Hielscher Ultrasonics
Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.
Pozovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam mail: info@hielscher.com

Disperzija ugljeničnih nanocevi u bojama za 3D štampanje

Ujednačena disperzija CNT-a u bojama za 3D štampanje može poboljšati svojstva mastila i omogućiti nove primene u različitim oblastima. Ultrazvučna metoda sonde je vrlo pouzdana tehnika dispergiranja za proizvodnju stabilnih nanosuspenzija CNT-a u polimerima.

Efikasna i stabilna CNT disperzija u polimerima zahvaljujući ultrazvuku

Ugljične nanocijevi (CNT) se često raspršuju u silikonskim uljima za različite primjene zbog svojih jedinstvenih svojstava. Disperzija CNT-a u silikonskim uljima može poboljšati mehanička, toplinska i električna svojstva rezultirajućih materijala. Jedna od takvih primjena je proizvodnja polimera dopiranih CNT-om za provodne 3D mastila za štampanje, npr. za aditivnu proizvodnju nosivih taktilnih senzora, specifičnih za pacijenta za regeneraciju tkiva i fleksibilnih EKG i EEG elektroda.
Pored toga, CNT dispergovani u silicijumskim uljima mogu se koristiti kao provodljiva mastila u elektronskim uređajima, kao što su fleksibilni displeji i senzori. CNT djeluju kao provodni putevi, omogućavajući protok električne struje.

Disperzija ugljeničnih nanocevi (CNT) u polimerima je tipična primena za ultrazvučne sonde kao što je UIP1000hdT. Ultrazvučni disperzatori osiguravaju ujednačenu distribuciju CNT-a u rastvaračima i polimerima, npr. za proizvodnju boja za 3D štampanje.

Dispergiranje CNT-a u polietilen glikolu (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Video Thumbnail

Zahtjev za informacijama




Obratite pažnju na naše Politika privatnosti.




Ultrasonikatori visokih performansi su pouzdani i visoko efikasni sistemi za mešanje na liniji za proizvodnju nanodisperzija, npr. provodne nano-mastile za 3D štampanje za aditivnu proizvodnju.

Industrijski energetski ultrazvučni sistem za industrijsku inline disperziju: ultrazvučni aparati visokih performansi su pouzdani i visoko efikasni sistemi za mešanje na liniji za proizvodnju nanodisperzija kao što su CNT u polimerima.

Prednosti ultrazvučne CNT/polimerne disperzije

Ultrasonication je vrlo efikasna tehnika dispergiranja, koja dolazi s nekoliko prednosti. Prednosti ultrazvučnog raspršivanja ugljičnih nanocijevi (CNT) u polimerima uključuju:

  • Poboljšana disperzija: Ultrazvučna energija može efikasno razbiti aglomerate CNT-a i promovirati njihovu ravnomjernu disperziju u polimerima. Ovo rezultira homogenom smjesom s poboljšanim mehaničkim svojstvima, električnom provodljivošću i toplinskom provodljivošću.
  • Precizna kontrola: Ultrazvučna energija omogućava bolju kontrolu nad procesom disperzije, kao što je stepen disperzije i veličina CNT-a. Ovo može pomoći u postizanju željenih svojstava rezultirajućeg nanokompozitnog materijala.
  • Smanjeno vrijeme obrade: Ultrazvučno raspršivanje može značajno smanjiti vrijeme obrade u usporedbi s drugim metodama disperzije, kao što je magnetsko miješanje ili sonikacija bez topline. Ovo može poboljšati efikasnost i skalabilnost procesa.
  • Svestranost: Ultrazvučni disperzatori mogu obraditi bilo koju vrstu nanočestica uključujući nanosfere (npr. nano-silicijum), nanocevi (SWNT, MWNT), nanoploče kao što su grafen ili borfen, funkcionalizovane nanomaterijale kao i nanočestice jezgra-ljuska. Naravno, Hielscher ultrasonikatori mogu podnijeti velika kruta opterećenja i kompatibilni su sa svim otapalima i tekućinama.
  • Isplativo: Ultrazvučni disperzatori su relativno jeftina oprema za miješanje u usporedbi s mlinovima i drugim tehnikama raspršivanja. Uz to, ultrazvučni procesori su vrlo robusni, zahtijevaju vrlo malo održavanja i vrlo su energetski efikasni.
  • Batch i inline obrada: Ultrazvučna disperzija se može izvoditi u serijskom ili kontinuiranom režimu protoka.
  • Laka operacija: Ultrazvučne sonde su jednostavne i sigurne za rad. Hielscher digitalni ultrasonikatori su programabilni i mogu se daljinski kontrolirati. Automatsko snimanje podataka pomaže u održavanju standarda kvaliteta.
  • Linearna skalabilnost: Ultrazvučni procesi dispergovanja mogu se potpuno linearno skalirati na bilo koju veličinu, što čini sonikaciju ne samo visoko efikasnom, već i praktičnom metodom proizvodnje za industrijsku proizvodnju.
  • Ekološki prihvatljivo: Ultrazvučno raspršivanje je zelena i ekološki prihvatljiva metoda koja omogućava izbjegavanje ili smanjenje upotrebe štetnih otapala ili kemikalija, što ga čini sigurnijom i održivijom opcijom za industrijsku primjenu.
  • Ultrazvučni industrijski sistem za inline procese rastvaranja.

