Ultrasonic Formulering af Reinforced Composites

  • Sammensætninger viser unikke materialegenskaber som væsentligt forbedret termostabilitet, elastisk modul, trækstyrke, brudstyrke og anvendes derfor i vid udstrækning til fremstilling af manifoldprodukter.
  • Sonication har vist sig at producere nanokompositter af høj kvalitet med højt dispergerede CNT'er, grafen etc.
  • Ultralyd udstyr til formulering af forstærkede kompositter er tilgængelig på industriel skala.

nanokompositter

Nanokompositter udmærker sig ved deres mekaniske, elektriske, termiske, optiske, elektrokemiske og / eller katalytiske egenskaber.
På grund af deres usædvanligt høje volumenforhold mellem forstærkningsfasen og / eller deres usædvanligt høje aspektforhold er nanokompositter signifikant mere effektive end konventionelle kompositter. Nanopartikler såsom sfærisk silica, mineralplader såsom exfolieret grafen eller ler eller nanofibre såsom carbon nanorør eller elektrospunfibre anvendes ofte til forstærkning.
For eksempel er carbon nanorør tilsat for at forbedre den elektriske og termiske ledningsevne, nanosilicium anvendes til at forbedre mekaniske, termiske og vandresistente egenskaber. Andre former for nanopartikulater giver forbedrede optiske egenskaber, dielektriske egenskaber, varmebestandighed eller mekaniske egenskaber som stivhed, styrke og modstandsdygtighed mod korrosion og skader.

Eksempler på ultralydsformulerede nanokompositter:

  • carbon nanorør (CNT) i en vinylestermatrix
  • CNT'er / carbonløg / nanodiamanter i en nikkelmetalmatrix
  • CNT'er i en magnesiumlegeringsmatrix
  • CNT'er i en polyvinylalkohol (PVA) matrix
  • multihullet carbon nanorør (MWCNT) i en epoxyharpiksmatrix (ved anvendelse af methyltetrahydrophthalsyreanhydrid (MTHPA) som hærdningsmiddel)
  • grafenoxid i en poly (vinylalkohol) (PVA) matrix
  • SiC nanopartikler i en magnesiummatrix
  • nanosilicium (Aerosil) i en polystyrenmatrix
  • magnetisk jernoxid i en fleksibel polyurethan (PU) matrix
  • nikkeloxid i en grafit / poly (vinylchlorid)
  • titanoxid nanopartikler i en poly-mælke-co-glycolsyre (PLGA) matrix
  • nanohydroxyapatit i en poly-mælke-co-glycolsyre (PLGA) matrix

Ultralyd Dispersion

Ultralydsprocessparametre kan nøjagtigt styres og optimeres til materialesammensætning og ønsket udgangskvalitet. Ultralyd dispersion er den anbefalede teknik til at indarbejde nanopartikler såsom CNT'er eller grafen i nanokompositter. Langtidsprøvet på videnskabeligt niveau og implementeret på mange industriproduktionsanlæg er ultralydspredningen og formuleringen af ​​nanokompositter en veletableret metode. Hielschers lange erfaring inden for ultralydsbehandling af nanomaterialer sikrer en grundig rådgivning, anbefaling af en passende ultralydsopsætning og hjælp under procesudvikling og optimering.
For det meste dispergeres de forstærkende nanopartikler i matrixen under behandling. Vægtprocenten (massefraktion) af det tilsatte nano-materialeområde i den nedre skala, fx 0,5% til 5%, da den ensartede dispersion opnået ved sonikering muliggør besparelse af forstærkningsfyldstoffer og højere forstærkningsydelse.
En typisk anvendelse af ultralyd i fremstillingen er formuleringen af ​​nanopartikulær-harpikskomposit. Til fremstilling af CNT-forstærket vinylester anvendes sonikering til at dispergere og funktionalisere CNT'er. Disse CNT-vinylester er karakteriseret ved forbedrede elektriske og mekaniske egenskaber.
Klik her for at læse mere om spredning af CNTs!

Uorganiske partikler kan funktionaliseres ved ultralydbehandling

Ultralydsfunktionaliseret nanopartikel

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyds udstyr til bench-top og produktion såsom UIP1500hd yde fuld industriel kvalitet. (Klik for større billede!)

