Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Dispositius ultrasònics per dispersar els nanomaterials

Els nanomaterials s'han convertit en un component integral de productes tan diversos com filtres solars, revestiments d'alt rendiment, o materials compostos de plàstic. cavitació ultrasònica s'usa per dispersar les partícules de mida nanomètrica en líquids, com ara aigua, oli, dissolvents o resines.

homogeneïtzador ultrasònic UP200S per a la dispersió de partícules

L'aplicació d'ultrasons als nanomaterials té múltiples efectes. La més òbvia és la dispersió de materials en líquids per tal de trencar els aglomerats de partícules. Un altre procés és l'aplicació d'ultrasons durant síntesi de partícula o la precipitació. Generalment, això condueix a partícules més petites i l'augment de la uniformitat de mida. cavitació ultrasònica millora la transferència de material a les superfícies de partícules, també. Aquest efecte es pot utilitzar per millorar la superfície funcionalització de materials que tenen una alta àrea de superfície específica.

Dispersant i de reducció de la mida dels nanomaterials

Degussa pols de diòxid de titani abans i després del processament cavitacional ultrasònica.Nanomaterials, per exemple òxids metàl·lics, nanoarcillas o nanotubs de carboni tendeixen a aglomerar quan es barreja en un líquid. mitjà eficaç de desaglomeració i Dispersió són necessaris per superar les forces d'enllaç després de wettening la pols. La desintegració ultrasònica de les estructures d'aglomerat en suspensions aquoses i no aquoses, permet la utilització de tot el potencial dels materials de mida nanomètrica. Les investigacions en diverses dispersions d'aglomerats de nanopartícules amb un contingut de sòlids variables han demostrat la considerable avantatge dels ultrasons en comparació amb altres tecnologies, com ara mescladors de rotor-estator (per exemple Ultra Turrax), homogeneïtzadors de pistó, o mètodes de mòlta humida, per exemple taló molins o molins col·loïdals. sistemes ultrasònics Hielscher es poden executar en concentracions bastant altes en sòlids. Per exemple, per sílice es va trobar que la taxa de ruptura a ser independent de la sòlid concentració de fins a 50% en pes. L'ultrasò pot ser aplicat per a la dispersió d'alta concentració màster-lots - el processament de líquids de baixa i alta viscositat. Això fa que la solució d'ultrasò bon processament per a pintures i revestiments, basats en diferents mitjans, com ara aigua, resina o oli.

Feu clic aquí per llegir més sobre la dispersió d'ultrasò de nanotubs de carboni.

cavitació ultrasònica

Cavitació ultrasònica d'aigua causada per la intensa aplicació d'ultrasonsLa dispersió i la desaglomeració per ultrasons són un resultat de la cavitació ultrasònica. Quan l'exposició de líquids als ultrasons de les ones sonores que es propaguen en el resultat de líquid en l'alternança de cicles d'alta pressió i de baixa pressió. Això s'aplica tensió mecànica en les forces d'atracció entre les partícules individuals. cavitació ultrasònica en líquids fa que dolls de líquid d'alta velocitat de fins a 1.000 quilòmetres / h (aprox. 600 mph). Tals dolls premi líquid a alta pressió entre les partícules i separar els uns dels altres. Les partícules més petites són accelerats amb els raigs de líquid i xoquen a altes velocitats. Això fa que l'ecografia un mitjà eficaç per a la dispersió, sinó també per al mòlta de micres de mida i partícules sub micres de mida.

Síntesi assistida per ultrasons de partícules / precipitació

reactor Optimitzat sono-química (Banert et al., 2006)Les nanopartícules poden ser generats de baix a dalt per síntesi o precipitació. Sonochemistry és una de les primeres tècniques utilitzades per preparar els compostos de mida nanomètrica. Suslick en la seva obra original, es va sotmetre a ultrasons Fe (CO)5 ja sigui com un líquid pur o en una solució deaclin i nanopartícules de ferro amorfs de mida 10-20nm obtinguts. Generalment, una barreja sobresaturada s'inicia la formació de partícules sòlides d'un material altament concentrada. Ultrasons millora la barreja dels precursors i augmenta la transferència de massa en la superfície de la partícula. Això condueix a mida de partícula més petit i més gran uniformitat.

Feu clic aquí per llegir més sobre la precipitació assistida per ultrasons dels nanomaterials.

La funcionalització de superfícies amb ultrasò

Molts nanomaterials, com òxids metàl·lics, tinta d'injecció i pigments de tòner, o materials de càrrega per a un rendiment revestiments, Requereixen funcionalització de la superfície. Per funcionalitzar la superfície completa de cada partícula individual, es requereix un bon mètode de dispersió. Quan es dispersa, les partícules són típicament envoltats per una capa límit de molècules atrets a la superfície de la partícula. Per tal que nous grups funcionals per arribar a la superfície de la partícula, aquesta capa límit ha de ser trencat o retirat. Els dolls líquids resultants de la cavitació ultrasònica poden arribar a velocitats de fins a 1.000 quilòmetres / h. Aquest estrès ajuda a superar les forces d'atracció i porta a les molècules funcionals a la superfície de la partícula. a sonoquímica, Aquest efecte s'utilitza per millorar el rendiment dels catalitzadors dispersos.

Ultrasons abans del mesurament de la grandària de partícules

Bombament, agitació i sonicació amb el dispositiu ultrasònic SonoStep All-in-One (Feu clic per fer més gran!)

Ultrasons de mostres millora l'exactitud de la seva mida de partícula o el mesurament de la morfologia. El nou SonoStep combina l'ultrasò, l'agitació i bombament de mostres en un disseny compacte. És fàcil d'operar i es pot utilitzar per lliurar mostres sonicadas a dispositius analítics, com ara analitzadors de mida de partícula. La sonicació intensa ajuda a dispersar partícules aglomerades que condueixen a resultats més consistents.Feu clic aquí per llegir més!

