Spredning af kulstofnanorør i 3D-printbart blæk

En ensartet spredning af CNT'er i 3D-printbart blæk kan forbedre blækkets egenskaber og muliggøre nye applikationer inden for forskellige områder. Sonde-type ultralydbehandling er en yderst pålidelig dispergeringsteknik til fremstilling af stabile nanosuspensioner af CNT'er i polymerer.

Effektiv og stabil CNT-dispersion i polymerer på grund af sonikering

Kulstofnanorør (CNT'er) dispergeres ofte i siliciumolier til forskellige applikationer på grund af deres unikke egenskaber. Dispersionen af CNT'er i siliciumolier kan forbedre de mekaniske, termiske og elektriske egenskaber af de resulterende materialer. En sådan anvendelse er fremstilling af CNT-doterede polymerer til ledende 3D-printbart blæk, f.eks. til biobaseret additiv fremstilling af bærbare taktile sensorer, patientspecifikke vævsregenereringsstilladser og fleksible EKG- og EEG-elektroder.
Derudover kan CNT'er dispergeret i siliciumolier bruges som ledende blæk i elektroniske enheder, såsom fleksible skærme og sensorer. CNT'erne fungerer som ledende veje, der muliggør strømmen af elektrisk strøm.

Spredningen af kulstofnanorør (CNT'er) i polymerer er en typisk anvendelse til ultralydssonder såsom UIP1000hdT. Ultralyddispergeringsmidler sikrer en ensartet fordeling af CNT'er i opløsningsmidler og polymerer, fx til fremstilling af 3D-printbare blæk.

Dispergering af CNT'er i polyethylenglycol (PEG) - Hielscher ultralyd

Videominiaturebillede

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Højtydende ultralydapparater er pålidelige og yderst effektive inline blandingssystemer til produktion af nanodispersioner, fx ledende 3D-printbare nanoblæk til additiv fremstilling.

Industriel effekt ultralydssystem til industriel inline dispersion: Højtydende ultralydapparater er pålidelige og yderst effektive inline blandingssystemer til produktion af nanodispersioner såsom CNT'er i polymerer.

Fordele ved ultralyd CNT / polymerdispersion

Ultralydbehandling er en meget effektiv dispergeringsteknik, som kommer med flere fordele. Fordelene ved ultralyddispergering af kulstofnanorør (CNT'er) i polymerer omfatter:

  • Forbedret spredning: Ultralydenergi kan effektivt nedbryde agglomeraterne af CNT'er og fremme deres ensartede dispersion i polymerer. Dette resulterer i en homogen blanding med forbedrede mekaniske egenskaber, elektrisk ledningsevne og varmeledningsevne.
  • Præcis kontrol: Ultralydsenergi giver mulighed for bedre kontrol over dispersionsprocessen, såsom graden af dispersion og størrelsen af CNT'er. Dette kan bidrage til at opnå de ønskede egenskaber ved det resulterende nanokompositmateriale.
  • Reduceret behandlingstid: Ultralyddispergering kan reducere behandlingstiden betydeligt sammenlignet med andre dispersionsmetoder, såsom magnetisk omrøring eller sonikering uden varme. Dette kan forbedre effektiviteten og skalerbarheden af processen.
  • Alsidighed: Ultralyddispergeringsmidler kan behandle enhver form for nanopartikler, herunder nanosfærer (fx nanosilica), nanorør (SWNT, MWNT), nanoark såsom grafen eller borfen, funktionaliserede nanomaterialer samt kerne-shell nanopartikler. Selvfølgelig kan Hielscher ultralydapparater håndtere høje faste belastninger og er kompatible med opløsningsmidler og væsker.
  • Omkostningseffektiv: Ultralyddispergeringsmidler er et relativt billigt blandingsudstyr sammenlignet med møller og andre dispesing teknikker. Derudover er ultralydsprocessorer meget robuste, kræver meget lidt vedligeholdelse og er ver energieffektive.
  • Batch- og inline-behandling: Ultralyddispersion kan køres i batch eller kontinuerlig strømningstilstand.
  • Let betjening: Ultralydssonder er enkle og sikre at betjene. Hielscher digitale ultralydapparater er programmerbare og kan fjernstyres. Automatisk dataregistrering hjælper med at opretholde kvalitetsstandarder.
  • Lineær skalerbarhed: Ultralyddispergeringsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært til enhver størrelse, hvilket gør sonikering ikke kun en meget effektiv, men også en praktisk fremstillingsmetode til industriel fremstilling.
  • Miljøvenlig: Ultralyddispergering er en grøn og miljøvenlig metode, der tillader undgå eller reducere brugen af skadelige opløsningsmidler eller kemikalier, hvilket gør det til en sikrere og bæredygtig mulighed for industrielle applikationer.
  • Ultralyd industrielt system til inline opløsningsprocesser.

