Ultralydsproduktion af ledende blæk i stor skala
- Ensartet dispergerede nanopartikler som sølv, grafen eller CNT'er med en præcist skræddersyet partikelstørrelse er afgørende for produktion af højledende blæk.
- Kraftige ultralydsdispergeringsmidler gør det muligt at syntetisere, deagglomerere og distribuere metalliske (f.eks. Ag), kulstofbaserede (f.eks. CNT'er, grafen) nanopartikler samt nanokompositter med fremragende elektrisk ledningsevne.
- Hielscher ultralydsdispergeringsmidler sikrer dispersioner af høj kvalitet, samtidig med at de er meget effektive, pålidelige og omkostningseffektive.
Ultralydsspredning af ledende nanopartikler
Ledende blæk har – som navnet antyder – funktionaliteten af elektrisk ledningsevne. For at fremstille ledende blæk og belægninger skal komponenter, der leder elektricitet (ledende fyldstoffer), være meget ensartede spredt i blækbasen. Nanopartikler såsom sølv, kobber, CNT'er, grafen, grafit, andre metalbelagte partikler og nanokompositter er inkorporeret for høj ledningsevne.
Ultralydsprocessorer skaber ekstremt intensive forskydningskræfter, hvormed van der Waals-kræfter og molekylære bindinger kan overvindes. Ultralydsdispersion er den foretrukne teknik til at sprede nanopartikler, da sonikering giver en meget smal kornstørrelsesfordeling, høje partikelfunktionaliteter og reproducerbare resultater.
Ultralydsbatchreaktor til spredning af nanomaterialer i ledende blæk.
- Nano-sølv blæk
- Grafenblæk (med meget høje grafenbelastninger)
- Kobberblæk (nanotråde og nanopartikler)
- CNT-blæk
- SWNT-blæk
- Nano-guld blæk
- mangfoldige nano-kompositter
- 3D-printbare blæk
- elektrisk ledende klæbemidler (ECA'er)
Ultralydsdispersion af dielektriske nanopartikler
For at give isolerende egenskaber til en komposit skal dielektriske partikler som SiO2, ZnO, aluminiumoxid-epoxy nanokompositter blandt andre spredes homogent som enkeltpartikler i matrixen. Ultralydsdispergering sikrer, at agglomerater brydes, så nanopartiklerne er godt spredt. En meget smal partikelfordeling er afgørende for at opnå en pålidelig dielektrisk funktionalitet af materialet.
Hielscher højeffekts ultralydapparater til nanodispersioner
Kraftige ultralydssystemer sikrer pålidelig spredning af nanopartikler – på laboratorie- og bordniveau op til fuldt industriel skala. i sammenligning med andre ultralydsleverandører er Hielscher ultralydssystem i stand til at levere meget høje amplituder på op til 200 μm – continuously run in 24/7 operation and with simple sonotrode shapes. If an application requires even higher amplitudes and/or very high temperatures, Hielscher offers customized ultrasonic sonotrodes, which can deliver amplitudes of >200µm and inserted into very hot environments (e.g. for sonication of metal melts). The robustness of Hielscher ultrasonic equipment fullfils industrial standards. All our equipment is built for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
- skræddersyet partikelstørrelse
- høj ledningsevne
- Høje partikelbelastninger
- lave til høje viskositeter
- Proceskontrol
- Nem behandling
- Hurtig
- Omkostningseffektiv
Industriel ultralydsprocessor UIP16000 (16kW) til fremstilling af ledende farver
Litteratur / Opslagsværk
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Fakta, der er værd at vide
elektrisk ledende nanopartikler
Nanopartikler (NP'er) tilbyder unikke materialeegenskaber, som kan afvige drastisk fra materialets bulkegenskaber. Nanomaterialer findes i mange forskellige former. De kan have et ekstremt højt billedformat på 1:1.000.000 (f.eks. nanorør) eller perfekt sfærisk form. Udover rør og kugler har nanopartikler form af stænger, tråde, knurhår, nanoblomster, fibre, flager og prikker.
Størrelse og form af nanopartikler spiller en vigtig rolle med hensyn til NP'ernes egenskaber såsom trækstyrke, fleksibilitet, termomekaniske, ledende, dielektriske, magnetiske og optiske egenskaber. For at overføre disse funktionaliteter til kompositter skal NP'er spredes og blandes ensartet i matrixen. For at opnå en sådan høj kvalitet dispersion er ultralydbehandling den foretrukne dispergeringsteknik.
Elektrisk ledende nanopartikler bruges i vid udstrækning til at give blæk og belægninger evnen til elektrisk befordran. Nano-sølv (nano-Ag) er et af de mest anvendte nanofyldstoffer i ledende blæk. Sølvbaseret ledende blæk kan formuleres som vandbaseret og serigrafiprintbart blæk, som er fleksibelt og krøllebestandigt.
Ledende blæk
Ledende blæk er ledende polymerer (polyanilin, polythiophen eller polypyrroler osv.), som kan aflejres via inkjet-print, spin-coating osv. Almindelige elektroledende blæk kan klassificeres i tre kategorier svarende til deres ledende komponenter, som enten kan være ædelmetaller, ledende polymerer eller kulstofnanomaterialer. Ledende blæk har et bredt anvendelsesområde og bruges til fremstilling af elektronik, emballage (PET- og plastfilm), sensorer, antenner, RFID-tags/etiketter, berøringsskærme, OLED-skærme, trykte varmeapparater og mange andre.
PEDOT: PSS [poly(3,4-ethylendioxythiophen) poly(styrensulfonat)] er en af de mest anvendte ledende polymerer, som udover sin høje ledningsevne giver et gennemsigtigt udseende. Ved at tilføje et netværk af kulstofnanorør, sølvnanotråde og/eller grafen kan ledningsevnen af PEDOT:PSS forbedres betydeligt. Modificeret PEDOT:PSS-blæk og formuleringer er tilgængelige til forskellige belægnings- og trykprocesser. Vandbaseret PEDOT:PSS-blæk bruges hovedsageligt til slids-belægning, flexografi, rotogravure og inkjet-udskrivning.
Dielektrisk blæk
Dielektrisk blæk og belægninger er elektrisk ikke-ledende og bruges til serigrafi af elektroniske printkort for at opbygge et isolerende lag til beskyttelse og forbedring af ledende materialer.
Dielektriske nanopartikler bruges til at give blæk, pastaer og belægninger en isolerende evne.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.