Ultralydsindretning UIP1500hd med gennemstrømningsreaktor

Graphene

Graphene tilbyder ekstraordinære fysiske egenskaber, en høj aspect ratio og lav densitet. Graphene og graphene oxid er integreret i en sammensat matrix for at opnå letvægts, høj styrke polymerer. For at opnå den mekaniske forstærkning, de graphene ark / blodplader skal være meget fint dispergeret, for agglomererede graphene ark begrænse forstærkende virkning drastisk.
Videnskabelig forskning har vist, at størrelsen af ​​forbedring er hovedsagelig afhængig af dispersion grad af graphene ark i matrixen. Kun homogent dispergeret graphene giver de ønskede virkninger. Grund af sin stærke hydrofobicitet og van der Waals tiltrækning, graphene er tilbøjelig til at aggregere og agglomerere til flager af svagt vekselvirkende monolayered ark.
Selvom almindelige dispersionsteknikker ofte ikke kan producere homogene, ubeskadigede grafendispersioner, producerer ultralydmaskiner med høj effekt grafen af ​​høj kvalitet. Hielscher's ultralydapparater håndterer uberørt grafen, grafenoxid og reduceret grafenoxid fra lav til høj koncentration og fra små til store mængder hasslefri. Et almindeligt anvendt opløsningsmiddel er N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), men med høj effekt ultralyd kan grafen endog dispergeres i dårlige opløsningsmidler med lavt kogepunkt, såsom acetone, chloroform, IPA og cyclohexanon.
Klik her for at læse mere om eksplosion af grafen!

Carbon Nanotubes og Andre Nano Materialer

Effekt ultralyd er vist sig at resultere i fin-størrelse dispersioner af forskellige nanomaterialer, herunder carbon nanorør (CNT), SWNT'er, MWNT'er, fullerener, silica (SiO2), titandioxid (TiO2), sølv (Ag), zinkoxid (ZnO), nanofibrilleret cellulose og mange andre. I almindelighed udmærker sonikering konventionelle dispergeringsmidler og kan opnå unike resultater.
Udover fræsning og dispergering af nanopartikler opnås fremragende resultater ved syntetisering af nanopartikler via ultralydfældning (bottom-up-syntese). Det er blevet observeret, at partikelstørrelsen, fx af ultralydsyntetiseret magnetit, natriumzinkmolybdat og andre, er lavere sammenlignet med det, der opnås under anvendelse af den konventionelle fremgangsmåde. Den lavere størrelse tilskrives den forbedrede nukleeringshastighed og bedre blandemønstre på grund af forskydningen og turbulensen genereret ved ultralydkavitation.
Klik her for at lære mere om ultralydsbundne nedbør!

Ultralydpartikelfunktionalisering

Det specifikke overfladeareal af en partikel stiger med reduktion af størrelse. Især i nanoteknologi er udtrykket af materielle egenskaber signifikant forøget med forstørret overfladeareal af partiklen. Overfladearealet kan øges ultralyd og modificeres ved at binde passende funktionelle molekyler på partikeloverfladen. Med hensyn til anvendelse og anvendelse af nanomaterialer er overfladeegenskaber lige så vigtige som partikelkerneegenskaber.
Ultralydsfunktionaliserede partikler anvendes i vid udstrækning i polymerer, kompositter & biokompositter, nanofluider, samlede enheder, nanomedicin, etc. Ved partikelfunktionalisering er karakteristika som stabilitet, styrke & stivhed, opløselighed, polydispersitet, fluorescens, magnetisme, superparamagnetisme, optisk absorption, høj elektrondensitet, fotoluminiscens mv. forbedres drastisk.
Fælles partikler, der er kommercielt funktionaliseret med Hielscher’ ultralydsystemer inkludere CNT'er, SWNT'er, MWNT'er, grafen, grafit, silica (SiO2), nanodiamanter, magnetit (jernoxid, Fe3den4), sølv nano partikler, guld nano partikler, porøs & mesoporøse nanopartikler osv.
Klik her for at se udvalgte applikationsnotater til ultralydpartikelbehandling!

Ultrasonic Dispersere

Hielscher's ultralyd dispergeringsudstyr er tilgængeligt til laboratorie-, bænk- og industriproduktion. Hielscher's ultralydapparater er pålidelige, robuste, nemme at betjene og rene. Udstyret er designet til 24/7 drift under tunge forhold. Ultralydssystemerne kan bruges til batch- og inline-behandling – fleksibel og let at tilpasse til din proces og krav.

