Nanomaterjalide ultraheli dispersioon (nanoosakesed)
Nanomaterjalidest on saanud nii mitmekesiste toodete lahutamatu osa nagu kõrgefektiivsed materjalid, päikesekaitsetooted, pinnakattevahendid või plastkomposiidid. Ultraheli kavitatsiooni kasutatakse nanosuurusega osakeste hajutamiseks vedelikeks, nagu vesi, õli, lahustid või reotid.
Nanoosakeste ultraheli dispersioon
Määruse (EL) Nanoosakeste ultraheli dispersioon on mitmesuguseid mõjusid. Kõige ilmsem on materjalide hajutamiseks vedelikes et purustada osakeste aglomeraate. Veel üks protsess on ultraheli kasutamine aastatel osakeste süntees või sadestamine. Üldiselt toob see kaasa väiksemate osakeste ja suurema suuruse ühetaolisuse. ultraheli kavitatsioon parandab materjalide ülekannet ka osakeste pindadel. Seda efekti saab kasutada pinna parandamiseks funktsionaliseerimine kõrge eripindaga materjalidest.
Nanomaterjalide hajutamine ja suuruse vähendamine
Nanomaterjalid, nt metalloksiidid, nanoosakesed või süsinik-nanotorud vedeliku segamisel kergesti aglomeeritakse. Tõhusad deagglomerating ja hajutamine on vajalikud pärast sidumisjõude ületamiseks pärast pulbri niisutamist. Vee- ja mittevesipõhiste suspensioonide aglomeraadi struktuuride ultraheli purunemine võimaldab kasutada nanosakesi sisaldavate materjalide kogu potentsiaali. Muude tahkiste sisaldusega nanoosakestest koosnevate aglomeraatide erinevates dispersioonides tehtud uuringud on näidanud ultraheli märkimisväärset eelist võrreldes teiste tehnoloogiatega, nagu rootor-staatori segistid (nt ultra turrax), kolb-homogenisaatorid või märjad freesimismeetodid, näiteks räbuveskid või kolloidveskid . Hielscheri ultraheli süsteeme saab kasutada suhteliselt kõrge tahkiste kontsentratsioonide juures. Näiteks ränidioksiid leiti, et purunemiskiirus ei sõltu tahke kontsentratsioon kuni 50% massi järgi. Ultraheli saab rakendada suure kontsentratsiooniga master-partiide hajutamiseks - madalate ja kõrge viskoossusega vedelike töötlemiseks. See muudab ultraheliga hea värvi- ja pinnakattevahendi, mis põhineb erinevatel kandjatel, nagu vesi, vaik või õli.
Ultraheli homogenisaator UP400St nanodispersioonide puhul
ultraheli kavitatsioon
Ultraheliuuringus on dispersioon ja deagglomeraat tingitud ultraheli kavitatsioonist. Vedelate kokkupuutumisel ultraheliga põhjustavad vedelikus levivad helilained vahelduvaid kõrgsurve- ja madalrõhu tsükleid. See mõjutab mehaanilist pinget üksikute osakeste vahel olevate atraktiivsuste vahel. ultraheli kavitatsioon vedelikus põhjustab suure kiirusega vedelaid joake kuni 1000 km / h (umbes 600 mph). Sellised pihustid suruvad vaakumis osakeste vahel kõrge rõhu all ja eraldavad need üksteisest. Väiksemad osakesed kiirendatakse vedelike pihustitega ja põrkuvad suurel kiirusel. See muudab ultraheli efektiivseks vahendiks hajutamiseks, kuid ka freesimine mikron-suurusest ja sub-mikroni suurusest osakestest.
Ultraheli-ajamiga osakeste süntees / sadestamine
Nanoosakesi võib sünteesida või sadestada altpoolt ülespoole. Sonokheemia on üks esimesi tehnikaid, mida kasutatakse nanosakesi ühendite valmistamiseks. Suslick oma originaalses töös, sonicated Fe (CO)5 kas puhas vedelikuna või deatsliini lahuses ja saadud 10-20 nm suurusega amorfsed rauamanosakesed. Üldiselt hakkab üleküllastunud segu moodustama tahkeid osakesi kõrgelt kontsentreeritud materjalist. Ultraheli parandab eelkursori segamist ja suurendab massiülekannet osakeste pinnal. See viib väiksemate osakeste suuruse ja kõrgema ühtluseni.
UIP2000hdT, 2kW võimas ultrasonicator hajutada SWCNTs.
Surface Functionalization kasutades ultraheli
Paljud nanomaterjalid, nagu metalloksiidid, tindiprinteri tint ja tooneripigmendid või täiteained katted, nõuavad pinna funktsionaliseerimist. Iga osakese täieliku pinna funktsionaliseerimiseks on vaja head dispersiooni meetodit. Hajutatuna ümbritsevad osakesed tavaliselt osakeste pinnale ligunenud molekulide piirikiht. Selleks, et uued funktsionaalsed rühmad jõuaksid osakeste pinnale, tuleb see piir kihist lahti võtta või eemaldada. Ultraheli kavitatsioonist tulenevad vedelikud võivad jõuda kiiruseni kuni 1000 km / h. See stress aitab ületada meelitamise jõudusid ja kannab funktsionaalseid molekule osakeste pinnale. Sisse Sonokheemia, seda efekti kasutatakse dispergeeritud katalüsaatorite toimivuse parandamiseks.
Ultraheli enne osakeste suuruse mõõtmist
Proovide ultraheli parandab osakeste suuruse täpsust või morfoloogilist mõõtmist. Uus SonoStep ühendab ultraheli, proovide segamise ja pumpamise kompaktses disainis. Seda on lihtne kasutada ja seda saab kasutada sonikeeritud proovide saamiseks analüütilistele seadmetele, nagu näiteks osakeste suuruse analüsaatorid. Pingeline ultrahelitöötlus aitab hajutada aglomeeritud osakesi, mis viib järjekindlamate tulemuste saamiseni.Lisateabe saamiseks klõpsake siin!