    Ultrazvučni industrijski sistem za inline procese rastvaranja, npr. uniformna disperzija ugljeničnih nanocevi u polimerne formulacije.

    Zahtjev za informacijama




    Obratite pažnju na naše Politika privatnosti.




    U ovom videu pokazujemo vam ultrazvučni sistem od 2 kilovata za inline rad u ormaru koji se može pročišćavati. Hielscher isporučuje ultrazvučnu opremu za gotovo sve industrije, kao što su kemijska industrija, farmaceutska, kozmetička, petrohemijska procesa, kao i za procese ekstrakcije na bazi rastvarača. Ovaj prozirni ormarić od nehrđajućeg čelika dizajniran je za rad u opasnim područjima. U tu svrhu, zapečaćeni ormar može biti ispušen od strane kupca dušikom ili svježim zrakom kako bi se spriječio ulazak zapaljivih plinova ili para u ormar.

    2x ultrasonikatora od 1000 W u kućištu koji se može pročišćavati za instalaciju u opasnim područjima

    Video Thumbnail

    Opšti protokol za ultrazvučnu proizvodnju CNT/PDMS kompozita

    Ultrazvuk se koristi za disperziju brojnih materijala nano-veličine u polimerima. Specifična i često korišćena primena je disperzija ugljeničnih nanocevi (CNT) u dimetilpolisiloksanu (PDMS) korišćenjem sonikacije tipa sonde. Da bi se CNT raspršili u PDMS matricu, moćni ultrazvuk i rezultirajući efekti akustične kavitacije koriste se za detangleiranje nanocijevi i njihovo jednolično miješanje u nanosuspenziju. Sonikacija sondom je moćna metoda za raspršivanje CNT-a zbog svoje sposobnosti da generiše intenzivne sile kavitacije koje mogu efikasno razbiti i raspršiti aglomerirane CNT-ove.
    Ultrazvučno raspršivanje je jednostavan korak obrade koji ne zahtijeva posebnu prethodnu ili naknadnu obradu. Sama ultrazvučna oprema je sigurna i laka za rukovanje.
    Proces disperzije pomoću sonde tipa sonde obično uključuje sljedeće korake:

    1. Priprema mješavine CNT-PDMS: Unaprijed određena količina CNT-a se dodaje u PDMS matricu i prethodno se miješa pomoću mehaničke miješalice. Zanimljivo je da bi se pred-disperzijom CNT-a u rastvaraču mogla povećati električna provodljivost. Najbolji rezultati se postižu tetrahidrofuranom (THF), acetonom ili hloroformom (poređani prema najboljim rezultatima).
    2. Sonikacija tipa sonde: Smjesa se podvrgava sonikaciji tipa sonde pomoću ultrazvučne sonde visokog intenziteta koja generiše ultrazvučne talase sa frekvencijom tipično pribl. 20 kHz. Ovisno o volumenu i formulaciji, ultrazvuk se obično izvodi nekoliko minuta kako bi se osigurala potpuna disperzija CNT-a.
    3. Praćenje disperzije: Disperzija CNT-a se prati upotrebom tehnika kao što su skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM), transmisiona elektronska mikroskopija (TEM) ili UV-Vis spektroskopija. Ove tehnike se mogu koristiti za vizualizaciju distribucije CNT-a unutar PDMS matrice i kako bi se osiguralo da su CNT-ovi jednolično dispergirani.

    Ukratko, sonikacija tipa sonde je moćna metoda za dispergiranje CNT-a u polimerima kao što je PDMS zbog svoje sposobnosti da generiše intenzivne sile kavitacije koje mogu efikasno razbiti i raspršiti aglomerirane CNT-ove.

    Studije slučaja ultrazvučne proizvodnje CNT/polimernih kompozita

    Disperzija nanocijevi i drugih nanomaterijala baziranih na ugljiku korištenjem ultrazvučnog tipa sonde je opsežno istražena i naknadno je implementirana u industrijsku proizvodnju. U nastavku predstavljamo nekoliko istraživačkih studija, koje pokazuju izuzetnu efikasnost ultrazvučne disperzije nanocevi.