Ultralyd Batch og Inline Kapacitet

Batch VolumenStrømningshastighedAnbefalede enheder
5 til 200 ml50 til 500 ml / minUf200 ः t, UP400S
0.1 til 2L0.25 til 2m3/ timeUIP1000hd, UIP2000hd
00,4 til 10L1 til 8m3/ timeUIP4000
na4 til 30 m3/ timeUIP16000
naovenfor 30m3/ timeklynge af UIP10000 eller UIP16000

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om ultralydshomogenisering. Vi vil være glade for at tilbyde dig en ultralyds-system opfylder dine krav.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


UP200S ultralydapparat til partikelmodifikation og størrelsesreduktion (Klik for større billede!)

Ultralyd laboratorieapparat til partikelfunktionalisering

Litteratur / Referencer

  • Kapole, SA :; Bhanvase, BA; Pinjari, DV; Gogate, PR; Kulkami, RD; Sonawane, SH; Pandit, AB (2014): “Undersøgelse af korrosionshæmmende ydeevne ved ultralydsforberedt natriumzinkmolybdat-nanopigment i to-pack epoxy-polyamidbelægning. Composite Interfaces 21/9, 2015. 833-852.
  • Nikje, MMA; Moghaddam, ST; Noruzian, M. (2016): Fremstilling af nye magnetiske polyurethanskum nanokompositter ved anvendelse af kerne-shell nanopartikler. Polímeros vol.26 no.4, 2016.
  • Tolasz, J .; Stengl, V .; Ecorchard, P. (2014): Fremstilling af kompositmateriale af grafenoxid-polystyren. 3. internationale konference om miljø, kemi og biologi. IPCBEE vol.78, 2014.


Fakta Værd at vide

Om sammensatte materialer

Kompositmaterialer (også kendt som sammensætningsmateriale) er beskrevet som et materiale fremstillet af to eller flere bestanddele, som er karakteriseret ved væsentligt forskellige fysiske eller kemiske egenskaber. Når disse bestanddele er kombineret, et nyt materiale – den såkaldte sammensatte – er produceret, hvilket viser forskellige egenskaber fra de enkelte komponenter. De enkelte komponenter forbliver separate og adskilte inden for den færdige struktur.
Det nye materiale har bedre egenskaber, fx det er stærkere, lettere, mere modstandsdygtigt eller billigere i forhold til konventionelle materialer. Forbedringer af nanokompositter spænder fra mekanisk, elektrisk / ledende, termisk, optisk, elektrokemisk til katalytiske egenskaber.

Typiske konstruerede kompositmaterialer omfatter:

  • bio-kompositmaterialer
  • forstærket plast, såsom fiberforstærket polymer
  • metal kompositter
  • keramiske kompositter (keramisk matrix og metal matrix komposit)

Kompositmaterialer anvendes generelt til byggeri og strukturering af materialer som skrog på skibe, bordplader, billegemer, badekar, opbevaringstanke, efterlignings granit og kultiverede marmorvasker samt i rumfartøjer og fly.

Sammensætninger kan også bruge metalfibre, der forstærker andre metaller, som i metalmatrixkompositter (MMC) eller keramiske matrixkompositter (CMC), som omfatter ben (hydroxyapatit forstærket med kollagenfibre), cermet (keramik og metal) og beton.
Organiske matrix / keramiske aggregat kompositter omfatter asfaltbeton, polymerbeton, mastisk asfalt, mastisk rullehybrid, tandkomposit, syntaktisk skum og perlemor.

Om ultralydseffekter på partikler

Partikelegenskaber kan observeres, når partikelstørrelsen reduceres til et bestemt niveau (kendt som kritisk størrelse). Når partikeldimensionerne når nanometerniveauet, bliver interaktionerne ved fasegrænseflader i høj grad forbedret, hvilket er afgørende for at forbedre materialets egenskaber. Derved er overfladearealet: volumenforholdet mellem materialer, som anvendes til forstærkning i nanokompositter, mest signifikant. Nanokompositter tilbyder teknologiske og økonomiske fordele for næsten alle industrisektorer, herunder luftfart, bilindustri, elektronik, bioteknologisk, farmaceutisk og medicinsk sektor. En yderligere stor fordel er deres miljøvenlighed.
Effekt ultralyd forbedrer befugteligheden og homogeniseringen mellem matrixen og partiklerne ved dens intense blanding og dispergering – genereret af Ultrasonic kavitation. Da sonication er den mest anvendte og mest vellykkede dispersionsmetode, når det kommer til nano materialer, er Hielschers ultralydsystemer installeret i laboratorium, pilotfabrik og produktion over hele verden.

Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.