskositätsüberwachung während der Gelierung von Epoxiden kann Einblicke in die Arbeitszeit, die Topfzeit von Materialien, die Gelzeit und die Aushärtezeiten geben. 

Lesen Sie unsere entsprechenden Anwendungshinweise.

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Von Rheonics empfohlene Produkte

Rheonics-Dichtemessgeräte und Viskositätsmessgeräte sind als Sonden und Durchflusssysteme für die Installation in Mischkufen, Lagertanks, Ladeterminals, Prozesslinien und in Transportbehältern erhältlich. Alle Rheonics-Produkte sind für härteste Prozessumgebungen, hohe Temperaturen, hohe Stöße, Vibrationen, Schleifmittel und Chemikalien ausgelegt.

Einzigartige Vorteile mit dem SRV / SRD

Hohe Stabilität und unempfindlich gegen Einbaubedingungen: Beliebige Konfiguration möglich

Rheonics SRV und SRD verwenden einen einzigartigen patentierten Koaxialresonator, bei dem sich zwei Enden der Sensoren in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch Reaktionsmomente bei ihrer Montage aufgehoben werden und sie somit völlig unempfindlich gegenüber Montagebedingungen und Durchflussraten sind. Das Sensorelement sitzt direkt in der Flüssigkeit, ohne spezielle Anforderungen an Gehäuse oder Schutzkäfig.

Sensor_Pipe_mounting Montage - Rohre
Sensor_Tank_montage Montage - Tanks

Sofortige genaue Anzeige der Produktionsqualität - Vollständige Systemübersicht und vorausschauende Kontrolle

Rheonics RheoPulse Software ist leistungsstark, intuitiv und bequem zu bedienen. Echtzeit-Prozessflüssigkeit kann auf dem integrierten IPC oder einem externen Computer überwacht werden. Mehrere über die Anlage verteilte Sensoren werden über ein einziges Dashboard verwaltet. Keine Auswirkung von Druckpulsationen durch Pumpen auf den Sensorbetrieb oder die Messgenauigkeit. Keine Vibrationswirkung.

Inline-Messungen wird keine Bypass-Leitung benötigt

Installieren Sie den Sensor direkt in Ihrem Prozessstrom, um Echtzeit-Viskositäts- (und Dichtemessungen) durchzuführen. Es ist keine Bypassleitung erforderlich: Der Sensor kann in Reihe eingetaucht werden. Durchfluss und Vibrationen beeinträchtigen die Messstabilität und -genauigkeit nicht.

Tri-Clamp_SRV_Montage
Durchflusszelle

ATEX- und IECEx-Konformität

SRV und SRD sind eigensichere Sensoren, die nach ATEX und IECEx für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sind. Diese Sensoren erfüllen die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen in Bezug auf die Konstruktion und den Bau von Geräten und Schutzsystemen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind. Die eigensicheren und explosionsgeschützten Zertifizierungen von Rheonics ermöglichen auch die Anpassung eines vorhandenen Sensors. Benutzerdefinierte Sensoren können für Anwendungen bereitgestellt werden, für die eine Einheit bis zu Tausenden von Einheiten erforderlich sind. mit Vorlaufzeiten von Wochen gegenüber Monaten.

Rheonics SRV & SRD sind sowohl ATEX als auch IECEx zertifiziert. (Weiterlesen)

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