Ultraheli töötlemine labori ja tootmismahu jaoks
Ultraheli protsessorid ja voolurakud deagglomereerimiseks ja dispersiooniks on saadaval laboratoorium ja tootmine tasemel. Tööstussüsteeme saab hõlpsasti uuendada, et need saaksid töötada. Teadusuuringute ja protsesside arendamiseks soovitame kasutada UIP1000hd (1000 vatti).
Hielscher pakub mitmesuguseid ultraheli seadmeid ja lisatarvikuid nanomaterjalide tõhusaks hajutamiseks, nt värvides, trükivärvides ja kattekihtides.
- Kompaktne laboriseade kuni kuni 400 vatti võimsus.
Neid seadmeid kasutatakse peamiselt proovide ettevalmistamiseks või esialgsete teostatavusuuringute jaoks ning neid saab rentimiseks kasutada. - 500 ja 1000 ja 2000 vatti ultraheli protsessorid nagu UIP1000hd komplekt koos voolu raku ja mitmesugused revolutsiooni sarved ja sonotrodes suudab töödelda suuremahulisi vooge.
Selliseid seadmeid kasutatakse parameetrite optimeerimisel (näiteks: amplituud, töörõhk, voolukiirus jne) pingi- või piloottehnoloogia skaalal. - Ultraheli töötlejad 2kW, 4kW, 10kW ja 16kW ja mitmete selliste üksuste suuremad klastrid saavad tootmismahu vooge peaaegu igal tasandil töödelda.
Pink top seadmed on saadaval rendi head tingimused joosta protsessi katsed. Selliste katsete tulemusi saab vähendada tootmise tasandil lineaarselt – vähendades protsessi arenguga seotud riske ja kulusid. Meil on hea meel teid aidata Internetis, telefonis või isiklikult. Palun leidke Meie aadressid siin, või kasutage allolevat vormi.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
nanomaterjalide – Taustainfo
Nanomaterjalid on materjalid, mille suurus on väiksem kui 100 nm. Need muutuvad kiiresti värvide, trükivärvide ja kattekihtide koostisteks. Nanomaterjalid jagunevad kolmeks laiemaks kategooriateks: metalloksiidid, nanokihid ja süsinik-nanotorud. Metalloksiid-nanoosakesed hõlmavad nanoskaalet tsinkoksiidi, titaanoksiidi, raudoksiidi, tseeriumoksiidi ja tsirkooniumoksiidi ning segmetsmetallide ühendeid, nagu näiteks indium-tinaoksiid ja tsirkoonium ja titaan, samuti segmetalliühendid nagu indium -tiinoksiid. See väike teema mõjutab paljusid erialasid, nagu füüsika, keemia ja bioloogia. Värvides ja kattekihtides vastavad nanomaterjalid dekoratiivsetele vajadustele (nt värv ja läike), funktsionaalsetele eesmärkidele (nt juhtivus, mikroobide inaktiveerimine) ja parandavad värvide ja kattekaitset (nt kriimustuskindlus, UV stabiilsus). Eelkõige nano-suurusega metallioksiidid, nagu TiO2 ja ZnO või Alumina, Ceria ja ränidioksiid ja nanoosakesed pigmendid leiavad rakendust uute värvi- ja pinnakattevahendite koostises.
Kui aine väheneb, muudab ta omadusi, näiteks värvi ja vastastikust mõju teiste ainetega, nagu keemiline reaktsioonivõime. Näituste muutus on tingitud elektrooniliste omaduste muutusest. Poolt osakeste suuruse vähendamine, suurendatakse materjali pindala. Selle tõttu võib suurem osa aatomitest olla vastastikmõju teiste ainetega, näiteks vaikude maatriksiga.
Pindaktiivsus on nanomaterjalide peamine aspekt. Aglomeratsiooni ja agregaatide pindala on kokkupuutes muude ainetega. Ainult hästi hajutatud või ühekordselt hajutatud osakesed võimaldavad kasutada kogu aine kasulikku potentsiaali. Selle tulemusena vähendab hea dispersioon sama ainete saavutamiseks vajalikke nanomaterjale. Kuna enamus nanomaterjalidest on endiselt üsna kallid, on see aspekt nanomaterjale sisaldavate ravimpreparaatide turustamise seisukohast väga oluline. Tänaseks toodetakse paljud nanomaterjale kuiva protsessi käigus. Selle tulemusena tuleb osakesed segada vedelate koostistega. See on koht, kus enamik nanoosakesi moodustavad märgumisel aglomeraate. Eriti süsinik-nanotorud on väga sidusad, mistõttu on raske neid vedelikke, nagu vesi, etanool, õli, polümeer või epoksüvaik, hajutada. Tavapäraseid töötlemisseadmeid, nt suure nihkejõuga või rootor-staatori segistid, kõrgsurve homogenisaatorid või kolloid- ja ketasveskid, ei lase nanoosakestel eraldada eraldiseisvateks osakesteks. Eriti väikeste ainete puhul, mis on alates mitmest nanomeetrist kuni paari mikroni, on ultraheli kavitatsioon väga efektiivne aglomeraatide, agregaatide ja isegi primaarsete ainete purustamisel. Kui ultraheli kasutatakse freesimine kõrge kontsentratsioonipartiidest, ultraheli kavitatsioonist tingitud vedelike jugasid, mis muudavad osakesed üksteisega kiirusel kuni 1000 km / h. See lõhub van der Waalsi jõud aglomeraatides ja isegi primaarsetes osakestes.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.