    Ultrazvučna disperzija CNT-a u PDMS-u za nosive senzore

    Ultrazvučni homogenizator tipa sonde UP400St za disperziju i sintezu nanokompozita.Del Bosque i dr. (2022) uporedili su mljevenje s tri valjka i sonikaciju za njihovu efikasnost disperzije CNT-a. Analiza postupka disperzije nanočestica u polimernu matricu pokazuje da tehnika ultrazvučne obrade daje veću električnu osjetljivost u odnosu na trovaljno mljevenje zbog veće homogenosti distribucije CNT-a izazvane silama kavitacije. Testiranjem različitih CNT opterećenja, utvrđeno je da je prag perkolacije CNT-PDMS sistema, odnosno kritični sadržaj CNT u kojem on postaje električno provodljiv, 0,4 tež.% CNT. Višezidne ugljične nanocijevi (MWCNT) su raspršene ultrazvukom koristeći Hielscher ultrasonicator UP400ST (vidi sliku lijevo) pri 0,5 impulsnih ciklusa i 50 % amplitude tokom 2 sata. Efekti ultrazvučnog raspršivanja tokom vremena sonikacije prikazani su na slici ispod.
    Na osnovu ove analize odabrani su optimalni uslovi za proizvodnju nosivih senzora kao 0,4 tež.% CNT-a pomoću procesa ultrazvučne obrade. S tim u vezi, analiza električnog odziva pri uzastopnim ciklusima opterećenja pokazala je visoku robusnost razvijenih senzora, bez prisustva oštećenja od 2%, 5% i 10% deformacije, što ove senzore čini pouzdanim za praćenje srednjeg naprezanja.

    Ultrazvučna disperzija ugljeničnih nanocevi je veoma efikasna za ravnomernu distribuciju nanocevi u polimernim matricama kao što je dimetilpolisiloksan (PDMS)

    Ultrazvučna disperzija MWCNT-a u PDMS-u pomoću ultrazvučnog aparata UP400St u različitim vremenima sonikacije.(Studija i slika: ©del Bosque et al., 2022.)

    Ultrazvučna oprema za raspršivanje visokih performansi za CNT/polimerne nanokompozite

    Ultrasonicator UIP2000hdT je mobilni homogenizator iznad glave za brojne tečne i čvrste-tečne aplikacije.Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde velike snage za zahtjevne primjene dispergiranja u laboratoriji, stolovima i industriji. Hielscher Ultrasonics disperzatori pružaju efikasnu i preciznu homogenizaciju i disperziju nanomaterijala u rastvaračima, polimerima i kompozitima.
    Sa svojom naprednom ultrazvučnom tehnologijom, ovi disperzatori nude brzo i jednostavno rješenje za postizanje ujednačene distribucije veličine čestica, stabilnih disperzija i/ili funkcionalizacije nanočestica.
    Smanjenjem vremena obrade i minimiziranjem potrošnje energije, ultrazvučni raspršivači sonde mogu poboljšati produktivnost i smanjiti operativne troškove za poduzeća u različitim industrijama.
    Hielscher ultrasonikatori se također mogu prilagoditi specifičnim zahtjevima, s opcijama za niz veličina sonde, pojačavača, nivoa snage i protočnih ćelija, što ih čini svestranim i prilagodljivim različitim nano-formulacijama i volumenima.
    Sve u svemu, ultrazvučni disperzatori sonde odlična su investicija za laboratorije i industrije koje žele optimizirati svoje radne tokove obrade nanomaterijala i postići konzistentne, pouzdane rezultate.

    Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvaliteta Made in Germany

    Hielscher ultrasonicatori su poznati po najvišoj kvaliteti i standardima dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih aparata u industrijske objekte. Hielscher ultrasonikatori pouzdano upravljaju teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

    Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne aparate visokih performansi koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i lakoćom korišćenja. Naravno, Hielscher ultrasonikatori su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoH.

    Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:

    Batch Volume Flow Rate Preporučeni uređaji
    0.5 do 1.5 mL N? A VialTweeter
    1 do 500 ml 10 do 200 ml/min UP100H
    10 do 2000 ml 20 do 400 ml/min UP200Ht, UP400St
    0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
    10 do 100L 2 do 10 l/min UIP4000hdT
    15 do 150L 3 do 15 l/min UIP6000hdT
    N? A 10 do 100L/min UIP16000
    N? A veći klaster of UIP16000

    Kontaktiraj nas!? Pitajte nas!

    Pitajte za više informacija

    Molimo koristite obrazac ispod da zatražite dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrazvučni sistem koji zadovoljava vaše zahteve!









    Molimo obratite pažnju na naše Politika privatnosti.




    Ultrazvučna disperzija ugljeničnih nanocevi: Hielscher ultrasonikator UP400S (400W) brzo i efikasno raspršuje i rastavlja CNT u pojedinačne nanocevi.

    Raspršivanje ugljeničnih nanocevi u vodi pomoću UP400S

    Video Thumbnail

    Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratorijskoj, stonoj, pilot i industrijskoj obradi.

    Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.



    Industrijski reaktor za miješanje za nano-disperzije pomoću ultrazvučnih sondi velike snage.

    Ultrazvučni šaržni reaktor za industrijsku obradu, npr. ugrađivanje CNT-a i drugih nanopunila u polimere za boje za 3D štampanje za aditivnu proizvodnju.


    Literatura? Reference


    Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog aparata preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.

    Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.

    Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.

    Let's get in contact.