Hielscher Ultrasonics
Rádi s vámi probereme váš postup.
Zavolejte nám: +49 3328 437-420
Napište nám: info@hielscher.com

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 díky svým jedinečným vlastnostem často dispergovány v silikonových olejích pro různé aplikace. Disperze CNT v silikonových 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 biologickou aditivní výrobu nositelných hmatových senzorů, nosičů pro regeneraci tkání specifických pro pacienta a flexibilních elektrod EKG a EEG.
Kromě toho lze CNT dispergované v silikonových olejích použít jako vodivé inkousty v elektronických zařízeních, jako jsou flexibilní displeje a senzory. CNT fungují jako vodivé cesty, které umožňují tok elektrického proudu.

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

Dispergování CNT v polyethylenglykolu (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Miniatura videa

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




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

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

Výhody ultrazvukové disperze CNT / polymeru

Ultrazvuku je velmi účinná dispergační technika, která přichází s několika výhodami. Mezi výhody ultrazvukové dispergace uhlíkových nanotrubic (CNT) v polymerech patří:

  • Vylepšený 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 disperzními metodami, 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-oxid křemičitý), nanotrubic (SWNT, MWNT), nanovrstev, jako je grafen nebo borfen, funkcionalizovaných nanomateriálů a také nanočástic jádra a obalu. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators zvládnou vysoké zatížení pevných látek a jsou kompatibilní s jakýmikoli rozpouštědly a kapalinami.
  • Nákladově efektivní: Ultrazvukové dispergátory jsou relativně levné míchací zařízení ve srovnání s mlýny a jinými dispenzačními technikami. Ultrazvukové procesory jsou navíc 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.
  • Snadná obsluha: Obsluha ultrazvukových sond je jednoduchá a bezpečná. Hielscher digitální ultrasonicators jsou programovatelné a mohou být dálkově ovládány. Automatický záznam dat pomáhá udržovat standardy kvality.
  • Lineární škálovatelnost: Ultrazvukové dispergační procesy mohou být zcela lineárně škálovány na libovolnou velikost, díky čemuž je sonikace nejen vysoce účinnou, ale také proveditelnou výrobní metodou pro průmyslovou výrobu.
  • Šetrné: Ultrazvuková dispergace je ekologická a ekologická metoda, která umožňuje vyhnout se nebo snížit používání škodlivých rozpouštědel nebo chemikálií, což z něj činí bezpečnější a udržitelnou možnost pro průmyslové aplikace.
  • Ultrazvukový průmyslový systém pro inline rozpouštěcí procesy.

    Ultrazvukový průmyslový systém pro inline rozpouštěcí procesy, např. rovnoměrnou disperzi uhlíkových nanotrubiček do polymerních formulací.

    Žádost o informace




    Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




    V tomto videu vám ukážeme ultrazvukový systém o výkonu 2 kilowattů pro inline provoz v proplachovatelné skříni. Hielscher dodává ultrazvuková zařízení téměř do všech průmyslových odvětví, jako je chemický průmysl, farmaceutický, kosmetický, petrochemický proces, stejně jako pro extrakční procesy na bázi rozpouštědel. Tato proplachovatelná skříň z nerezové oceli je určena pro provoz v nebezpečných oblastech. Za tímto účelem může zákazník utěsněnou skříň propláchnout dusíkem nebo čerstvým vzduchem, aby se zabránilo vniknutí hořlavých plynů nebo par do skříně.

    2x 1000 W Ultrasonicators v proplachovatelné skříni pro instalaci v nebezpečných oblastech

    Miniatura videa

    Obecný protokol pro ultrazvukovou výrobu kompozitů CNT/PDMS

    Ultrazvuku se používá pro disperzi mnoha nano-velkých materiálů v polymerech. Specifickou a běžně používanou aplikací je disperze uhlíkových nanotrubic (CNT) v dimethylpolysiloxanu (PDMS) pomocí sonikace typu sondy. Aby se CNT rozptýlily do PDMS matrice, používá se výkonový ultrazvuk a výsledné efekty akustické kavitace k rozpletení nanotrubic a jejich rovnoměrnému promíchání do nanosuspenze. Sonikace typu sondy je výkonná metoda pro dispergaci CNT díky své schopnosti generovat intenzivní kavitační síly, které mohou účinně rozbít a rozptýlit aglomerované CNT.
    Ultrazvuková dispergace je jednoduchý krok zpracování, který nevyžaduje žádnou specifickou předúpravu ani následnou úpravu. Samotné ultrazvukové zařízení je bezpečné a snadno ovladatelné.
    Proces disperze pomocí sonuterapie typu sondy obvykle zahrnuje následující kroky:

    1. Příprava směsi CNT-PDMS: Předem stanovené množství CNT se přidá do matice PDMS a předmíchá se pomocí mechanického míchadla. Zajímavé je, že předdispergací CNT v rozpouštědle by mohla být zvýšena elektrická vodivost. Nejlepších výsledků se dosahuje tetrahydrofuranem (THF), acetonem nebo chloroformem (seřazeno podle nejlepších výsledků).
    2. Sonikace typu sondy: Směs je podrobena sonikaci typu sondy pomocí ultrazvukové sondy s vysokou intenzitou, která generuje ultrazvukové vlny s frekvencí typicky cca. 20 kHz. V závislosti na objemu a formulaci se sonikace obvykle provádí několik minut, aby se zajistila úplná disperze CNT.
    3. Sledování disperze: Disperze CNT je sledována pomocí technik, jako je skenovací elektronová mikroskopie (SEM), transmisní elektronová mikroskopie (TEM) nebo UV-Vis spektroskopie. Tyto techniky lze použít k vizualizaci distribuce CNT v rámci matice PDMS a k zajištění rovnoměrného rozptýlení CNT.