    Ultralyd industrielt system til inline opløsende processer, fx ensartet spredning af kulstofnanorør i polymerformuleringer.

    Anmodning om oplysninger




    Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


    I denne video viser vi dig et 2 kilowatt ultralydssystem til inline-drift i et renseligt skab. Hielscher leverer ultralydsudstyr til næsten alle industrier, såsom den kemiske industri, farmaceutiske, kosmetik, petrokemiske processer samt til opløsningsmiddelbaserede ekstraktionsprocesser. Dette renselige kabinet i rustfrit stål er designet til drift i farlige områder. Til dette formål kan det forseglede skab renses af kunden med nitrogen eller frisk luft for at forhindre brændbare gasser eller dampe i at trænge ind i skabet.

    2x 1000 watt ultralydapparater i renseligt skab til installation i farlige områder

    Videominiaturebillede

    Generel protokol for ultralydsproduktion af CNT / PDMS-kompositter

    Ultralydbehandling bruges til spredning af talrige nano-størrelse materialer i polymerer. En specifik og almindeligt anvendt anvendelse er dispersionen af carbon nanorør (CNT'er) i dimethylpolysiloxan (PDMS) ved hjælp af sonde-type sonikering. For at sprede CNT'er i PDMS-matrixen anvendes effekt ultralyd og de resulterende virkninger af akustisk kavitation til at løsne nanorørene og blande dem ensartet i en nanosuspension. Sonde-type sonikering er en kraftfuld metode til dispergering af CNT'er på grund af dens evne til at generere intense kavitationskræfter, der effektivt kan bryde op og sprede agglomererede CNT'er.
    Ultralyddispergering er et simpelt behandlingstrin, der ikke kræver nogen specifik for- eller efterbehandling. Ultralydsudstyret selv er sikkert og let at betjene.
    Processen med dispersion ved hjælp af sonde-type sonikering involverer typisk følgende trin:

    1. Fremstilling af CNT-PDMS-blandingen: En forudbestemt mængde CNT'er tilsættes til PDMS-matrixen og blandes ved hjælp af mekanisk omrører. Interessant nok kunne den elektriske ledningsevne øges ved prædispergering af CNT'er i et opløsningsmiddel. De bedste resultater opnås med tetrahydrofuran (THF), acetone eller chloroform (sorteret efter de bedste resultater).
    2. Sonde-type sonikering: Blandingen udsættes for sonde-type sonikering ved hjælp af en ultralydssonde med høj intensitet, der genererer ultralydbølger med en frekvens på typisk ca. 20 kHz. Afhængigt af volumen og formulering udføres sonikering typisk i flere minutter for at sikre fuldstændig spredning af CNT'erne.
    3. Overvågning af spredningen: Spredningen af CNT'erne overvåges ved hjælp af teknikker som scanningelektronmikroskopi (SEM), transmissionselektronmikroskopi (TEM) eller UV-Vis-spektroskopi. Disse teknikker kan bruges til at visualisere fordelingen af CNT'er inden for PDMS-matrixen og til at sikre, at CNT'erne er ensartet spredt.

    Sammenfattende er sonde-type sonikering en kraftfuld metode til dispergering af CNT'er i polymerer som PDMS på grund af dets evne til at generere intense kavitationskræfter, der effektivt kan bryde op og sprede agglomererede CNT'er.

    Casestudier af ultralydfabrikation af CNT / polymerkompositter

    Spredningen af nanorør og andre kulstofbaserede nanomaterialer ved hjælp af sonde-type ultralydbehandling er blevet grundigt undersøgt og er efterfølgende blevet implementeret i industriel produktion. Nedenfor præsenterer vi et par forskningsundersøgelser, som viser den ekstraordinære effektivitet af ultralyd nanorør dispersion.

