• Forstærkede gummier viser højere trækstyrke, forlængelse, slidstyrke og bedre aldringsstabilitet.
• Fyldstoffer såsom carbon black (f.eks. CNT'er, MWNT'er), grafen eller silica skal være homogent dispergeret i matrixen for at tilvejebringe de ønskede materialegenskaber.
• Effekt ultralyd giver overlegen distribution kvalitet af monodisperserede nanopartikler med stærkt forstærkende egenskaber.

Ultralyd Dispersion

Ultralydbehandling anvendes i vid udstrækning til dispergering af nanomaterialer, såsom monodisprimerede nanopartikler og nanorør, da ultralyd forbedrer separation og funktionalisering af partiklerne og rørene meget.
Ultralyd dispergeringsudstyr skaber kavitation og høje forskydningskræfter for at forstyrre, deagglomerere, fjerne og sprede nanopartikler og nanorør. Intensiteten af ​​sonikering kan justeres og styres således, at ultralydsparametreparametrene tilpasses perfekt, idet der tages højde for koncentration, agglomerering og justering / sammenkobling af nanomaterialet. Derved kan nano-materialer optimeres for deres specifikke materialers krav. Optimale dispersionsbetingelser som følge af individuelt justerede ultralydsprocessparametre resulterer i en højkvalitativ, færdiggummi nanokomposit med overlegne forstærkende egenskaber ved nanoadditiverne og -fillerne.
På grund af den ultimative dispersionskvalitet af ultralyd og den dermed opnåede ensartede dispersion er en meget lav fyldstofbelastning tilstrækkelig til at opnå fremragende materialegenskaber.

Ultrasonisk kulstofforstærket gummi

Carbon black er et af de vigtigste fyldstoffer i gummi, især til dæk, for at give gummimaterialet slidstyrke og trækstyrke. Kulbrune partikler er stærkt tilbøjelige til at danne aggregater, der er vanskelige at dispergere homogent. Carbon black bruges almindeligvis i maling, emaljer, trykfarver, nylon og plastfarver, latexblandinger, voksblandinger, fotobelægninger og meget mere.
Ultralyddispersion gør det muligt at deagglomerere og blande ensartet med en meget høj monodispersitet af partiklerne.
Klik her for at lære mere om ultralyd dispersion for forstærkede kompositter!

Ultralyd CNT- / MWCNT-forstærket gummi

Ultralyd homogenisatorer er kraftfulde dispergeringssystemer, der kan styres præcist og tilpasses proces- og materialekravene. Den præcise styring af ultralydsprocessparametrene er især vigtig for spredning af nanorør som MWNT'er eller SWNT'er, da nanorørene skal løsnes i enkeltrør uden at blive beskadiget (fx spaltning). Ubeskadigede nanorør giver et højt billedforhold (op til 132.000.000: 1), så de giver ekstraordinær styrke og stivhed, når de formuleres i et kompositmateriale. Kraftig, præcis justeret sonikering overvinder Van der Waals styrker og spredes og sprænger nanorørene, hvilket resulterer i et højtydende gummimateriale med enestående trækstyrke og elastisk modul.
Desuden, ultralydsfunktionalisering bruges til at modificere carbon nanorør for at opnå ønskede egenskaber, som kan anvendes i manifold applikationer.

Ultrasonisk Nano-Silica-Forstærket Gummi

Ultralyd dispergeringsmidler leverer en meget ensartet partikelfordeling af silica (SiO₂) nanopartikler i gummipolymeropløsninger. Silica (SiO₂) nanopartikler skal være homogent fordelt som mono-dispergerede partikler i polymeriseret styren-butadien og andre gummier. Mono-dispergeret nano-SiO₂ fungerer som forstærkende agenter, der forbedrer sejhed, styrke, forlængelse, bøjning og anti-aging ydeevne, betydeligt. For nanopartikler gælder: jo mindre partikelstørrelsen er, jo større er partiklernes specifikke overfladeareal. Med en højere overfladeareal/volumen (S/V) ratio, bedre strukturelle og forstærkende effekter opnås, hvilket øger trækstyrke og hårdhed af gummiprodukter.
Ultralyd dispersion af silica nano partikler tillader at styre procesparametre nøjagtigt, således at der opnås en sfærisk morfologi, præcis justeret partikelstørrelse og meget smal størrelsesfordeling.
Ultralyddispergeret silicium resulterer i højeste materialeydelse af derved forstærket gummi.
Klik her for at lære mere om ultralyddispersionen af ​​SiO₂!

