Ултразвукова дисперсия на наноматериали (Наночастици)

Наноматериали са се превърнали в неразделна част от разнообразни продукти като слънцезащитни продукти, покрития за изпълнение, или пластмасови композити. Ултразвукова кавитация се използва, за да разпръсне частици с нано-размери в течности, такива като вода, масла, разтворители или смоли.

Ултразвукова дисперсия на наночастици

Прилагането на Ултразвукова дисперсия на наночастици има колектообразни ефекти. Най-очевидният е диспергиране на материалите в течности за да се прекъсне агломерати на частиците. Друг метод е прилагането на ултразвук по време на синтез на частиците или утаяване, Обикновено това води до по-малки частици и повишена еднородност на размера. Ултразвукова кавитация подобрява материал прехвърлянето на повърхности на частиците, също. Този ефект може да се използва за подобряване на повърхностните Функционализиране на материали с висока специфична повърхност.

Разпръскване и Размер Намаляване на наноматериали

Наноматериали, например метални оксиди, или наноглини въглеродни нанотръби склонни да се агломерират при смесване в течност. Ефективно средство за deagglomerating и Диспергиращи са необходими за преодоляване на силите на свързване след wettening праха. Ултразвуковите разпадането на агломерат структури във водни и неводни суспензии позволява използване на пълния потенциал на наноразмерни материали. Изследвания на различни дисперсии от наночастици агломерати с променливо съдържание на твърди вещества са показали значително предимство на ултразвук в сравнение с други технологии, като ротор статор миксери (например ултра Turrax), бутални хомогенизатори, или мокри методи на смилане, например топчета мелници или колоидни мелници. Hielscher ултразвукови системи могат да бъдат проведени при сравнително високи концентрации твърди вещества. Например за силициев двуокис се установи, че процентът счупване да бъде независим от твърд концентрация до 50% тегл. Ултразвук може да се прилага за разпръскване на висока концентрация майстори партиди - обработка на ниски и високи вискозитетни течности. Това прави ултразвук добро решение за обработка на бои и покрития, базирани на различни медии, като например вода, смола или масло.

Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова разпръскване на въглеродни нанотръби.

Ултразвукова кавитация

Дисперсия и агломерати с помощта на ултразвук са в резултат на ултразвукова кавитация. При излагане на ултразвук течности на звукови вълни, които се разпространяват в течната резултата в редуващи се цикли за високо налягане и ниско налягане. Това се прилага механично напрежение на привличане на сили между отделните частици. Ултразвукова кавитация в течности причинява висока скорост течни струи до 1000 км / ч (прибл. 600 mph). Такива дюзи натиснете течност под високо налягане между частиците и ги разделят един от друг. По-малките частици се ускоряват с течни струи и се сблъскват при високи скорости. Това прави ултразвук ефективно средство за разпръскване, но и за фрезоване на микронен размер и под частици микрона размер.

Ултразвуково Assisted частиците Синтез / утаяване

Наночастиците могат да бъдат генерирани отдолу нагоре чрез синтез или утаяване. Sonochemistry е един от най-ранните техники, използвани за получаване на наноразмерни съединения. Suslick в оригиналната си работа, се обработва с ултразвук Fe (CO)₅ или като чист течен или в разтвор на deaclin и получени 10-20nm размер аморфни наночастици желязо. Обикновено, свръхнаситен смес започва образуване на твърди частици от силно концентриран материал. Ultrasonication подобрява смесването на предшественици и увеличава масовия трансфер на повърхността на частиците. Това води до по-малък размер на частиците и по-еднакъв.

Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвуково подпомага валежи на наноматериалите.

Повърхностно Функционализиране помощта на ултразвук

Много наноматериали, като метални оксиди, мастиленоструен мастило и тонер пигменти или пълнители за изпълнение ПокритияИзискват повърхност функционализиране. За да функционализиране цялото повърхността на всяка отделна частица, се изисква добро метод дисперсия. Когато диспергирани частици обикновено са заобиколени от граничния слой от молекули, привлечени към повърхността на частиците. За нови функционални групи, за да стигнат до повърхността на частиците, този граничен слой трябва да бъдат разбити или премахнати. Течните струи, произтичащи от ултразвукова кавитация могат да достигнат скорост до 1 000 километра / час. Този стрес помага за преодоляване на привличане на сили и носи функционални молекули към повърхността на частиците. в SonochemistryТози ефект се използва за подобряване на ефективността на разпръснати катализатори.

Ultrasonication преди Particle Size Measurement

Ultrasonication на проби подобрява точността на размера на частиците или измерване морфология. Новият SonoStep комбинира ултразвук, разбъркване и изпомпване на проби в компактен дизайн. Той е лесен за работа и може да се използва за доставяне озвучени с аналитични устройства, като анализатори на размера на частиците. Голямата Ултразвуковата вана помага да се разпръсне агломерирани частици, които водят до по-постоянни резултати.Кликнете тук, за да научите повече!

