Disperze uhlíkových nanotrubic v 3D tisknutelných inkoustech

Rovnoměrná disperze CNT v 3D tisknutelných inkoustech může zlepšit vlastnosti inkoustu a umožnit nové aplikace v různých oblastech. Ultrazvuku typu sondy je vysoce spolehlivá dispergační technika pro výrobu stabilních nanosuspenzí CNT v polymerech.

Efektivní a stabilní disperze CNT v polymerech v důsledku sonikace

Uhlíkové nanotrubice (CNT) jsou často rozptýleny v křemíkových olejích pro různé aplikace kvůli jejich jedinečným vlastnostem. Disperze CNT v křemíkových olejích může zlepšit mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti výsledných materiálů. Jednou z takových aplikací je výroba CNT dopovaných polymerů pro vodivé 3D tisknutelné inkousty, např. pro aditivní výrobu nositelných dotykových senzorů na bázi bio, lešení pro regeneraci tkání specifických pro pacienta a flexibilních elektrod EKG a EEG.
Kromě toho mohou být CNT rozptýlené v křemíkových olejích použity jako vodivé inkousty v elektronických zařízeních, jako jsou flexibilní displeje a senzory. CNT působí jako vodivé dráhy, které umožňují tok elektrického proudu.

Disperze uhlíkových nanotrubiček (CNT) v polymerech je typickou aplikací pro ultrazvukové sondy, jako je UIP1000hdT. Ultrazvukové dispergátory zajišťují rovnoměrné rozložení CNT v rozpouštědlech a polymerech, např. pro výrobu 3D tisknutelných inkoustů.

Dispergační CNT v polyethylenglykolu (PEG) - Hielscher Ultrazvuk

Miniatura videa

Žádost o informace





Vysoce výkonné ultrasonicators jsou spolehlivé a vysoce účinné inline míchací systémy pro výrobu nanodisperzí, např. vodivé 3D-tisknutelné nano-inkousty pro aditivní výrobu.

Průmyslový výkon ultrazvukový systém pro průmyslovou inline disperzi: Vysoce výkonné ultrasonicators jsou spolehlivé a vysoce účinné inline míchací systémy pro výrobu nanodisperzí, jako jsou CNT v polymerech.

Výhody ultrazvukové CNT / polymerní disperze

Ultrazvuku je velmi účinná dispergační technika, která přichází s několika výhodami. Výhody ultrazvukové disperze uhlíkových nanotrubiček (CNT) v polymerech zahrnují:

  • Zlepšil se rozptyl: Ultrazvuková energie může účinně rozkládat aglomeráty CNT a podporovat jejich rovnoměrnou disperzi v polymerech. Výsledkem je homogenní směs se zlepšenými mechanickými vlastnostmi, elektrickou vodivostí a tepelnou vodivostí.
  • Přesné ovládání: Ultrazvuková energie umožňuje lepší kontrolu nad procesem disperze, jako je stupeň disperze a velikost CNT. To může pomoci dosáhnout požadovaných vlastností výsledného nanokompozitního materiálu.
  • Zkrácená doba zpracování: Ultrazvuková dispergace může výrazně zkrátit dobu zpracování ve srovnání s jinými metodami disperze, jako je magnetické míchání nebo sonikace bez tepla. To může zlepšit efektivitu a škálovatelnost procesu.
  • Univerzálnost: Ultrazvukové dispergátory mohou zpracovávat jakýkoli druh nanočástic včetně nanosfér (např. nano-křemičitý), nanotrubiček (SWNT, MWNT), nanolistů, jako je grafen nebo borfen, funkcionalizovaných nanomateriálů a nanočástic jádra. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators zvládne vysoké pevné zatížení a jsou kompatibilní s jakýmikoli rozpouštědly a kapalinami.
  • Nákladově efektivní: Ultrazvukové dispergátory jsou relativně levné míchací zařízení ve srovnání s mlýny a jinými technikami. Kromě toho jsou ultrazvukové procesory velmi robustní, vyžadují velmi malou údržbu a jsou velmi energeticky účinné.
  • Dávkové a inline zpracování: Ultrazvuková disperze může být spuštěna v dávkovém nebo kontinuálním průtokovém režimu.
  • Snadný provoz: Ultrazvukové sondy jsou jednoduché a bezpečné. Hielscher digitální ultrasonicators jsou programovatelné a mohou být dálkově ovládané. Automatické zaznamenávání dat pomáhá udržovat standardy kvality.
  • Lineární škálovatelnost: Ultrazvukové dispergační procesy mohou být zcela lineární v měřítku na libovolnou velikost, což činí sonikaci nejen vysoce účinnou, ale také praktickou výrobní metodou pro průmyslovou výrobu.
  • Šetrné: Ultrazvuková disperze je zelená a ekologická metoda, která umožňuje vyhnout se nebo snížit používání škodlivých rozpouštědel nebo chemikálií, což z něj činí bezpečnější a udržitelnou volbu pro průmyslové aplikace.
  • Ultrazvukový průmyslový systém pro inline rozpouštěcí procesy.