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

    Případové studie ultrazvukové výroby CNT/polymerních kompozitů

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

    Ultrazvuková disperze CNT v PDMS pro nositelné senzory

    Ultrazvukový homogenizátor typu sondy UP400St pro disperzi a syntézu nanokompozitu.Del Bosque et al. (2022) porovnávali tříválcové mletí a sonikaci z hlediska jejich účinnosti disperze CNT. Analýza postupu disperze nanočástic do polymerní matrice ukazuje, že technika ultrazvuku poskytuje vyšší elektrickou citlivost ve srovnání s tříválcovým frézováním v důsledku vyšší homogenity distribuce CNT indukované kavitačními silami. Při testování různých zatížení CNT bylo zjištěno, že prahová hodnota perkolace systému CNT-PDMS, tj. kritický obsah CNT, ve kterém se stává elektricky vodivým, je 0,4 hm% CNT. Vícestěnné uhlíkové nanotrubice (MWCNTs) byly dispergovány ultrazvukem pomocí Hielscher ultrasonicator UP400ST (viz obrázek vlevo) při 0,5 pulzních cyklech a 50% amplitudě po dobu 2 hodin. Účinky ultrazvukové dispergace v průběhu doby sonikace jsou znázorněny na obrázku níže.
    Na základě této analýzy byly vybrány optimální podmínky pro výrobu nositelných senzorů jako 0,4 hm.% CNT pomocí ultrazvukového procesu. V tomto ohledu analýza elektrické odezvy při po sobě jdoucích zatěžovacích cyklech ukázala vysokou robustnost vyvinutých senzorů bez jakékoli přítomnosti poškození při 2%, 5% a 10% deformaci, díky čemuž jsou tyto senzory spolehlivé pro monitorování středního napětí.

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

    Ultrazvuková disperze MWCNTs v PDMS pomocí ultrazvukového UP400St v různých časech ultrazvuku.
    (Studie a obrázek: ©del Bosque et al., 2022)

    Vysoce výkonné ultrazvukové dispergační zařízení pro CNT/polymerní nanokompozity

    Ultrasonicator UIP2000hdT je mobilní homogenizátor nad hlavou pro řadu aplikací kapalina a pevná látka-kapalina.Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové sondy pro náročné dispergační aplikace v laboratoři, stolní a průmysl. Hielscher Ultrazvukové dispergátory poskytují efektivní 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 dispergátory ultrazvukových sond zvýšit produktivitu a snížit provozní náklady podniků v různých průmyslových odvětvích.
    Hielscher ultrasonicators lze také přizpůsobit tak, aby vyhovovaly specifickým požadavkům, s možnostmi pro řadu velikostí sond, posilovacích rohů, úrovní výkonu a průtokových buněk, což je činí univerzálními a přizpůsobitelnými různým nano-formulacím a objemům.
    Celkově jsou ultrazvukové sondové dispergátory vynikající investicí pro laboratoře a průmyslová odvětví, která chtějí optimalizovat své pracovní postupy zpracování nanomateriálů a dosáhnout konzistentních a spolehlivých výsledků.

    Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany

    Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou spolehlivě zvládnuty Hielscher ultrasonikators.

    Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

    Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:

    Objem dávky Průtok Doporučená zařízení
    0Přibližně 5 až 1,5 ml Není k dispozici VialTweeter
    1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
    10 až 2000 ml 20 až 400 ml/min UP200Ht, UP400St
    0.1 až 20L 0.2 až 4 l/min UIP2000hdT
    10 až 100 l 2 až 10 l/min UIP4000hdT
    15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
    Není k dispozici 10 až 100 l / min UIP16000
    Není k dispozici větší shluk UIP16000

    Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!

    Vyžádejte si více informací

    Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi prodiskutujeme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém, který bude vyhovovat vašim požadavkům!









    Vezměte prosím na vědomí naše Zásady ochrany osobních údajů.




    Ultrazvuková disperze uhlíkových nanotrubic: Hielscher ultrasonicator UP400S (400W) disperguje a rozčesává CNT rychle a efektivně do jednotlivých nanotrubic.

    Dispergace uhlíkových nanotrubiček ve vodě pomocí UP400S

    Miniatura videa

    Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorním, stolním, pilotním a průmyslovém zpracování.

    Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakci v laboratorním, pilotním a průmyslovém měřítku.



    Průmyslový míchací reaktor pro nanodisperze s využitím vysokovýkonových ultrazvukových sond.

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


    Literatura / Reference


    Vysoce výkonné ultrazvuky! Hielscherův sortiment pokrývá celé spektrum od kompaktních laboratorních ultrasonicator přes stolní jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

    Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.

    Rádi s vámi probereme váš postup.

    Pojďme se spojit.