Hielscher ultrazvuková technologie

Stejnoměrně rozptýlené CNTs v ultrazvuku

Aby byly zneužity výjimečné funkce uhlíkových nanotrubek (CNTs), musí být homogenně rozptýleny.
Ultrazvukové disperze jsou nejběžnější Nástroj pro distribuci CNTs do vodných suspenzí a suspenze na bázi rozpouštědel.
Ultrazvuková technologie rozptylování vytváří dostatečně vysokou střihací energii, aby bylo dosaženo úplného oddělení CNTs, aniž by došlo k jejich poškození.

Ultrazvukové Dispergace uhlíkových nanotrubiček

Výkonná sonikace s ultraakustikátoru sondy. (Klepnutím zvětšíte!)Uhlíkové nanotrubičky (CNTs) mají velmi vysoký poměr stran a vykazují nízkou hustotu i obrovskou plochu (několik set m2/g), která jim dává jedinečné vlastnosti, jako je vysoká pevnost v tahu, tuhost a houževnatost a velmi vysoká elektrická a tepelnou vodivostí. V důsledku Van der Waaltského vojska, které přitahují jednotlivé uhlíkové nanotrubičky (CNTs), se CNTs normálně uspořádá ve svazcích nebo přadinkách. Tyto mezimolekulární síly přitažlivosti jsou založeny na jevu, který se nachází mezi přilehlými nanotrubicemi známými jako π-stohování s π-obligacemi. Aby se z uhlíkových nanotrubek odvodil plný užitek, musí být tyto aglomeráty rozvedeny a CNTs musí být rovnoměrně rozmístěny v homogenním disperzi. Intenzivní Ultrazvuková metoda vytváří akustickou kavitaci v tekutinách. Takto generované místní namáhání přeruší agregáty CNT a stejnoměrně je rozptýsí v homogenním suspenzi. Ultrazvuková technologie rozptylování vytváří dostatečně vysokou střihací energii, aby bylo dosaženo úplného oddělení CNTs, aniž by došlo k jejich poškození. Dokonce i u citlivých SWNTs sonikace se úspěšně aplikuje, aby se jednotlivě rozlomily. Ultrazvuk poskytuje dostatečnou úroveň stresu, aby se oddělujte agregáty SWNT, aniž by došlo k příliš zlomenině jednotlivých nanotrubek (Huang, Terentsep 2012).

Výhody ultrazvukového CNT disperze

  • Jednorozptýlené CNTs
  • Homogenní distribuce
  • Vysoká účinnost rozptylování
  • Vysoké CNT zatížení
  • Žádné snížení CNT
  • rychlé zpracování
  • přesné řízení procesu
UIP2000hdT-2kW ultraultrasonizátor pro disperze s uhlíkovými nanotrubicemi.

UIP2000hdT – 2kW výkonný ultrakoniktor pro disperze pro CNT

Žádost o informace





Vysoce výkonné ultrazvukové systémy pro CNT disperze

Hielscher Ultrazvukový materiál poskytuje výkonné a spolehlivé ultrazvukové zařízení pro účinné rozptýlení CNTs. Jestli potřebujete připravit malé vzorky CNT pro analýzu a R&D nebo musíte vyrobit velké množství průmyslových šarží hromadných disperzí, produktová řada Hielscher nabízí ideální Ultrazvukový systém pro vaše požadavky. Z 50W ultrasonicátory pro laboratorní až průmyslové ultrazvukové jednotky (16kW) pro komerční výrobu, jste pokryti Hielscher Ultrasonics.
Pro výrobu vysoce jakostního rozptylu uhlíkových nanotrubek musí být parametry procesu dobře kontrolovány. Amplituda, teplota, tlak a retenční čas jsou nejkritičtější parametry pro rovnoměrné rozdělení CNT. U hielscherova ultrazvukových zařízení je nejen povoleno přesné ovládání každého parametru, ale všechny parametry procesu jsou automaticky zaznamenány na integrované SD kartě Hielscherova digitálního ultrazvukového systému. Protokol každého procesu sonikace pomáhá zajistit reprodukovatelné výsledky a konzistentní kvalitu. Pomocí vzdáleného prohlížeče může uživatel ovládat a monitorovat Ultrazvukový přístroj, aniž by byl umístěn na místě ultrazvukového systému.
Vzhledem k tomu, že uhlíkové nanotrubky s jedním obehnaným uhlíkem (SWNTs) a víceobehnané uhlíkové nanotrubičky (MWNTs) a vybrané vodné nebo rozpouštěcí médium vyžadují zvláštní intenzitu zpracování, je Ultrazvuková amplituda v případě konečného výrobku klíčovým faktorem. Hielscher Ultrasonika’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké a velmi mírné amplitudy. Vytvořte ideální amplitudu pro požadavky na proces. Dokonce i amplitudy až do 200 μm lze snadno plynule spustit za 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Robustnost Hielscherova ultrazvukového zařízení umožňuje 24/7 provoz při vysoké službě a v náročném prostředí.
Naši zákazníci jsou spokojeni s vynikající robustností a spolehlivostí systémů Hielscher ultrazvuku. Instalace v oblastech s náročnými aplikacemi, náročným prostředím a 24/7 operací zajišťuje efektivní a hospodárné zpracování. Ultrazvuková zesilování procesu zkracuje dobu zpracování a dosahuje lepších výsledků, tedy vyšší kvality, vyšších výnosů, inovačních výrobků.
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
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte formulář níže, pokud chcete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizace. Budeme rádi Vám nabídnout ultrazvukový systém plnění vašich požadavků.