Ultrasonisk dispersion af forstærkende additiver

Sonication har vist sig at sprede mange andre nanopartikulerede materialer for at forbedre modul, trækstyrke og træthed egenskaber af gummi kompositter. Da partikelstørrelse, form, overflade og overfladeaktivitet af fyldstoffer og forstærkende additiver er afgørende for deres ydeevne, er kraftige og pålidelige ultralydspredere en af ​​de mest anvendte metoder til at formulere mikro- og nanostørrelsespartikler i gummiprodukter.
Typiske tilsætningsstoffer og fyldere, som er indarbejdet ved sonikering som ensartet fordelte eller monodispergerede partikler i gummi matricer, er calciumcarbonat, kaolin ler, pyrogen silica, fældet silica, grafit oxid, Graphene, glimmer, talc, barite, wollastonite, udfældede silikater, pyrogen silica og Diatomit.
Når oliesyre-funktionaliseret TiO₂ nanopartikler er dispergeret ultralyd i styren-butadiengummi, endog en meget lille mængde af oleinsyre-SiO₂ resulterer i væsentligt forbedret modul, trækstyrke og træthed egenskaber og fungerer som beskyttelsesmiddel mod foto og termo nedbrydning.

• Aluminiumtrihydrat (Al₂den₃) tilsættes som flammehæmmende, for at forbedre termisk ledningsevne og til sporing og erosionsbestandighed.
• Zinkoxid (ZnO) fyldstoffer øger den relative permittivitet såvel som termisk ledningsevne.
• Titandioxid (TiO₂) forbedrer termisk og elektrisk ledningsevne.
• Calciumcarbonat (CaCO₃) anvendes som additiv på grund af dets mekaniske, rheologiske og flammehæmmende egenskaber.
• Bariumtitanat (BaTiO₃) øger den termiske stabilitet.
• Graphene og grafenoxid (GO) giver overlegen mekaniske, elektriske, termiske og optiske materialegenskaber.
• carbon nanorør (CNT'er) forbedrer væsentlige mekaniske egenskaber såsom trækstyrke, elektrisk og termisk ledningsevne.
• Multi-walled carbon nanorør (MWNT) forbedrer Youngs modul og udbytte styrke. For eksempel, så lidt som 1 vægt% MWNT'er i et epoxyresultat i henholdsvis en forøget Youngs modul og udbyttestyrke, 100% og 200% sammenlignet med den rene matrix.
• Enkeltvæggede carbon nanorør (SWNT'er) forbedrer mekaniske egenskaber og termisk ledningsevne.
• Carbon nanofibre (CNF) tilføje styrke, varmebestandighed og holdbarhed.
• Metalliske nanopartikler såsom nikkel, jern, kobber, zink, aluminium og sølv tilsættes for at forbedre elektrisk og termisk ledningsevne.
• Organiske nanomaterialer som f.eks montmorillonit forbedre de mekaniske og flammehæmmende egenskaber.

Ultralyd Dispersionssystemer

Hielscher Ultrasonics tilbyder et bredt sortiment af ultralyd udstyr – fra mindre bench-top systemer til feasibility test op til tungt industrielle ultralydningsenheder med op til 16kW pr. Enhed. Effekt, pålidelighed, præcis styrbarhed samt robusthed gør Hielschers ultralyds dispergeringssystemer til “arbejdshest” i produktionslinjen af ​​mikron- og nano-partikelformede formuleringer. Vores ultralydapparater er i stand til at behandle vandige og opløsningsmiddelbaserede dispersioner op til høje viskositeter (op til 10.000 cp) let. Forskellige sonotroder (ultralydshor), boostere (intensiverer / decreaser), flowcellegeometrier og andet tilbehør muliggør optimal tilpasning af ultralyddisperseren til produktet og dens proceskrav.
Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan kontinuerligt køres i 24/7 drift straks. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydsonotroder tilgængelige. Robustheden af Hielscher s ultralyds udstyr giver mulighed for Døgnet rundt operation på tung pligt og i krævende miljøer. Hielscher`s ultralydspredere installeres verden over til storskala kommerciel produktion.

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