Ultrazvuková příprava vyztuženého kaučuku

• Vyztužené pryže vykazují vyšší pevnost v tahu, prodloužení, odolnost proti oděru a lepší stabilitu proti stárnutí.
• Plniva, jako jsou saze (např. CNT, MWNT), grafen nebo oxid křemičitý, musí být v matrici homogenně dispergována, aby byly zajištěny požadované vlastnosti materiálu.
• Výkonový ultrazvuk poskytuje vynikající kvalitu distribuce monodispergovaných nanočástic s vysoce zpevňujícími vlastnostmi.

Ultrazvuková disperze

Ultrazvuku je široce používán pro dispergaci nanomateriálů, jako jsou monodispergované nanočástice a nanotrubice, protože ultrazvuk výrazně zvyšuje separaci a funkcionalizaci částic a trubic.
Ultrazvukové dispergační zařízení vytváří kavitace a vysoké smykové síly pro narušení, deaglomeraci, rozpletení a rozptýlení nanočástic a nanotrubiček. Intenzita sonikace může být přesně nastavena a řízena tak, aby parametry ultrazvukového zpracování byly dokonale přizpůsobeny s ohledem na koncentraci, aglomeraci a zarovnání / zapletení nano materiálu. Díky tomu mohou být nanomateriály optimálně zpracovány s ohledem na jejich specifické požadavky na materiál. Optimální disperzní podmínky díky individuálně nastaveným ultrazvukovým procesním parametrům vedou k vysoce kvalitnímu finálnímu kaučukového nanokompozitu s vynikajícími zpevňujícími vlastnostmi nanoaditiv a plniv.
Vzhledem k vynikající disperzní kvalitě ultrazvuku a tím dosažené rovnoměrné disperzi je velmi nízké zatížení plniva dostatečné pro získání vynikajících materiálových vlastností.

Ultrazvukem vyztužená pryž vyztužená sazemi

Saze jsou jedním z nejdůležitějších plniv v pryžích, zejména pro pneumatiky, které dodávají pryžovému materiálu odolnost proti oděru a pevnost v tahu. Částice sazí jsou silně náchylné k tvorbě agregátů, které je obtížné homogenně rozptýlit. Saze se běžně používají v barvách, emailech, tiskařských barvách, nylonových a plastových barvivech, latexových směsích, voskových směsích, fotografických povlacích a dalších.
Ultrazvuková disperze umožňuje deaglomeraci a rovnoměrné promíchání s velmi vysokou monodisperzitou částic.
Klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové disperzi pro vyztužené kompozity!

Ultrazvukem vyztužená pryž CNT / MWCNT

Ultrazvukové homogenizátory jsou výkonné dispergační systémy, které lze přesně řídit a přizpůsobovat požadavkům procesu a materiálu. Přesné řízení parametrů ultrazvukového procesu je zvláště důležité pro dispergování nanotrubiček, jako jsou MWNT nebo SWNT, protože nanotrubice musí být rozpleteny do jednotlivých trubic, aniž by se poškodily (např. rozštěpení). Nepoškozené nanotrubice nabízejí vysoký poměr stran (až 132 000 000:1), takže při formulování do kompozitu poskytují výjimečnou pevnost a tuhost. Silná, přesně nastavená sonikace překonává Van der Waalsovy síly a rozptyluje a rozmotává nanotrubice, což vede k vysoce výkonnému pryžovému materiálu s výjimečnou pevností v tahu a elastickým modulem.
Mimoto Ultrazvuková funkcionalizace se používá k modifikaci uhlíkových nanotrubic za účelem dosažení požadovaných vlastností, které lze použít v různých aplikacích.

Ultrazvukem vyztužený kaučuk vyztužený nano-oxidem křemičitým

Ultrazvukové dispergátory zajišťují vysoce rovnoměrnou distribuci částic oxidu křemičitého (SiO₂) Nanočástice v roztocích kaučukových polymerů. Oxid křemičitý (SiO₂) Nanočástice musí být homogenně distribuovány jako monodispergované částice v polymerizovaném styren-butadienu a jiných kaučucích. Monodispergovaný nano-SiO₂ Působí jako zpevňující činidla, která výrazně zlepšují houževnatost, pevnost, prodloužení, ohyb a odolnost proti stárnutí. Pro nanočástice platí: Čím menší je velikost částic, tím větší je specifický povrch částic. S vyšším poměrem povrchu/objemu (S/V) se dosahuje lepších strukturálních a výztužných účinků, což zvyšuje pevnost v tahu a tvrdost pryžových výrobků.
Ultrazvuková disperze nanočástic oxidu křemičitého umožňuje přesně řídit parametry procesu tak, aby byla získána sférická morfologie, přesně upravená velikost částic a velmi úzká distribuce velikosti.
Ultrazvukem dispergovaný oxid křemičitý má za následek nejvyšší materiálový výkon takto vyztužené pryže.
Klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové dispergaci SiO₂!