Ултразвукова обработка за Lab и мащаби на производство

Ултразвукови процесори и клетки поток за деагломерация и дисперсия са на разположение за лаборатория и производство ниво. Индустриалните системи могат лесно да бъдат монтирани на работа инлайн. За развитието на научните изследвания и процес препоръчваме да използвате UIP1000hd (1000 вата),

Hielscher предлага широк обхват от ултразвукови устройства и аксесоари за ефективно разпръскване на наноматериали, например в бои, мастила и покрития.

• Компактни лабораторни уреди от до 400 вата мощност
  Тези устройства се използват главно за подготовка на пробите или първоначални проучвания за осъществимост и са на разположение за отдаване под наем.
• 500 и 1000 и 2000 вата ултразвукови процесори харесва UIP1000hd комплект с поток клетки и различни бустер рога и sonotrodes може да обработва по-големи потоци обем.
  Устройства като това се използват за оптимизиране на параметрите (като: амплитуда, работно налягане, скорост на потока и т.н.) в стенд-горната или пилотна инсталация мащаб.
• Ултразвукови преработватели на 2, 4, 10 и 16kW и по-големи групи от няколко такива единици могат да обработват потоци обем производство на почти всяко ниво.

Пейка топ оборудване е на разположение за отдаване под наем в добри условия, за да стартирате процес изпитания. Резултатите от такива опити могат да бъдат мащабирани линейни до производствено ниво – намаляване на риска и разходите, свързани с развитието на процеса. Ще се радваме да ви помогнем онлайн, по телефона или лично. Моля, намерете нашите адреси тукИли се използва по-долу.

литература

Аарон мисли (2004 г.): Използването sonochemistry за производство на наноматериали, Ултразвуков Sonochemistry доклади по покана2004 Elsevier Б.В.

Наноматериали – Обща информация

Наноматериали са материали от по-малко от 100 nm по размер. Те са най-бързо напредва в постановките на бои, мастила и покрития. Наноматериали попадат в три основни категории: метални оксиди, наноглини и въглеродни нанотръби, Метал-оксидни наночастици, включват нано цинков оксид, титанов оксид, железен оксид, цериев оксид и циркониев оксид, както и смесени метални съединения, такива като индий-калаен оксид и цирконий и титан, както и смесени метални съединения, такива като индий калай оксид. Този малък значение оказва влияние върху много дисциплини, като физика, Химия и биология. В бои и покрития наноматериали изпълни декоративни нужди (например цвят и гланц), функционални цели (например проводимост, микробен инактивиране) и подобряване на защитата (например устойчивост на надраскване, UV стабилност) на бои и покрития. По-специално нано размери метални оксиди, като ТЮ2 и ZnO или алуминий, церий и силициев двуокис и пигменти с наноразмери намират приложение в нови бои и облицовка от формулировки.

Когато вещество е с намален размер се променя неговите характеристики, като цвят и взаимодействие с други вещества, като например химическа реактивност. Промяната в характеристиките се дължи на промяната на електронните свойства. По намаляване на размера на частиците, повърхността на материала се увеличава. Поради това по-висок процент от атомите могат да взаимодействат с друга материя, например с матрицата на смоли.

Повърхностната активност е ключов аспект на наноматериалите. Агломерацията и агрегацията блокират повърхностната площ от контакт с други вещества. Само добре диспергирани или еднодисперсни частици позволяват да се използва пълният полезен потенциал на материята. В резултат доброто разпръскване намалява количеството наноматериали, необходими за постигане на същите ефекти. Тъй като повечето наноматериали все още са доста скъпи, този аспект е от голямо значение за комерсиализацията на съставите на продукти, съдържащи наноматериали. Днес много наноматериали се произвеждат в сух процес. В резултат на това частиците трябва да бъдат смесени в течни формулировки. Това е мястото, където повечето наночастици образуват агломерати по време на омокрянето. особено въглеродни нанотръби са много сплотена което го прави трудно да се разпръсне в течности, такива като вода, етанол, масло, полимер или епоксидна смола. Конвенционалните устройства за обработка, например високо срязване или ротор-статор миксери, хомогенизатори с високо налягане или колоидни и дискови мелници са недостатъчни за отделяне на наночастиците в дискретни частици. По-специално за малки въпрос от няколко нанометра до няколко микрона, ултразвукова кавитация е много ефективен при скъсване агломерати, агрегати и дори първични избори. Когато ултразвук се използва за фрезоване на високи концентрации партиди, течни струи потоци, произтичащи от ултразвукова кавитация, правят частиците се сблъскват една с друга при скорости до 1000km / h. Това нарушава ван дер Ваалс сили в агломерати и дори първични частици.