    Ultrazvukový průmyslový systém pro inline rozpouštěcí procesy, např. rovnoměrné disperze uhlíkových nanotrubiček do polymerních formulací.

    Žádost o informace





    V tomto videu vám ukážeme 2 kilowattový ultrazvukový systém pro inline provoz v čistitelné skříni. Hielscher dodává ultrazvukové vybavení téměř všem průmyslovým odvětvím, jako je chemický průmysl, farmaceutický, kosmetický, petrochemické procesy, stejně jako pro extrakční procesy založené na rozpouštědlech. Tato čistitelná skříň z nerezové oceli je určena pro provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu. Za tímto účelem může zákazník propláchnout uzavřenou skříň dusíkem nebo čerstvým vzduchem, aby se zabránilo vniknutí hořlavých plynů nebo par do skříně.

    2x 1000 wattů Ultrasonicators v proplachovací skříni pro instalaci v prostředí s nebezpečím výbuchu

    Miniatura videa

    Obecný protokol pro ultrazvukovou výrobu kompozitů CNT/PDMS

    Ultrazvuku se používá pro rozptýlení mnoha nano-velkých materiálů v polymerech. Specifickou a běžně používanou aplikací je disperze uhlíkových nanotrubiček (CNT) v dimethylpolysiloxanu (PDMS) pomocí sonikace sondového typu. Za účelem rozptýlení CNT do PDMS matice se používá výkonový ultrazvuk a výsledné účinky akustické kavitace k rozpletení nanotrubiček a jejich rovnoměrnému smíchání do nanosuspenze. Sonikace sondového typu je výkonná metoda pro rozptýlení CNT díky své schopnosti vytvářet intenzivní kavitační síly, které mohou účinně rozbít a rozptýlit aglomerované CNT.
    Ultrazvuková disperze je jednoduchý krok zpracování, který nevyžaduje žádné specifické předběžné nebo následné ošetření. Samotné ultrazvukové zařízení je bezpečné a snadno ovladatelné.
    Proces disperze pomocí sonikace sondy obvykle zahrnuje následující kroky:

    1. Příprava směsi CNT-PDMS: Předem stanovené množství CNT se přidá do PDMS matice a předmíchá se pomocí mechanického míchadla. Je zajímavé, že předdispergováním CNT v rozpouštědle by mohla být elektrická vodivost zvýšena. Nejlepších výsledků dosahuje tetrahydrofuran (THF), aceton nebo chloroform (řazeno podle nejlepších výsledků).
    2. Sonikace sondy: Směs je podrobena sonikaci sondy pomocí ultrazvukové sondy s vysokou intenzitou, která generuje ultrazvukové vlny s frekvencí typicky cca. 20 kHz. V závislosti na objemu a formulaci, sonikace se obvykle provádí po dobu několika minut, aby se zajistila úplná disperze CNT.
    3. Sledování rozptylu: Disperze CNT je monitorována pomocí technik, jako je rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), transmisní elektronová mikroskopie (TEM) nebo UV-Vis spektroskopie. Tyto techniky mohou být použity k vizualizaci distribuce CNT v rámci PDMS matice a k zajištění rovnoměrného rozptýlení CNT.

    Stručně řečeno, sonikace sondového typu je výkonná metoda pro dispergaci CNT v polymerech, jako je PDMS, díky své schopnosti vytvářet intenzivní kavitační síly, které mohou účinně rozbít a rozptýlit aglomerované CNT.

    Případové studie ultrazvukové výroby kompozitů CNT / polymerů

    Disperze nanotrubiček a jiných nanomateriálů na bázi uhlíku pomocí ultrazvuku typu sondy byla rozsáhle zkoumána a následně implementována do průmyslové výroby. Níže uvádíme několik výzkumných studií, které prokazují výjimečnou účinnost ultrazvukové disperze nanotrubiček.