Ultrazvuková disperze výztužných přísad

Bylo prokázáno, že sonikace disperguje mnoho dalších nanočásticových materiálů pro zlepšení modulu, pevnosti v tahu a únavových vlastností pryžových kompozitů. Vzhledem k tomu, že velikost částic, tvar, povrch a povrchová aktivita plniv a výztužných přísad jsou rozhodující pro jejich výkon, jsou výkonné a spolehlivé ultrazvukové dispergátory jednou z nejčastěji používaných metod formulování mikro- a nano částic do pryžových výrobků.
Typickými přísadami a plnivy, které jsou začleněny sonikací jako rovnoměrně rozložené nebo monodispergované částice v pryžových matricích, jsou uhličitan vápenatý, kaolinový jíl, dýmavý oxid křemičitý, vysrážený oxid křemičitý, oxid grafitu, grafen, slída, mastek, baryt, wollastonit, vysrážené křemičitany, dýmavý oxid křemičitý a diatomit.
Když je TiO funkcionalizován kyselinou olejovou₂ nanočástice jsou ultrazvukem dispergovány ve styren-butadienovém kaučuku, dokonce i ve velmi malém množství olejové SiO₂ Výsledkem je výrazně zlepšený modul, pevnost v tahu a únavové vlastnosti a funguje jako ochranný prostředek proti fotodegradaci a tepelné degradaci.

• Trihydrát oxidu hlinitého (Al₂O₃) se přidává jako zpomalovač hoření, pro zlepšení tepelné vodivosti a pro odolnost proti sledování a erozi.
• Plniva z oxidu zinečnatého (ZnO) zvyšují relativní permitivitu i tepelnou vodivost.
• Oxid titaničitý (TiO₂) zlepšuje tepelnou a elektrickou vodivost.
• Uhličitan vápenatý (CaCO₃) se používá jako přísada díky svým mechanickým, reologickým a zpomalujícím vlastnostem.
• Titaničitan barnatý (BaTiO₃) zvyšuje tepelnou stabilitu.
• grafen a oxid grafenu (GO) poskytují vynikající mechanické, elektrické, tepelné a optické vlastnosti materiálu.
• Uhlíkové nanotrubice (CNT) výrazně zlepšují mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu, elektrická a tepelná vodivost.
• Vícestěnné uhlíkové nanotrubice (MWNT) zlepšují Youngův modul pružnosti a mez kluzu. Například již 1 hm.% MWNT do epoxidu má za následek zvýšení Youngova modulu pružnosti a meze kluzu, 100 % a 200 % ve srovnání s čistou matricí.
• Jednostěnné uhlíkové nanotrubice (SWNTs) zlepšují mechanické vlastnosti a tepelnou vodivost.
• Uhlíková nanovlákna (CNF) dodávají pevnost, tepelnou odolnost a trvanlivost.
• Kovové nanočástice, jako je nikl, železo, měď, zinek, hliník a Stříbro přidávají se pro zlepšení elektrické a tepelné vodivosti.
• Organické nanomateriály, jako jsou Montmorillonit zlepšit mechanické a zpomalující vlastnosti hoření.

Ultrazvukové disperzní systémy

Hielscher Ultrasonics nabízí širokou škálu produktů ultrazvukových zařízení – Od menších stolních systémů pro testování proveditelnosti až po těžké Průmyslové ultrasonicator jednotky s až 16 kW na jednotku. Výkon, spolehlivost, přesná ovladatelnost a také jejich robustnost činí z ultrazvukových disperzních systémů Hielscher “Pracovní kůň” ve výrobní lince mikronových a nanočásticových přípravků. Naše ultrasonicators jsou schopny zpracovávat vodné disperze a disperze na bázi rozpouštědel až do vysoké viskozity (až 10 000 cp) snadno. Různé sonotrody (ultrazvukové rohy), boostery (zesilovač/reduktor), geometrie průtokových buněk a další příslušenství umožňují optimální přizpůsobení ultrazvukového dispergátoru produktu a jeho procesním požadavkům.
Hielscher Ultrasonics’ Průmyslové ultrazvukové procesory mohou poskytnout velmi Vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze nepřetržitě a rychle provozovat v provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje 24/7 Provoz na těžký provoz a to v náročných prostředích. Hielscherovy ultrazvukové dispergátory jsou instalovány po celém světě pro rozsáhlou komerční výrobu.