    Ultralydsspredning af CNT'er i PDMS til bærbare sensorer

    Ultralydsonde-type homogenisator UP400St til spredning og syntese af nanokomposit.Del Bosque et al. (2022) sammenlignede trevalsfræsning og sonikering for deres effektivitet af CNT-dispersion. Analysen af dispersionsproceduren for nanopartikler i polymermatrixen viser, at ultralydbehandlingsteknikken giver en højere elektrisk følsomhed sammenlignet med trevalsfræsning på grund af den højere homogenitet af CNT-fordelingen induceret af kavitationskræfterne. Test af forskellige CNT-belastninger viste perkolationstærsklen for CNT-PDMS-systemet, det vil sige det kritiske CNT-indhold, hvori det bliver elektrisk ledende, at være 0,4 vægt% CNT. Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWCNTs) blev spredt ved ultralydbehandling ved hjælp af Hielscher ultralydator UP400ST (se billedet til venstre) ved 0,5 pulscyklusser og 50% amplitude i 2 timer. Virkningerne af ultralyd dispergering i løbet af sonikeringstiden er vist på billedet nedenfor.
    Baseret på denne analyse blev de optimale betingelser for fremstilling af de bærbare sensorer valgt som 0,4 vægt% CNT ved hjælp af en ultralydbehandlingsproces. I denne henseende viste en analyse af den elektriske respons under på hinanden følgende belastningscyklusser en høj robusthed af de udviklede sensorer uden tilstedeværelse af skader ved 2%, 5% og 10% belastning, hvilket gør disse sensorer pålidelige til overvågning af mediumbelastning.

    Ultarsonisk dispersion af kulstofnanorør er yderst effektiv til at fordele nanorørene ensartet i polymermatricer såsom dimethylpolysiloxan (PDMS)

    Ultralyddispersion af MWCNT'er i PDMS ved hjælp af ultralydapparatet UP400St på forskellige sonikeringstider.
    (Undersøgelse og billede: ©del Bosque et al., 2022)

    Højtydende ultralyddispergeringsudstyr til CNT / polymer nanokompositter

    Ultralydator UIP2000hdT er en mobil overhead homogenisator til mange flydende og fast-flydende applikationer.Hielscher Ultrasonics producenter ultralydssonder med høj effekt til krævende dispergeringsapplikationer i laboratoriet, bænk-top og industrien. Hielscher Ultrasonics dispergeringsmidler giver effektiv og præcis homogenisering og dispersion af nanomaterialer i opløsningsmidler, polymerer og kompositter.
    Med deres avancerede ultralydsteknologi tilbyder disse dispergeringsmidler en hurtig og nem løsning til opnåelse af ensartet partikelstørrelsesfordeling, stabile dispersioner og / eller nanopartikelfunktionalisering.
    Ved at reducere behandlingstiden og minimere energiforbruget kan ultralydssondedispergeringsmidler forbedre produktiviteten og reducere driftsomkostningerne for virksomheder på tværs af en række brancher.
    Hielscher ultralydapparater kan også tilpasses til specifikke krav, med muligheder for en række sondestørrelser, boosterhorn, effektniveauer og flowceller, hvilket gør dem alsidige og tilpasningsdygtige til forskellige nanoformuleringer og volumener.
    Samlet set er ultralydssondedispergeringsmidler en fremragende investering for laboratorier og industrier, der ønsker at optimere deres nanomaterialebehandlingsarbejdsgange og opnå konsistente, pålidelige resultater.

    Design, fremstilling og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

    Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Barske forhold og krævende miljøer håndteres pålideligt af Hielscher ultralydapparater.

    Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med state-of-the-art teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

    Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

    Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
    0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
    1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
    10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
    0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
    10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
    15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
    na 10 til 100 l / min UIP16000
    na større klynge af UIP16000

    Kontakt os! / Spørg Os!

    Bed om mere information

    Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









    Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


    Ultralyddispersion af Carbon Nanotubes: Hielscher ultralydator UP400S (400W) spreder og omringer CNT'er hurtigt og effektivt i enkelte nanorør.

    Dispersing af carbon nanorør i vand ved hjælp af UP400S

    Videominiaturebillede

    Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.



    Industriel blandingsreaktor til nanodispersioner ved hjælp af ultralydssonder med høj effekt.

    Ultralydbatchreaktor til industriel forarbejdning, f.eks. inkorporering af CNT'er og andre nanofyldstoffer i polymerer til 3D-printbare blæk til additiv fremstilling.


    Litteratur / Referencer


    Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


    Vi vil være glade for at diskutere din proces.

    Lad os komme i kontakt.