Υπερήχων παραγωγή αγώγιμων μελανιών σε μεγάλη κλίμακα
- Ομοιόμορφα διασκορπισμένα νανοσωματίδια όπως ο άργυρος, το γραφένιο ή τα CNT με επακριβώς προσαρμοσμένο μέγεθος σωματιδίων είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή μελανιών υψηλής αγωγιμότητας.
- Ισχυροί διασκορπιστές υπερήχων επιτρέπουν τη σύνθεση, αποσυσσωμάτωση και διανομή μεταλλικών (π.χ. Ag), νανοσωματιδίων με βάση τον άνθρακα (π.χ. CNT, γραφενίου) καθώς και νανοσύνθετων υλικών με εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα.
- Hielscher υπερήχων διασκορπιστές εξασφαλίζουν υψηλής ποιότητας διασπορές, ενώ είναι πολύ αποτελεσματική, αξιόπιστη, και οικονομικά αποδοτική.
Υπερήχων διασπορά αγώγιμων νανοσωματιδίων
Το αγώγιμο μελάνι έχει – όπως υποδηλώνει το όνομά του – τη λειτουργικότητα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Για την παρασκευή αγώγιμων μελανιών και επικαλύψεων, τα εξαρτήματα που μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια (αγώγιμα πληρωτικά) πρέπει να είναι πολύ ομοιόμορφα διασκορπισμένα στη βάση μελάνης. Νανοσωματίδια όπως άργυρος, χαλκός, CNTs, γραφένιο, γραφίτης, άλλα σωματίδια επικαλυμμένα με μέταλλο και νανοσύνθετα υλικά ενσωματώνονται για υψηλή αγωγιμότητα.
Οι επεξεργαστές υπερήχων δημιουργούν εξαιρετικά εντατικές δυνάμεις διάτμησης, με τις οποίες μπορούν να ξεπεραστούν οι δυνάμεις van der Waals και οι μοριακοί δεσμοί. Υπερήχων διασπορά είναι η προτιμώμενη τεχνική για τη διασπορά νανοσωματιδίων, δεδομένου ότι υπερήχηση δίνει μια πολύ στενή κατανομή μεγέθους κόκκων, υψηλές λειτουργίες σωματιδίων και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα.
Υπερηχητικός αντιδραστήρας παρτίδας για τη διασπορά νανοϋλικών σε αγώγιμα μελάνια.
- Μελάνια νανοαργύρου
- Μελάνια γραφενίου (με πολύ υψηλά φορτία γραφενίου)
- Μελάνια χαλκού (νανοσύρματα και νανοσωματίδια)
- Μελάνια CNT
- Μελάνια SWNT
- Μελάνια νανοχρυσού
- πολλαπλή νανο-σύνθετα υλικά
- 3D-εκτυπώσιμα μελάνια
- ηλεκτρικά αγώγιμες κόλλες (ECAs)
Υπερήχων διασπορά διηλεκτρικών νανοσωματιδίων
Προκειμένου να προσδοθούν μονωτικές ιδιότητες σε ένα σύνθετο, διηλεκτρικά σωματίδια όπως SiO2, ZnO, αλουμίνα-εποξειδικά νανοσύνθετα μεταξύ άλλων πρέπει να διασκορπιστούν ομοιογενώς ως μεμονωμένα σωματίδια στη μήτρα. Η υπερηχητική διασπορά εξασφαλίζει ότι τα συσσωματώματα είναι σπασμένα έτσι ώστε τα νανοσωματίδια να είναι καλά διασκορπισμένα. Μια πολύ στενή κατανομή σωματιδίων είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη αξιόπιστης διηλεκτρικής λειτουργικότητας του υλικού.
Hielscher υψηλής ισχύος υπερήχων για νανοδιασπορές
Ισχυρά συστήματα υπερήχων εξασφαλίζουν την αξιόπιστη διασπορά νανοσωματιδίων – σε επίπεδο εργαστηρίου και πάγκου μέχρι πλήρως βιομηχανική κλίμακα. σε σύγκριση με άλλους προμηθευτές υπερήχων, Hielscher υπερήχων σύστημα είναι σε θέση να παραδώσει πολύ υψηλά πλάτη μέχρι 200μm – 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.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000 |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
- προσαρμοσμένο μέγεθος σωματιδίων
- υψηλή αγωγιμότητα
- Υψηλά φορτία σωματιδίων
- χαμηλό έως υψηλό ιξώδες
- Έλεγχος διεργασιών
- εύκολη επεξεργασία
- Ταχύς
- Οικονομικά αποδοτικό
Βιομηχανικός επεξεργαστής υπερήχων UIP16000 (16kW) για την παραγωγή αγώγιμων μελανιών
Βιβλιογραφία / Αναφορά
- 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.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Ηλεκτρικά αγώγιμα νανοσωματίδια
Τα νανοσωματίδια (NPs) προσφέρουν μοναδικά χαρακτηριστικά υλικού, τα οποία μπορεί να διαφέρουν δραστικά από τα χύδην χαρακτηριστικά του υλικού. Τα νανοϋλικά διατίθενται σε πολλαπλά σχήματα. Μπορούν να έχουν εξαιρετικά υψηλό λόγο διαστάσεων 1:1.000.000 (π.χ. νανοσωλήνες) ή τέλεια σφαιρικό σχήμα. Εκτός από σωλήνες και σφαίρες, τα νανοσωματίδια έχουν τη μορφή ράβδων, συρμάτων, μουστάκια, νανοάνθη, ίνες, νιφάδες και κουκκίδες.
