microfluidic التكنولوجيا هي فعالة جدا ، ويمكن السيطرة عليها microcapsule الأسلوب ، هو مناسبة خاصة لإعداد كبسولات رقيقة جدا مع حجم الجسيمات موحدة ومستقرة الأداء .

واحد ما هي مرحلة تغيير المواد كبسولات رقيقة جدا ؟

مرحلة تغيير الموادتغيير في المرحلة المادية ( مثل الصلبة )مادة قادرة على امتصاص أو الإفراج عن كمية كبيرة من الحرارة الكامنة في العملية . الصلبة والسائلة مرحلة تغيير المواد ، مثل البارافين ، الأحماض الدهنية ، هيدرات الملح ، وتستخدم عادة في كبسولات رقيقة جدا .

كبسولات رقيقة جداتقنية تشكيل الحاويات الصغيرة من خلال التفاف قطرات صغيرة من السائل أو الجزيئات الصلبة ( تسمى المواد الأساسية ) في فيلم مستمر ( يسمى الجدار المواد ) .

مرحلة تغيير المواد كبسولات رقيقة جدامرحلة تغيير المواد الأساسية . فعل ذلكفوائدنعم

1. منع تسربفي مرحلة تغيير المواد المنصهرة ، الجدار حجم يمكن أن تحد من ذلك في الداخل ، ومنع تدفق وتلوث البيئة .

2. زيادة مساحة نقل الحرارة: كبسولات صغيرة توفر مساحة كبيرة محددة ، وتحسين كفاءة التبادل الحراري .

3. تحسين الاستقرارحماية المواد الأساسية من البيئة الخارجية ( مثل الأكسجين والرطوبة ) .

4. من السهل تجهيزالصلبة كبسولات رقيقة جدا يمكن بسهولة أن تضاف إلى الألياف ، والطلاء ، والبلاستيك وغيرها من ركائز .

ثانيا مقدمة موجزة من مايكرو جت التكنولوجيا

microfluidics التكنولوجيا هي تكنولوجيا معالجة الجسيمات على أساس ارتفاع ضغط الهيدروناميكا . المعدات الأساسية هيمايكرو جت الخالطمنتدى

مبدأ العملالسائل تحت ضغط عال ( عادة ما تصل إلى40 , 000 رطل أو ~ 2 , 750 بار ) يتم ضخها في " غرفة التفاعل ( الماس غرفة التفاعل ) " . في التجويف ، السائل يمر من خلال قنوات صغيرة جدا ( مثل z-type أو y-type ) على شكل طائرة عالية السرعة . هذا النوع من الطائرات عالية السرعة تنتج ثلاثة آثار رئيسية :

1. ارتفاع قوة القصالتدرج في سرعة السائل الداخلية كبيرة ، مما أدى إلى قوة القص قوية .

2. تأثير التجويفالتغيرات السريعة في الضغط يسبب فقاعات صغيرة في السائل على الفور تشكيل وانهيار ، مما أدى إلى صدمة قوية الموجة .

3. تأثير الاصطدامفيفي y-cavity ، واثنين من طائرات عالية السرعة اصطدمت بعضها البعض ، مما أدى إلى طاقة هائلة .

مزيج من هذه الآثار يمكن أن تتحطم قطرات في ميكرون أو حتى نانو الحجم ، وجعل الاختلاط و رد فعل فعالة للغاية ومتجانسة .

ثالثا عملية إعداد مرحلة تغيير المواد microcapsule بواسطة microfluidics

microfluidics عادة لا يكمل كل microcapsule العملية وحدها ، ولكن بدلا من ذلك بمثابةاستحلابوتكثيف متعدد للجزيئاتخطوة ، جنبا إلى جنب مع عملية البلمرة الكيميائية . عملية نموذجية هي كما يلي :

خطوة1 : وصفة تصميم

المواد الأساسيةاختيار مرحلة تغيير المواد اللازمة ، مثل n-octadecane ، n-eicosane ، شمع البارافين ، الخ .

مواد الجداراختيار المواد البوليمرية التي يمكن أن تشكل الفيلم مستقرة . تستخدم عادة :

1. ميلامين- الفورمالديهايد الراتنجصلابة عالية ، وحسن الاكتناز ، هي واحدة من مواد الجدار .

2. اليوريا فورمالديهايد الراتنج: منخفضة التكلفة .

3. الصمغ العربيالجيلاتين: مواد الجدار الطبيعي ، وتستخدم في مجمع التخثر .

4. البولي يوريثان、البوليسترينالبوليمرات الاصطناعية .

5. مستحلب: تستخدم لتثبيت قطرات من المستحلبات الأولية ومنعها Coalescence ( بولي و ) .

خطوة2 : قبل استحلاب

المواد الأساسية ( مرحلة تغيير المواد ) ، الجدار مونومر ( أو prepolymer ) ، مستحلب المياه مختلطة ، مستحلب الأولية تتم بواسطة عالية السرعة آلة قص أو الخالط العادي لتشكيل مستحلب الخام مع توزيع حجم الجسيمات على نطاق واسع )مستحلب O / W ) . والهدف من هذه الخطوة هو توفير تغذية موحدة للخطوة التالية microfluidics العلاج .

