Ultrazvučna proizvodnja provodljivih boja u velikim količinama
- Ujednačeno dispergovane nanočestice kao što su srebro, grafen ili CNT sa precizno prilagođenom veličinom čestica ključne su za proizvodnju visokoprovodljivih mastila.
- Snažni ultrazvučni disperzatori omogućavaju sintetizaciju, deaglomeraciju i distribuciju metalnih (npr. Ag), nanočestica na bazi ugljenika (npr. CNT, grafen) kao i nanokompozita sa odličnom električnom provodljivošću.
- Hielscher ultrazvučni disperzatori osiguravaju visokokvalitetne disperzije, dok su vrlo učinkoviti, pouzdani i isplativi.
Ultrazvučna disperzija provodnih nanočestica
Konduktivno mastilo ima – kao što mu ime kaže – funkcionalnost električne provodljivosti. Za pripremu provodljivih boja i premaza, komponente koje provode električnu energiju (provodna punila) moraju biti vrlo ravnomjerno raspršene u bazi boje. Nanočestice kao što su srebro, bakar, CNT, grafen, grafit, druge čestice obložene metalom i nanokompoziti su ugrađeni za visoku provodljivost.
Ultrazvučni procesori stvaraju izuzetno intenzivne sile smicanja, pomoću kojih se van der Waalsove sile i molekularne veze mogu savladati. Ultrazvučna disperzija je poželjna tehnika za raspršivanje nanočestica, budući da sonikacija daje vrlo usku distribuciju veličine zrna, visoke funkcionalnosti čestica i ponovljive rezultate.
Ultrazvučni šaržni reaktor za disperziju nanomaterijala u provodnim bojama.
- Nano-srebrna mastila
- Grafenske boje (sa vrlo visokim opterećenjem grafena)
- Bakarne boje (nanožice i nanočestice)
- CNT mastila
- SWNT mastila
- Nano-zlatna mastila
- višestruki nano-kompoziti
- 3D mastila za štampanje
- električno provodljivi ljepila (ECA)
Ultrazvučna disperzija dielektričnih nanočestica
Da bi se kompozitu dala izolaciona svojstva, dielektrične čestice kao što su SiO2, ZnO, aluminij-epoksi nanokompoziti, između ostalih, moraju biti homogeno dispergirane kao pojedinačne čestice u matrici. Ultrazvučno raspršivanje osigurava da se aglomerati razbiju tako da su nanočestice dobro raspršene. Vrlo uska distribucija čestica je ključna za postizanje pouzdane dielektrične funkcionalnosti materijala.
Hielscher High-Power Ultrasonicators za nanodisperzije
Snažni ultrazvučni sistemi osiguravaju pouzdanu disperziju nanočestica – na laboratorijskom i stonom nivou do potpuno industrijske razmjere. U poređenju sa drugim dobavljačima ultrazvučnih uređaja, Hielscher ultrazvučni sistem je u stanju da isporuči veoma visoke amplitude do 200µm – continuously run in 24/7 operation and with simple sonotrode shapes. If an application requires even higher amplitudes and/or very high temperatures, Hielscher offers customized ultrasonic sonotrodes, which can deliver amplitudes of >200µm and inserted into very hot environments (e.g. for sonication of metal melts). The robustness of Hielscher ultrasonic equipment fullfils industrial standards. All our equipment is built for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
- prilagođena veličina čestica
- visoka provodljivost
- Visoko opterećenje česticama
- niske do visoke viskoznosti
- kontrola procesa
- laka obrada
- rapid
- Isplativo
Industrijski ultrazvučni procesor UIP16000 (16kW) za proizvodnju provodljivih boja
Literatura / Reference
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Činjenice koje vrijedi znati
Električno vodljive nanočestice
Nanočestice (NP) nude jedinstvene karakteristike materijala, koje se mogu drastično razlikovati od karakteristika materijala. Nanomaterijali dolaze u različitim oblicima. Mogu imati izuzetno visok omjer širine i visine od 1:1 000 000 (npr. nanocijevi) ili savršeno šeričan oblik. Osim cijevi i sfera, nanočestice imaju oblik štapića, žica, brkova, nanocvijeća, vlakana, pahuljica i tačaka.
Veličina i oblik nanočestica igraju važnu ulogu u pogledu svojstava NP-a kao što su vlačna čvrstoća, fleksibilnost, termomehanička, provodljiva, dielektrična, magnetna i optička svojstva. Da bi se te funkcionalnosti prenijele u kompozite, NP-ovi moraju biti dispergirani i ujednačeni u matricu. Da bi se dobila tako visokokvalitetna disperzija, ultrazvučna tehnika je poželjna tehnika dispergiranja.
Električno provodljive nanočestice se široko koriste za davanje mastila i premaza električne provodljivosti. Nano-srebro (nano-Ag) jedno je od najčešće korištenih nanopunila u provodnim bojama. Konduktivne boje na bazi srebra mogu se formulisati kao boje na bazi vode i za sito štampa, koje su fleksibilne i otporne na gužvanje.
provodne boje
Provodljive boje su provodljivi polimeri (polianilin, politiofen ili polipiroli, itd.), koji se mogu nanositi ink-jet štampom, centrifugiranjem itd. biti plemeniti metali, provodljivi polimeri ili ugljični nanomaterijali. Konduktivna mastila imaju širok spektar primene i koriste se u proizvodnji elektronike, ambalaže (PET i plastične folije), senzora, antena, RFID oznaka/nalepnica, ekrana osetljivih na dodir, OLED ekrana, štampanih grejača i mnogih drugih.
PEDOT:PSS [poli(3,4-etilendioksitiofen) poli(stirensulfonat)] je jedan od najčešće korišćenih provodljivih polimera, koji pored visoke provodljivosti nudi i proziran izgled. Dodavanjem mreže ugljeničnih nanocevi, srebrnih nanožica i/ili grafena, provodljivost PEDOT:PSS-a može se značajno poboljšati. Modifikovane PEDOT:PSS boje i formulacije su dostupne za različite procese premaza i štampanja. PEDOT:PSS mastila na bazi vode se uglavnom koriste za premazivanje utora, fleksografiju, rotogravura i inkjet štampu.
Dielektrične boje
Dielektrične boje i premazi su električno neprovodni i koriste se u sito štampi elektronskih ploča kako bi se izgradio izolacijski sloj za zaštitu i poboljšanje provodljivih materijala.
Dielektrične nanočestice se koriste da tintama, pastama i premazima daju izolacioni kapacitet.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.