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Hielscher Ultraakustik vyrábí vysoce výkonné ultrasonicátory pro sonochemické aplikace.

Vysoce energetické ultrazvukové procesory od laboratoře k pilotnímu a průmyslovému měřítku.

Literatura / Reference

  • Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
  • Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
  • Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
  • Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
  • Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
  • Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
  • Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.



Fakta Worth Knowing

uhlíkové nanotrubice

Uhlíkové nanotrubičky (CNTs) jsou součástí speciální třídy jednorozměrného uhlíkového materiálu, které vykazuje výjimečné mechanické, elektrické, tepelné a optické vlastnosti. Jsou významným prvkem používaným při vývoji a výrobě moderních nanomateriálů, jako jsou nano-kompozity, zesílené polymery atd., a proto se používají ve nejmodernejlejších technologiích. CNTs vykazuje velmi vysokou pevnost v tahu, špičkové vlastnosti tepelného přenosu, nízkopásmové mezery a optimální chemickou a fyzickou stabilitu, která vyrábí nanotrubičky jako slibnou aditivum pro materiál z potrubí.
V závislosti na jejich struktuře se CNTS rozlišují do jednozděných uhlíkových nanotrubic (Výtěrků), dvousložkových uhlíkových nanodutých profilů (DWCNTs) a multi-zděných uhlíkových nanotrubic (MWNTs).
SWNTs jsou duté, dlouhé válcovité trubky vyrobené z jedné atomické uhlíkové stěny. Atomový list uhlíků je uspořádán do voštové mřížky. Často jsou koncepčně porovnávány s více vrstvami jednovrstvých grafitů nebo grafenu.
DWCNTs se skládá ze dvou jednozděných nanotrubic s jedním vnořeným uvnitř.
MWNTs je formulář v CNT, kde se do sebe vnořuje více jednosložkových uhlíkových nanotrubek. Vzhledem k tomu, že jejich průměr se pohybuje mezi 3 – 30 Nm a může být delší než několik centimetrů, může se jejich poměr stran pohybovat mezi 10 a 10 000 000. Ve srovnání s uhlíkatými nanovlákny mají MWNTs odlišnou strukturu zdí, menší vnější průměr a dutý vnitřek. K běžně používaným průmyslově dostupným typu MWNTs patří například Baytrubky® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 a FutureCarbon CNT-MW.
Syntéza CNTs: CNTs může být vyráběn metodou syntézy založené na plazmě nebo metodami odpařování elektrického oblouku, metodou pro optání laserem, procesem tepelné syntézy, chemickou dekádací (CVD) nebo plasmovou chemickou depozici.
Funkcionalizace CNTs: Pro zlepšení charakteristik uhlíkových nanotrubek, které jsou tím vhodnější pro specifickou aplikaci, jsou CNTs často funkcionalizované, například přidáním karboxylové kyseliny (-COOH) nebo hydroxylových (-OH) skupin.

Přísady rozptylování CNT

Několik rozpouštědel, jako jsou super kyseliny, iontové kapaliny a N-cyklohexyl-2-pyrrolidnone, je schopné připravovat relativně vysokokoncentrační disperze, zatímco nejběžnější rozpouštědla pro nanotrubičky, jako je N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), dimethylformamid (DMF) a 1,2-dichrolobenzen mohou rozptýat nanotrubičky pouze při velmi nízkých koncentracích (např. <0.02 wt% of single-walled CNTs). The most common dispersion agents are polyvinylpyrrolidone (PVP), Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS), Triton 100, or Sodium Dodecyl Sulfonate (SDS). Cresols are a group of industrial chemicals which can process CNTs at concentrations up to tens of weight percent, resulting in a continuous transition from dilute dispersions, thick pastes, and free-standing gels to an unprecedented playdough-like state, as the CNT loading increases. These states exhibit polymer-like rheological and viscoelastic properties, which are not attainable with other common solvents, suggesting that the nanotubes are indeed disaggregated and finely dispersed in cresols. Cresols can be removed after processing by heating or washing, without altering the surface of CNTs. [Chiou et al. 2018]

Aplikace disperzí CNT

Aby bylo možné využít výhod CNTs, musí se rozptýlit do kapaliny, jako jsou polymery, rovnoměrně rozptýlené CNTs se používá pro výrobu vodivých plastů, displejů z tekutých krystalů, organických diodů vyzařujících světlo, dotykové obrazovky, pružné displeje, solární buňky , vodivé inkousty, statické kontrolní materiály, včetně filmů, pěny, vláken a tkanin, polymerních povlaků a lepidel, vysoce výkonné polymerové kompozity s výjimečnou mechanickou pevností a houževnatostí, kompozitních vláken z polymerů a CNT, jakož i lehké a Antistatická materiály.