خطوة3 : مايكرو جت استحلاب ( الخطوة الأساسية )

قبل الاستحلاب مستحلب يمرمايكرو جت الخالطتحت ضغط معين ( على سبيل المثال 10 , 000-30 , 000 رطل ) في دورة العلاج .

عمل .س

1. كفاءة عالية سحققوة القص و التجويف تأثير microfluidics كسر كبير في مرحلة تغيير المواد قطرات صغيرة مع حجم موحد .

2. تجانس: الحصول على أفضل مونوديسبيرسي ومستقرة نانو/ مستحلب submicron .

3. تعزيز التفاعل البيني: خلط شديد و micromixing تأثير ، مما يجعل من المواد الجدار مونومر في المرحلة المائية مع النفط- الاتصال الكامل مع واجهة المياه ، وإرساء أساس متين لمتابعة مكثفات البلمرة أو الموضع البلمره .

هذه الخطوة هي مفتاح الحصول على حجم الجسيمات موحدة وعالية الأداء كبسولات رقيقة جدا .

خطوةرد فعل البلمرة

غرامة مستحلب بعد microfluidic العلاج يتم نقلها إلى المفاعل .قيمة الرقم الهيدروجيني واثارة السرعة .

في الموقع بلمرة: عن طريق التسخين أو التنظيمpH， الجدار مونومرات بدأت بلمرة على سطح قطرات من المواد الأساسية على شكل كامل الجدار شل .

واجهة بلمرةعادة ما تحتاج إلى إضافة رد الفعل الثاني مونومر في المرحلة المائية ، واثنين من مونومرات في قطرات السائل الأساسية واجهة البلمرة .

خطوةبعد العلاج

بعد الانتهاء من رد الفعل النهائي مرحلة تغيير المواد microcapsule مسحوق يتم الحصول عليها عن طريق الترشيح ، الطرد المركزي ، والغسيل والتجفيف ( عادة تجميد التجفيف للحفاظ على الهيكل ) .

رابعا مزايا تكنولوجيا الطائرات الصغيرة

بالمقارنة مع الأساليب التقليدية ، مثل التحريك الميكانيكي و استحلاب بالموجات فوق الصوتية ، microfluidics لديها مزايا واضحة في إعداد كبسولات رقيقة جدا .

1. حجم الجسيمات موحدة وقوية التحكمmicrocapsule جيدة مع مونوديسبيرسي يمكن إعدادها مع ضيق توزيع حجم الجسيمات . حجم الكبسولات الدقيقة النهائية يمكن التحكم بدقة عن طريق ضبط ضغط التشغيل و مرات العلاج .

2. كفاءة التغليف عاليةتشكيل مستحلب قطرات صغيرة ومستقرة ، وتوفير نموذج مثالي موحد ترسب المواد الجدار ، وبالتالي تحسين كفاءة التغليف من المواد الأساسية .

3. الجدار المواد المدمجة ، والأداء مستقرةخلط عنيف يجعل جدار مادة مونومر موزعة بالتساوي في واجهة ، مما يجعل الجدار شل أكثر إحكاما وأكثر حزما .

4. عملية التكرار جيدةالمعلمات ( الضغط و معدل التدفق ) من microfluidics يمكن السيطرة عليها بدقة ، وبالتالي ضمان الاتساق عالية بين دفعات .

5. كفاءة عالية ، من السهل تضخيمسرعة المعالجة السريعة ، من المختبر إلى الإنتاج الصناعي تأثير التضخيم الصغيرة .

خامسا مجال التطبيق

عالية الأداء مرحلة تغيير المواد التي أعدتها كبسولات رقيقة جدا تستخدم على نطاق واسع في :

1. بناء كفاءة الطاقةتضاف إلى الجبس المجلس ، ملموسة أو الطلاء المستخدمة في تنظيم درجة الحرارة .

2. المنسوجات والملابستطوير المنسوجات الذكية لتنظيم درجة الحرارة )Outlast ® التكنولوجيا هي المثال الشهير ) .

3. الإدارة الحرارية للمعدات الالكترونيةكما موصل للحرارة المواد المركبة حشو ، وتستخدم لامتصاص الحرارة المتولدة من نبض رقاقة .

4. الغذاء والدواء سلسلة التبريد والنقلالحفاظ على درجة حرارة ثابتة مثل مواد العزل الحراري .

5. نظام تخزين الطاقة الشمسية الحراريةتخزين الطاقة الحرارية والإفراج عنها عند الحاجة .

ملخص

من خلال فريدة من نوعها عالية الضغط الهيدروديناميكية المبدأ ، microfluidics يوفر طريقة جديدة لإعداد مرحلة تغيير المواد microcapsule عالية الأداء .استحلاب وسائل غير عادية . ليس فقط هو تحقيق التجانس في حجم الجسيمات من كبسولات رقيقة جدا" أداة حادة " هو مفتاح التكنولوجيا لتحسين كفاءة التغليف ، وختم الحرارة استقرار microcapsule . . . . . . . جنبا إلى جنب مع تحسين أداء microcapsule ، microfluidics التكنولوجيا سوف تستخدم على نطاق واسع في هذا المجال .