Processament d'ultrasons durant Lab i Escala de Producció

processadors d'ultrasons i cèl·lules de flux per a la desaglomeració i dispersió estan disponibles per a Laboratori i producció nivell. Els sistemes industrials es poden adaptar fàcilment per a treballar en línia. Per al desenvolupament de la investigació i el procés es recomana utilitzar el UIP1000hd (1.000 watts).

Hielscher ofereix una àmplia gamma de dispositius d'ultrasons i accessoris per a la dispersió eficient dels nanomaterials, per exemple en pintures, tintes i revestiments.

  • aparells de laboratori compactes de fins 400 watts de potència
    Aquests dispositius s'utilitzen principalment per a la preparació de la mostra o els estudis inicials de viabilitat i estan disponibles per al lloguer.
  • 500 i 1000 i 2000 processadors ultrasònics com el watts UIP1000hd conjunt amb cel de flux i diversos banyes de reforç i sonotrodos pot processar fluxos de major volum.
    Els dispositius com aquest són utilitzats en l'optimització dels paràmetres (com: amplitud, la pressió operativa, velocitat de flux, etc.) en sobretaula o escala de planta pilot.
  • Els processadors d'ultrasons 2, 4, 10 i 16kW i més grans raïms de diverses d'aquestes unitats poden processar corrents de volum de producció en gairebé qualsevol nivell.

Banc d'equips d'alta està disponible per a lloguer en bones condicions per executar assajos de procés. Els resultats d'aquests assajos es poden escalar lineal a nivell de producció - la reducció del risc i els costos involucrats en el desenvolupament del procés. Estarem encantats d'ajudar en línia, per telèfon o personalment. Si us plau, trobar les nostres adreces aquíO utilitzi el següent formulari.

Demaneu una proposta per aquest article!

Per rebre una proposta, si us plau posi les seves dades de contacte en el següent formulari. Una configuració de dispositiu típic és pre-seleccionada. Siéntase lliure de revisar la selecció abans de fer clic al botó per sol·licitar la proposta.








Si us plau, indiqui la informació que desitja rebre, a continuació:






Tingueu en compte que Política de privacitat.


literatura


pensaments Aharon (2004): Usant sonoquímica per a la fabricació de nanomaterials, Ultrasonic Sonochemistry convidat Aportacions2004 Elsevier BV

nanomaterials – Informació d'antecedents

Els nanomaterials són materials de menys de 100 nm de grandària. Ells estan progressant ràpidament en les formulacions de pintures, tintes i revestiments. Els nanomaterials es divideixen en tres grans categories: òxids metàl·lics, nanoarcillas, i nanotubs de carboni. nanopartícules d'òxid de metall, inclouen òxid de nanoescala zinc, òxid de titani, òxid de ferro, òxid de ceri i òxid de zirconi, així com compostos metàl·lics mixtes com ara òxid d'indi-estany i zirconi i titani, així com compostos metàl·lics mixtes com ara indi òxid de -tin. Aquest petit detall té un impacte en moltes disciplines, com la física, Química i la biologia. En pintures i revestiments nanomaterials satisfer les necessitats de decoració (per exemple, color i brillantor), amb fins funcionals (per exemple, la conductivitat, la inactivació microbiana) i millorar la protecció (per exemple, resistència al ratllat, estabilitat UV) de pintures i revestiments. En particular nano de mida de metall-òxids, com ara TiO2 i ZnO o alúmina, ceria i sílice i pigments nano de mida troben aplicació en les noves formulacions de pintura i recobriment.

Quan la matèria es redueix en grandària que canvia les seves característiques, com el color i la interacció amb altres matèries com ara la reactivitat química. El canvi en les característiques és causada pel canvi de les propietats electròniques. Per la reducció de mida de partícula, S'incrementa l'àrea de superfície del material. A causa d'això, un major percentatge dels àtoms pot interactuar amb una altra matèria, per exemple, amb la matriu de resines.

L'activitat superficial és un aspecte clau dels nanomaterials. L'àrea d'aglomeració i agregació bloqueja la superfície del contacte amb altres matèries. Només les partícules disperses o bé disperses permeten aprofitar tot el potencial beneficiós de la matèria. En el resultat, la bona dispersió redueix la quantitat de nanomaterials necessaris per aconseguir els mateixos efectes. Com que la majoria dels nanomaterials encara són força costosos, aquest aspecte té una gran importància per a la comercialització de formulacions de productes que continguin nanomaterials. Actualment, molts nanomaterials es produeixen en un procés sec. Com a resultat, les partícules s'han de barrejar en formulacions líquides. Aquí és on la majoria de les nanopartícules formen aglomerats durant la humectació. Especialment nanotubs de carboni són molt cohesiu el que fa difícil per dispersar en líquids, com ara aigua, etanol, oli, polímer o resina epoxi. dispositius de processament convencionals, per exemple d'alt cisallament o rotor-estator, mescladors homogeneïtzadors d'alta pressió o col·loide i de disc molins estan a l'altura en la separació de les nanopartícules en partícules discretes. En particular per a la petita qüestió de diversos nanòmetres fins parell de micres, cavitació ultrasònica és molt eficaç per trencar aglomerats, àrids i fins i tot primàries. Quan el ultrasò s'utilitza per a la mòlta de lots d'alta concentració, els Jets corrents líquides resultants de la cavitació ultrasònica, fan que les partícules xoquen entre si a velocitats de fins a 1.000 kmh. Això trenca les forces de van der Waals en aglomerats i fins i tot partícules primàries.