Hielscher Ultrasonics
Vi vil med glæde diskutere din proces.
Ring til os: +49 3328 437-420
Send os en mail: info@hielscher.com

Dispersion af kulstofnanorør i 3D-printbare blæk

En ensartet spredning af CNT'er i 3D-printbare farver kan forbedre blækets egenskaber og muliggøre nye anvendelser inden for forskellige områder. Sonde-type ultralydbehandling er en meget 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 anvendelser på grund af deres unikke egenskaber. Spredningen 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-printbare 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 giver mulighed for strøm af elektrisk strøm.

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

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

Video Miniature

Anmodning om oplysninger







Højtydende ultralydapparater er pålidelige og meget effektive inline blandingssystemer til produktion af nanodispersioner, f.eks. ledende 3D-printbare nano-blæk til additiv fremstilling.

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

Fordele ved ultralyd CNT? polymerdispersion

Ultralydbehandling er en meget effektiv dispergeringsteknik, som har flere fordele. Fordelene ved ultralydsdispergering af kulstofnanorør (CNT'er) i polymerer inkluderer:

  • Forbedret spredning: Ultralydsenergi 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 spredningsgraden og størrelsen af CNT'er. Dette kan hjælpe med at opnå de ønskede egenskaber ved det resulterende nanokompositmateriale.
  • Reduceret behandlingstid: Ultralydsdispergering kan reducere behandlingstiden betydeligt sammenlignet med andre dispersionsmetoder, såsom magnetisk omrøring eller sonikering uden varme. Dette kan forbedre effektiviteten og skalerbarheden af processen.
  • Alsidighed: Ultralydsdispergeringsmidler kan behandle enhver form for nanopartikler, herunder nanosfærer (f.eks. Nano-silica), nanorør (SWNT, MWNT), nanoark såsom grafen eller borphen, funktionaliserede nanomaterialer samt kerne-skal nanopartikler. Selvfølgelig kan Hielscher ultralydapparater håndtere høje faste belastninger og er kompatible med opløsningsmidler og væsker.
  • Omkostningseffektiv: Ultralydsdispergeringsmidler er et relativt billigt blandingsudstyr sammenlignet med møller og andre dispeing-teknikker. Derudover er ultralydsprocessorer meget robuste, kræver meget lidt vedligeholdelse og er meget energieffektive.
  • Batch- og inline-behandling: Ultralydsdispersion kan køres i batch- eller kontinuerlig flowtilstand.
  • Nem 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: Ultralydsdispergeringsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært til enhver størrelse, hvilket gør sonikering ikke kun til en yderst effektiv, men også en praktisk fremstillingsmetode til industriel fremstilling.
  • Miljøvenlig: Ultralydsdispergering 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.

    Ultralydsindustrielt system til inline opløsningsprocesser, f.eks. ensartet dispersion af kulstofnanorør til polymerformuleringer.

    Anmodning om oplysninger







    I denne video viser vi dig et 2 kilowatt ultralydssystem til inline-drift i et rensbart skab. Hielscher leverer ultralydsudstyr til næsten alle industrier, såsom den kemiske industri, farmaceutisk, kosmetik, petrokemiske processer samt til opløsningsmiddelbaserede ekstraktionsprocesser. Dette rengøringslige skab 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 kabinet til installation i farlige områder

    Video Miniature

    Generel protokol for ultralydsproduktion af CNT? PDMS-kompositter

    Ultralydbehandling anvendes til spredning af adskillige nano-størrelse materialer i polymerer. En specifik og almindeligt anvendt anvendelse er dispersion af kulstofnanorør (CNT'er) i dimethylpolysiloxan (PDMS) ved hjælp af sonde-type sonikering. For at sprede CNT'er ind i PDMS-matrixen bruges ultralyd og de resulterende virkninger af akustisk kavitation til at løsne nanorørene og blande dem ensartet til 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.
    Ultralydsdispergering er et simpelt behandlingstrin, der ikke kræver nogen specifik for- eller efterbehandling. Selve ultralydsudstyret er sikkert og let at betjene.
    Dispersionsprocessen 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 forblandes ved hjælp af mekanisk omrører. Interessant nok kunne den elektriske ledningsevne øges ved at fordispergere CNT'er i et opløsningsmiddel. De bedste resultater opnås ved 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. Afhængig 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 scanningselektronmikroskopi (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 sonde-type sonikering en kraftfuld metode til dispergering af CNT'er i polymerer såsom PDMS på grund af dens evne til at generere intense kavitationskræfter, der effektivt kan bryde op og sprede agglomererede CNT'er.