Το μέγεθος και το σχήμα των νανοσωματιδίων παίζουν σημαντικό ρόλο όσον αφορά τις ιδιότητες των NPs όπως η αντοχή σε εφελκυσμό, η ευκαμψία, οι θερμομηχανικές, αγώγιμες, διηλεκτρικές, μαγνητικές και οπτικές ιδιότητες. Για να προσδώσουν αυτές τις λειτουργίες σε σύνθετα υλικά, τα NP πρέπει να διασκορπιστούν και να αναμειχθούν ομοιόμορφα στη μήτρα. Για να επιτευχθεί μια τέτοια διασπορά υψηλής ποιότητας, υπερήχους είναι η προτιμώμενη τεχνική διασποράς.
Τα ηλεκτρικά αγώγιμα νανοσωματίδια χρησιμοποιούνται ευρέως για να δώσουν στα μελάνια και τις επικαλύψεις την ικανότητα ηλεκτρικής ευνοϊκότητας. Ο νανο-άργυρος (nano-Ag) είναι ένα από τα πιο χρησιμοποιούμενα νανοπληρωτικά στα αγώγιμα μελάνια. Τα αγώγιμα μελάνια με βάση το ασήμι μπορούν να διαμορφωθούν ως μελάνια με βάση το νερό και μεταξοτυπώσιμα, τα οποία είναι εύκαμπτα και ανθεκτικά στις τσακίσεις.
αγώγιμα μελάνια
Τα αγώγιμα μελάνια είναι αγώγιμα πολυμερή (πολυανιλίνη, πολυθειοφαίνιο ή πολυπυρρόλες κ.λπ.), τα οποία μπορούν να εναποτεθούν μέσω εκτύπωσης ψεκασμού μελάνης, επίστρωσης στυψίματος κ.λπ. Τα κοινά ηλεκτροαγώγιμα μελάνια μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες που αντιστοιχούν στα αγώγιμα συστατικά τους, τα οποία μπορεί να είναι είτε ευγενή μέταλλα, αγώγιμα πολυμερή ή νανοϋλικά άνθρακα. Τα αγώγιμα μελάνια έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ηλεκτρονικών, συσκευασιών (PET και πλαστικών μεμβρανών), αισθητήρων, κεραιών, ετικετών / ετικετών RFID, οθονών αφής, οθονών OLED, τυπωμένων θερμαντήρων και πολλών άλλων.
PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)] είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα αγώγιμα πολυμερή, τα οποία προσφέρουν εκτός από την υψηλή αγωγιμότητά του μια διαφανή εμφάνιση. Με την προσθήκη ενός δικτύου νανοσωλήνων άνθρακα, νανοκαλωδίων αργύρου ή/και γραφενίου, η αγωγιμότητα του PEDOT:PSS μπορεί να ενισχυθεί σημαντικά. Τροποποιημένο PEDOT: Τα μελάνια και τα σκευάσματα PSS είναι διαθέσιμα για διαφορετικές διαδικασίες επίστρωσης και εκτύπωσης. PEDOT με βάση το νερό: Τα μελάνια PSS χρησιμοποιούνται κυρίως στην επίστρωση αυλακώσεων, τη φλεξογραφία, τη βαθυτυπία και την εκτύπωση inkjet.
Διηλεκτρικά μελάνια
Τα διηλεκτρικά μελάνια και επιχρίσματα είναι ηλεκτρικά μη αγώγιμα και χρησιμοποιούνται στην μεταξοτυπία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων προκειμένου να κατασκευαστεί ένα μονωτικό στρώμα για την προστασία και την ενίσχυση αγώγιμων υλικών.
Τα διηλεκτρικά νανοσωματίδια χρησιμοποιούνται για να δώσουν στα μελάνια, τις πάστες και τις επικαλύψεις μονωτική ικανότητα.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.