    Ultrazvuková disperze CNT v PDMS pro nositelné senzory

    Ultrazvuková sonda-typ homogenizátor UP400St pro disperzi a syntézu nanokompozitu.Del Bosque a kol. (2022) porovnávali tříválcové frézování a sonikaci pro jejich účinnost disperze CNT. Analýza disperzní procedury nanočástic do polymerní matrice ukazuje, že ultrazvuku technika poskytuje vyšší elektrickou citlivost ve srovnání s tříválcovým frézováním v důsledku vyšší homogenity distribuce CNT vyvolané kavitačními silami. Při testování různých CNT zátěží bylo zjištěno, že práh perkolace systému CNT-PDMS, tj. kritický obsah CNT, ve kterém se stává elektricky vodivým, je 0,4 hm. % CNT. Multi-Wall uhlíkové nanotrubice (MWCNT) byly rozptýleny ultrazvuku pomocí Hielscher ultrasonicator UP400ST (viz obrázek vlevo) při 0,5 pulzní cykly a 50 % amplituda pro 2h. Účinky ultrazvukového dispergování v průběhu doby sonikace jsou uvedeny na obrázku níže.
    Na základě této analýzy byly optimální podmínky pro výrobu nositelných senzorů zvoleny jako 0,4 hm. % CNT pomocí ultrazvuku. V tomto ohledu analýza elektrické odezvy při po sobě jdoucích zatěžovacích cyklech ukázala vysokou robustnost vyvinutých senzorů bez jakéhokoli poškození při 2%, 5% a 10% namáhání, což činí tyto senzory spolehlivými pro monitorování středního namáhání.

    Ultarsonická disperze uhlíkových nanotrubic je vysoce účinná pro rovnoměrné rozložení nanotrubic v polymerních matricích, jako je dimethylpolysiloxan (PDMS)

    Ultrazvuková disperze MWCNT v PDMS pomocí ultrasonicator UP400St v různých časech sonikace.
    (Studie a obrázek: ©del Bosque et al., 2022)

    Vysoce výkonné ultrazvukové dispergační zařízení pro CNT / polymerní nanokompozity

    Ultrasonicator UIP2000hdT je mobilní režijní homogenizátor pro četné aplikace kapaliny a pevné kapaliny.Hielscher Ultrasonics výrobci vysoce výkonné ultrazvukové sondy pro náročné dispergační aplikace v laboratoři, bench-top a průmyslu. Hielscher Ultrazvukové dispergátory poskytují účinnou a přesnou homogenizaci a disperzi nanomateriálů v rozpouštědlech, polymerech a kompozitech.
    Díky pokročilé ultrazvukové technologii nabízejí tyto dispergátory rychlé a snadné řešení pro dosažení rovnoměrné distribuce velikosti částic, stabilních disperzí a / nebo funkcionalizace nanočástic.
    Zkrácením doby zpracování a minimalizací spotřeby energie mohou ultrazvukové dispergátory sond zlepšit produktivitu a snížit provozní náklady pro podniky v různých průmyslových odvětvích.
    Hielscher ultrasonicators mohou být také přizpůsobeny tak, aby vyhovovaly specifickým požadavkům, s možnostmi pro řadu velikostí sond, posilovací rohy, úrovně výkonu a průtokové buňky, což je všestranné a přizpůsobitelné různým nano-formulacím a objemům.
    Celkově jsou ultrazvukové dispergátory sond vynikající investicí pro laboratoře a průmyslová odvětví, která chtějí optimalizovat své pracovní postupy zpracování nanomateriálů a dosáhnout konzistentních a spolehlivých výsledků.

    Návrh, výroba a poradenství – Kvalita Vyrobeno v Německu

    Hielscher ultrasonicators jsou dobře známé pro jejich nejvyšší kvalitu a designové standardy. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrasonicators do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročné prostředí spolehlivě zvládají Hielscher ultrasonicators.

    Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators představovat state-of-the-art technologie a uživatelská přívětivost. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou CE kompatibilní a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

    Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

    Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
    00,5 až 1,5 ml na VialTweeter
    1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
    10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
    00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
    10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
    15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
    na 10 až 100L / min UIP16000
    na větší hrozen UIP16000

    Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

    Požádejte o další informace

    Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









    Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


    Ultrazvukové disperze uhlíkových nanotrubiček: Hielscher ultrasonicator UP400S (400W) rozptýlí a rozpojí CNT rychle a efektivně do jednoho nanotrubičky.

    Disperace uhlíkových nanotrubiček ve vodě pomocí UP400S

    Miniatura videa

    Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorních, stolních, pilotních a průmyslových zpracováních.

    Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.



    Průmyslový směšovací reaktor pro nanodisperze pomocí vysoce výkonných ultrazvukových sond.

    Ultrazvukový dávkový reaktor pro průmyslové zpracování, např. začlenění CNT a dalších nanoplniv do polymerů pro 3D tisknutelné inkousty pro aditivní výrobu.


    Literatura / Reference


    Vysoce výkonný ultrazvuk! Hielscherův sortiment pokrývá celé spektrum od kompaktního laboratorního ultrasonicatoru přes bench-top jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

    Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.


    Rádi probereme váš proces.

    Pojďme se spojit.