    Casestudier af ultralydsfremstilling 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 demonstrerer den enestående effektivitet af ultralyd nanorørdispersion.

    Ultralydsspredning af CNT'er i PDMS til bærbare sensorer

    Ultralydssonde-type homogenisator UP400St til dispersion og syntese af nanokomposit.Del Bosque et al. (2022) sammenlignede tre-valsefræsning og sonikering for deres effektivitet af CNT-dispersion. Analysen af dispersionsproceduren af nanopartikler i polymermatrixen viser, at ultralydsteknikken giver en højere elektrisk følsomhed sammenlignet med tre-valsefræsning på grund af den højere homogenitet af CNT-fordelingen induceret af kavitationskræfterne. Ved test af forskellige CNT-belastninger viste det sig, at perkolationstærsklen for CNT-PDMS-systemet, det vil sige det kritiske CNT-indhold, hvor det bliver elektrisk ledende, var 0,4 vægt% CNT. Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWCNT'er) blev dispergeret ved ultralydbehandling ved hjælp af Hielscher ultralydsapparat UP400ST (se billedet til venstre) ved 0,5 pulscyklusser og 50% amplitude i 2 timer. Virkningerne af ultralydsspredning 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 nogen tilstedeværelse af skader ved 2 %, 5 % og 10 % belastning, hvilket gør disse sensorer pålidelige til overvågning af medium belastning.

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

    Ultralydsdispersion af MWCNT'er i PDMS ved hjælp af ultralydsapparatet UP400St på forskellige sonikeringstidspunkter.(Studie og billede: ©del Bosque et al., 2022)

    Højtydende ultralydsdispergeringsudstyr til CNT/polymer nanokompositter

    Ultralydsapparat UIP2000hdT er en mobil overliggende homogenisator til adskillige flydende og faste væsker.Hielscher Ultrasonics fremstiller ultralydssonder med høj effekt til krævende dispergeringsapplikationer i laboratorier, bordplader og industri. 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 at opnå ensartet partikelstørrelsesfordeling, stabile dispersioner og/eller nanopartikelfunktionalisering.
    Ved at reducere behandlingstiden og minimere energiforbruget kan ultralydssondespredere forbedre produktiviteten og reducere driftsomkostningerne for virksomheder på tværs af en række forskellige industrier.
    Hielscher ultralydapparater kan også tilpasses til at passe 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 ultralydssondespredere en fremragende investering for laboratorier og industrier, der ønsker at optimere deres arbejdsgange for behandling af nanomaterialer og opnå konsistente, pålidelige resultater.

    Design, produktion 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 ultralydsapparater.

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

    Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:

    Batch volumen Flowhastighed Anbefalede enheder
    0.5 til 1,5 ml n.a. VialTweeter
    1 til 500 ml 10 til 200 ml/min UP100H
    10 til 2000 ml 20 til 400 ml/min UP200Ht, UP400St
    0.1 til 20L 0.2 til 4 l/min UIP2000hdT
    10 til 100L 2 til 10 l/min UIP4000hdT
    15 til 150L 3 til 15 l/min UIP6000hdT
    n.a. 10 til 100 l/min UIP16000
    n.a. Større klynge af UIP16000

    Kontakt os!? Spørg os!

    Bed om mere information

    Brug formularen nedenfor til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, applikationer og pris. Vi vil med glæde diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!












    Ultralydsdispersion af kulstofnanorør: Hielscher ultralydsapparat UP400S (400W) spreder og detangles CNT'er hurtigt og effektivt i enkelte nanorør.

    Spredning af kulstofnanorør i vand ved hjælp af UP400S

    Video Miniature

    Ultralydshomogenisatorer med høj forskydning anvendes i laboratorie-, bord-top-, pilot- og industriel behandling.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer til blandingsapplikationer, dispersion, emulgering og ekstraktion i laboratorie-, pilot- og industriel skala.



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

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


    Litteratur? Referencer


    Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte laboratorieultralydsapparat over bordenheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

    Vi vil med glæde diskutere din proces.

    Let's get in contact.