Hielscher Ultralydsteknologi

Ultrasonic Devices at sprede Nanomaterialer

Nanomaterialer er blevet en integreret del af produkter så forskellige som solfiltre, performance belægninger eller plastkompositter. Ultralyd kavitation anvendes til at dispergere partikler i nanostørrelse i væsker, såsom vand, olie, opløsningsmidler eller harpikser.

UP200S ultralydshomogenisator for partikeldispersion

Anvendelsen af ​​ultralyd til nanomaterialer har talrige virkninger. Det mest oplagte er den dispergering af materialer i væsker for at bryde partikelagglomerater. En anden fremgangsmåde er anvendelsen af ​​ultralyd under partikel syntese eller udfældning. Generelt fører dette til mindre partikler og øget størrelse ensartethed. Ultrasonic kavitation forbedrer materialeoverførsel på partikeloverfladerne, også. Denne effekt kan anvendes til at forbedre overflade Funktionalisering af materialer med et højt specifikt overfladeareal.

Forstøvning og neddeling af Nanomaterialer

Degussa titaniumdioxid pulver før og efter ultralyd cavitational forarbejdning.Nanomaterialer, f.eks metal oxider, nanoler eller carbon nanorør tendens til at blive agglomereret, når de blandes i en væske. Effektive midler til deagglomerering og sprede er nødvendig for at overvinde bindingskræfterne efter befugtning af pulveret. Den ultrasoniske opbrydning af agglomeratet strukturer i vandige og ikke-vandige suspensioner tillader at udnytte det fulde potentiale i nanostørrelse materialer. Undersøgelser på forskellige dispersioner af nanopartikulære agglomerater med et variabelt faststofindhold har vist betydelig fordel af ultralyd i sammenligning med andre teknologier, såsom rotor stator blandere (fx Ultra Turrax), stempelringe homogenisatorer eller våde formalingsmetoder, f.eks perlemøller eller kolloidmøller. Hielscher ultralyds-systemer kan køres med forholdsvis høje koncentrationer tørstof. For eksempel til Silica brud sats blev fundet at være uafhængig af den fast koncentration på op til 50% efter vægt. Ultralyd kan anvendes til dispergeringen af ​​høj koncentration mester-batches - behandling lave og høje væsker viskositet. Dette gør ultralyd god behandlingsopløsning for malinger og belægninger, baseret på forskellige medier, såsom vand, harpiks eller olie.

Klik her for at læse mere om ultralyd spredning af kulstof-nanorør.

Ultrasonic kavitation

Ultrasonic Kavitation i vand som følge af intens ultralydSpredning og deagglomeration ved ultralydbehandling er et resultat af ultralyd kavitation. Når udsætte væsker for ultralyd lydbølger, der udbreder sig i det flydende resultat i vekslende højtryks- og lavtryks-cykler. Dette gælder mekaniske belastning af de tiltrækkende kræfter mellem de enkelte partikler. Ultrasonic kavitation i væsker forårsager høj hastighed flydende jetfly på op til 1000 km / time (ca.. 600 mph). Sådanne jets trykker væske under højt tryk mellem partiklerne og adskille dem fra hinanden. Mindre partikler accelereres med væskestrålerne og kolliderer ved høje hastigheder. Dette gør ultralyd et effektivt middel til dispergeringen men også for fræsning af mikron-størrelse og sub micron-størrelse partikler.

Ultralyd Assisted Particle Synthesis / Precipitation

Optimeret sono-kemisk reaktor (Banert et al., 2006)Nanopartikler kan genereres bottom-up ved syntese eller udfældning. Sonochemistry er en af ​​de tidligste teknikker, der anvendes til fremstilling af nanostørrelse forbindelser. Suslick i sit oprindelige arbejde, sonikerede Fe (CO)5 enten som en ublandet væske eller i en deaclin opløsning og opnået 10-20nm størrelse amorfe jern nanopartikler. Generelt er en overmættet blanding begynder at danne faste partikler ud af et stærkt koncentreret materiale. Ultralydbehandling forbedrer blandingen af ​​en forløber og øger masse-overførsel på partikeloverfladen. Dette fører til mindre partikelstørrelse og større ensartethed.

Klik her for at læse mere om ultralyd bistået udfældning af nanomaterialer.

Surface Funktionalisering med ultralyd

Mange nanomaterialer, ligesom metaloxider, inkjet blæk og toner pigmenter eller fyldstoffer til ydeevne BelægningerKræver overfladefunktionalisering. For at funktionalisere hele overfladen af ​​hver individuel partikel, kræves en god dispersion metode. Når dispergeret, er partikler typisk omgivet af et grænselag af molekyler tiltrækkes til partikeloverfladen. For nye funktionelle grupper for at komme til partikeloverfladen, skal brydes op eller fjernet dette grænselag. Væskestrålerne følge af ultralyd kavitation kan nå hastigheder på op til 1000 km / time. Denne stress hjælper til at overvinde de tiltrækkende kræfter og bærer de funktionelle molekyler til partikeloverfladen. I sonochemistryDenne effekt bruges til at forbedre ydeevnen af ​​dispergerede katalysatorer.

Ultralydbehandling før Particle Size Measurement

Pumpning, omrøring og Lydbehandling med All-in-One ultralyds enhed SonoStep (Klik for større billede!)

