Ühtlaselt Dispergitud CNTs Ultraheliuuringuga
Süsinikunanotorud (CNTs) erakordsete funktsioonide kasutamiseks peavad nad olema homogeenselt hajutatud.
Ultraheli disperorid on kõige tavalisem vahend CNTs-ja lahustipõhiste suspensioonide levitamiseks.
Ultraheli hajutamise tehnoloogia loob piisavalt kõrge nihkeenergia, et saavutada CNTs täielik eraldamine ilma neid kahjustamata.
Süsiniku nanotorude ultraheli hajutamine
Süsiniku nanotorud (CNTs) on väga kõrge proportsioonid ja on madal tihedus, samuti tohutu pindala (mitusada m2/g), mis annab neile unikaalseid omadusi nagu väga kõrge tõmbetugevus, jäikus, ja väga kõrge elektri-ja soojusjuhtivus. Tänu Van der Waals jõud, mis meelitada ühe süsiniku nanotorud (CNTs) üksteisele, CNTs korraldada tavaliselt kimbud või skeinid. Need intermolekulaarsed jõud atraktsioon põhinevad π-võlakirja virnastamine nähtus kõrvuti nanotorud tuntud π-virnastamine. Süsinikust nanotorust saadava kasu täielikuks tuletamiseks peavad need agendid olema disentangeeritud ning CNTs tuleb jaotada ühtlaselt homogeenseks dispersiooniks. Intensiivne ultraheliuuring tekitab vedelike puhul akustilist kavitatsiooni. Niiviisi genereeritud kohalik nihkepinge murrab CNT täitematerjale ja hajutas need ühtlaselt homogeenseks suspensiooniks. Ultraheli hajutamise tehnoloogia loob piisavalt kõrge nihkeenergia, et saavutada CNTs täielik eraldamine ilma neid kahjustamata. Isegi tundlikud SWNTs ultrahelitöötlus on edukalt rakendatud pöördumatutest neid individuaalselt. Ultraheliuuring lihtsalt annab piisavalt stressi, et eraldada SWNT täitematerjale, ilma et see põhjustaks palju luumurde üksikutele nanotorud (Huang, Terentjev 2012).
- Ühe hajutatud CNTs
- Ühtlane jaotus
- Kõrge dispersiooni tõhusus
- Kõrge CNT laadimised
- CNT lagunemine
- Kiire töötlemine
- täpne protsessi juhtimine
UIP2000hdT – 2kW võimas ultrasonikaator CNT dispersioonide jaoks
Kõrgjõudlusega ultraheli süsteemid CNT dispersioonide jaoks
Hielscher Ultrasonics varustab võimsaid ja usaldusväärseid ultraheli seadmeid CNTs-i tõhusaks hajutamiseks. Kas on vaja valmistada väikesed CNT proovid analüüsiks ja R&D või peate tootma suuri tööstuslikke partiisid, mis on hielscheri tootevalikus, pakub teie vajadustele ideaalse ultraheli süsteemi. Alates 50W ultrasonikaatorid labori jaoks kuni 16kW tööstuslikud ultraheli üksused kaubanduslikuks tootmiseks, Hielscher Ultrasonics on teil kaetud.
Kvaliteetse süsiniku nanotube dispersioonide tootmiseks tuleb protsessi parameetrid hästi ohjatud olla. Amplituudi, temperatuuri, rõhu ja säilitusaeg on kõige kriitilisem parameetrid isegi CNT jaotus. Hielscheri ultrasonikaatorid mitte ainult ei võimalda iga parameetri täpset kontrolli, kõik protsessi parameetrid registreeritakse automaatselt hielscheri digitaalsete ultraheli süsteemide integreeritud SD-kaardile. Iga ultrahelitöötlusprotsessi protokoll aitab tagada reprodutseeritavate tulemuste ja järjepideva kvaliteedi. Kaugtöölaua brauseri abil saab kasutaja käitada ja jälgida ultraheli seadet ilma ultraheli süsteemi asukohata.
Kuna ühe seinaga süsinik-nanotorud (SWNTs) ja mitme seinaga süsinik-nanotorud (MWNTs), samuti valitud vesilahus-või lahustikeskkond nõuavad spetsiifilist töötlemisintensiivsust, on ultraheli amplituudi lõpptootes oluline tegur. Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli töötlejad võivad pakkuda väga kõrgeid ja väga kergeid amplituudi. Luua ideaalne amplituud oma protsessi nõuded. Isegi amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7 operatsioon. Isegi suuremate amplituudid, kohandatud ultraheli sonotroodid on saadaval. Hielscheri ultraheli seadmete vastupidavus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja Nõudlikes keskkondades.
Meie kliendid on rahul hielscheri ultraheli süsteemide silmapaistva töökindluse ja usaldusväärsusega. Paigaldamine raskeveokite rakenduste, nõudlike keskkondade ja 24/7 operatsiooni tagada tõhus ja ökonoomne töötlemine. Ultraheli protsessi intensiivistamine vähendab töötlemisaega ja saavutab paremaid tulemusi, st kõrgemat kvaliteeti, kõrgemat saagikust, uuenduslikke tooteid.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 0.5 kuni 1,5 ml | e.k. | VialTweeter |
| 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!
Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloodi ja tööstusliku skaala järgi.
Kirjandus / viited
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Faktid Tasub teada
süsinik-nanotorud
Süsinik-nanotorud (CNTs) on osa ühemõõtmeliste süsinikusisaldusega materjalide spetsiaalsest klassist, mis eksponeeritakse erakordseid mehaanilisi, elektrilisi, soojuslikke ja optilised omadusi. Need on peamised komponendid, mida kasutatakse kõrgtehnoloogiliste nanomaterjalide nagu nanokomposiid, tugevdatud polümeerid jne arendamisel ja tootmisel ning mida seetõttu kasutatakse tipptasemel tehnoloogias. CNTs paljastada väga kõrge tõmbetugevus, hea soojusülekande omadused, madala sagedusala lüngad ja optimaalne Keemiline ja füüsikaline stabiilsus, mis teeb nanotorud paljutõotav söödalisand mitmekesised materjalid.
Sõltuvalt nende struktuur, CNTS eristada ühe seintega süsinik nanotorud (SWNTs), kahekordse seinaga süsinik nanotorud (DWCNTs) ja multi-seintega süsinik nanotorud (MWNTs).
SWNTs on õõnsad, pikad silindrilised torud, mis on valmistatud ühest aatomi-paksu süsinikseina. Süsinikuga aatomileht on paigutatud kärgise võre. Sageli võrreldakse neid ühekihilise grafiidi või grafeeni ümberarvestatud lehtedena.
DWCNTs koosneb kahest ühe seinaga nanotorust, ühe pesastatud teises.
MWNTs on CNT vorm, kus mitu ühe seinaga süsiniku nanotorud on üksteise sees pesastatud. Kuna nende läbimõõt on vahemikus 3 – 30 nm ja kui nad võivad kasvada mitu cm pikk, nende proportsioonid võivad varieeruda vahemikus 10 ja 10 000 000. Võrreldes süsiniku nanokiud, MWNTs on teistsugune seina struktuur, väiksem välisläbimõõt ja õõnsad interjööri. Tavaliselt kasutatavad MWNTs-i trükitud tööstuslikult kättesaadavad on näiteks Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 ja FutureCarbon CNT-MW.
CNTs-i sünteesi: CNTs saab toota plasma põhinev sünteesi meetod või Arc heakskiidu aurustamise meetod, laser ablatsioon meetod, termilise sünteesi protsessi, keemilise auru sadestumist (CVD) või plasma-tõhustatud keemilise auru sadestumise.
CNTs-i funktsionaliseerimine: Et parandada süsiniku nanotorud omadusi ja muuta need sobivaks konkreetsele taotlusele, on CNTs sageli funktsionaalsed, nt lisades karboksüülhapet (-COOH) või hüdroksüüül (-OH) rühmi.
CNT hajutamise lisandid
Mõned lahustid nagu näiteks Super happed, ioonvedelikud ja N-tsükloheksüül-2-pürrolidnone ei suuda valmistada suhteliselt kõrge kontsentratsiooniga CNTs, samas kui kõige levinumad nanotorud, nagu N-metüül-2-pürrolidoon (NMP), dimetüülformamiid (DMF) ja 1, 2-dikrolobenseen, võivad nanotorud lahustada ainult väga väikestes kontsentratsioonides (nt tavaliselt <0.02 WT% ühe seinaga CNTs). Kõige levinumad dispersioonained on polüvinüülpürrolidoon (PVP), Naatriumdodeüülbenseensulfonaat (SDBS), Triton 100 või Naatriumdodeküülsulfonaat (SDS).
Cresols on grupp tööstuskemikaale, mis võivad töödelda CNTs-i kontsentratsioonides kuni kümnete kaaluprotsendiga, mille tulemuseks on pidev üleminek lahjendatud dispersioonidest, paksusest pastad, ja vabade pügaliste geelid enneolematule playtainiga riigile, kuna CNT laadimine suureneb. Nendes riikides on polümeer-nagu reoloogiline ja vistkoelastsed omadused, mis ei ole saavutatav teiste ühiste lahustitega, mis viitavad sellele, et nanotorud on tõepoolest eristatud ja peenelt hajutatud cresols. Cresols saab eemaldada pärast töötlemist kuumutamise või pesemise teel, muutmata seejuures CNTs-i pinda. [Chiou et al. 2018]
CNT dispersioonide taotlused
Selleks, et kasutada kasu CNTs, nad tuleb hajutatakse vedelik nagu polümeerid, ühtlaselt hajutatud CNTs kasutatakse tootmiseks juhtivas plastist, vedel kristall kuvab, orgaanilised valgust kiirgavad dioodid, puuteekraaniga, paindlik ekraanid, päikesepakkudes , juhtivad inkid, staatilised juhtimismaterjalid, sealhulgas filmid, vahad, kiud ja kangad, polümeeride katted ja liimid, suure jõudlusega polümeeri komposiittooted, millel on erakordne mehaaniline tugevus ja karedus, polümeeride/CNT komposiitkiud, samuti kergemad ja antistaatilised materjalid.