Ultralydbehandling af prøver forbedrer nøjagtigheden af ​​dit partikelstørrelse eller morfologi måling. Den nye SonoStep kombinerer ultralyd, omrøring og pumpning af prøver i et kompakt design. Det er let at betjene og kan anvendes til at levere sonikerede prøver til analytiske indretninger, såsom partikelstørrelse analysatorer. Den intense lydbehandling hjælper med at sprede agglomererede partikler fører til mere ensartede resultater.Klik her for at læse mere!

Ultrasonic Behandling til Lab og Produktion Scale

Ultralyds-processorer og flow-celler til deagglomeration og dispersion er til rådighed for Laboratorium og produktion niveau. De industrielle systemer kan let eftermonteres i arbejde inline. For forskning og procesudvikling anbefaler vi at bruge UIP1000hd (1.000 watt).

Hielscher tilbyder en bred vifte af ultralyds udstyr og tilbehør til effektiv spredning af nanomaterialer, f.eks i malinger, trykfarver og belægninger.

Bench top udstyr er til rådighed for udlejning på gode betingelser for at køre processen forsøg. Resultaterne af sådanne forsøg kan skaleres lineær til produktionsniveau - mindske risikoen og omkostningerne involveret i processen udvikling. Vi vil være glade for at hjælpe dig online, på telefonen eller personligt. Du kan finde vores adresser herEller bruge formularen nedenfor.

Bed om et forslag til denne Item!

For at modtage et forslag, bedes du sætte dine kontaktoplysninger i formularen nedenfor. En typisk indretning konfiguration er valgt på forhånd. Du er velkommen til at revidere udvælgelsen før du klikker på knappen for at anmode om forslaget.








Angiv venligst de oplysninger, som du ønsker at modtage, nedenfor:






Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur


Aharon tanker (2004): Brug sonochemistry til fremstilling af nanomaterialer, Ultrasonic sonochemistry Inviteret Bidrag2004 Elsevier BV

Nanomaterialer – Baggrundsinformation

Nanomaterialer er materialer på mindre end 100 nm i størrelse. De er hurtigt skrider i formuleringerne af maling, trykfarver og belægninger. Nanomaterialer falder i tre hovedkategorier: metaloxider, nanoler, og carbon nanorør. Metal-oxid nanopartikler, omfatter nanoskala zinkoxid, titanoxid, jernoxid, ceriumoxid og zirconiumoxid, såvel som blandede metalforbindelser, såsom indium-tinoxid og zirconium og titan, samt blandede metalforbindelser såsom indium -tin oxid. Denne lille sag har en indvirkning på mange discipliner, såsom fysik, Kemi og biologi. I maling og belægninger nanomaterialer opfylde dekorative behov (fx farve og glans), funktionelle formål (for eksempel ledningsevne, mikrobiel inaktivering) og forbedre beskyttelsen (fx ridser, UV-stabilitet) af maling og lak. Især nanostørrelse metal-oxider, såsom TiO2 og ZnO eller Alumina, Ceria og Silica og nano-størrelse pigmenter finde anvendelse i nye formuleringer maling og coating.

Når sagen er reduceret i størrelse ændrer sine egenskaber, såsom farve og interaktion med andre stoffer såsom kemisk reaktivitet. Ændringen i egenskaberne er forårsaget af ændringen af ​​de elektroniske egenskaber. Ved partikelstørrelsesreduktion, er overfladen af ​​materialet forøget. På grund af dette kan en højere procentdel af atomerne interagere med andre forhold, fx med matrixen af ​​harpikser.

Overfladeaktivitet er et nøgleaspekt af nanomaterialer. Agglomerering og aggregering blokkerer overfladeareal fra kontakt med andet stof. Kun godt spredte eller enkeltdispergerede partikler giver mulighed for at udnytte det fulde gavnlige potentiale i sagen. Som følge heraf reducerer god dispergering mængden af ​​nanomaterialer, der er nødvendige for at opnå de samme virkninger. Da de fleste nanomaterialer stadig er temmelig dyre, er dette aspekt af stor betydning for kommercialiseringen af ​​produktformuleringer indeholdende nanomaterialer. I dag produceres mange nanomaterialer i en tør proces. Som følge heraf skal partiklerne blandes i flydende formuleringer. Det er her, hvor de fleste nanopartikler udgør agglomerater under befugtningen. Især carbon nanorør er meget sammenhængende, hvilket gør det vanskeligt at dispergere dem i væsker, såsom vand, ethanol, olie, polymer eller epoxyharpiks. Konventionelle behandlingsindretninger, f.eks med stor forskydning eller en rotor-stator-blandere, højtrykshomogenisatorer eller kolloid og disk møller falde kort i separering af nanopartikler i diskrete partikler. Navnlig for små stof fra flere nanometer til par mikrometer, ultralyd kavitation er meget effektiv til at bryde agglomerater, aggregater og endda primærfarver. Når ultralyd anvendes til fræsning med høje koncentration partier, væskestrålerne strømme som følge af ultralyd kavitation, gøre partiklerne kolliderer med hinanden ved hastigheder på op til 1000 kilometer i timen. Dette bryder van der Waals kræfter i agglomerater og endda primære partikler.