پراکندگی التراسونیک نانومواد (نانوذرات)
نانومواد به جزء جدایی ناپذیر محصولاتی مانند مواد با کارایی بالا، کرم های ضد آفتاب، پوشش های عملکردی یا کامپوزیت های پلاستیکی تبدیل شده اند. حفره اولتراسونیک استفاده می شود برای پراکنده کردن ذرات نانو اندازه به مایعات, مانند آب, روغن, حلال و یا رزین.
پراکندگی التراسونیک نانوذرات
کاربرد پراکندگی التراسونیک نانوذرات دارای اثرات چندگانه است. واضح ترین آن این است که پراکندگی مواد در مایعات به منظور شکستن آگلومراهای ذرات. فرآیند دیگر استفاده از سونوگرافی در طول است سنتز ذرات یا بارش. به طور کلی، این منجر به ذرات کوچکتر و افزایش یکنواختی اندازه می شود. خلا سازی آلتراسونیک انتقال مواد در سطوح ذرات را نیز بهبود می بخشد. از این اثر می توان برای بهبود سطح استفاده کرد کارکردسازی از موادی که سطح ویژه بالایی دارند.
پراکندگی و کاهش اندازه نانومواد
نانومواد، به عنوان مثال اکسیدهای فلزی، نانورس یا نانولوله های کربنی وقتی در مایع مخلوط می شود ، تمایل به جمع شدن دارد. ابزارهای موثر برای deagglomeration و دیسپرس (Dispersing)
برای غلبه بر نیروهای اتصال پس از خیس کردن پودر مورد نیاز است. شکستن مافوق صوت از ساختارهای آگلومرا در سوسپانسیون های آبی و غیر آبی اجازه می دهد تا با استفاده از پتانسیل کامل از مواد نانواندازه. بررسی در پراکندگی های مختلف آگلومراهای نانوذرات با محتوای جامد متغیر، مزیت قابل توجه سونوگرافی را در مقایسه با سایر فناوری ها، مانند میکسرهای استاتور روتور (به عنوان مثال فوق العاده توراکس)، هموژنایزرهای پیستونی، یا روش های فرز مرطوب، به عنوان مثال آسیاب های مهره ای یا آسیاب های کلوئیدی نشان داده است. سیستم های مافوق صوت Hielscher را می توان در غلظت جامدات نسبتا بالا اجرا. به عنوان مثال برای سیلیس مشخص شد که میزان شکستگی مستقل از غلظت جامد تا 50٪ با وزن. سونوگرافی را می توان برای پراکنده شدن دسته های اصلی با غلظت بالا – پردازش مایعات ویسکوزیته کم و بالا استفاده می شود. این باعث می شود اولتراسوند راه حل پردازش خوبی برای رنگ ها و پوشش ها، بر اساس رسانه های مختلف مانند آب، رزین یا روغن باشد.
هموژنایزر اولتراسونیک UP400St برای نانو پراکندگی
خلا سازی آلتراسونیک
پراکندگی و deagglomeration توسط ultrasonication در نتیجه حفره اولتراسونیک است. هنگام قرار گرفتن مایعات در معرض سونوگرافی، امواج صوتی که در مایع منتشر می شوند، منجر به چرخه های متناوب فشار بالا و فشار پایین می شوند. این فشار مکانیکی را بر نیروهای جذب بین ذرات منفرد اعمال می کند. خلا سازی آلتراسونیک در مایعات باعث جت های مایع با سرعت بالا تا 1000 کیلومتر در ساعت (تقریبا 600 مایل در ساعت) می شود. چنین جت هایی مایع را با فشار زیاد بین ذرات فشار می دهند و آنها را از یکدیگر جدا می کنند. ذرات کوچکتر با جت های مایع شتاب می گیرند و با سرعت بالا برخورد می کنند. این باعث می شود سونوگرافی وسیله ای موثر برای پراکندگی و همچنین برای فرز ذرات اندازه میکرون و زیر میکرون.
التراسونیک کمک سنتز ذرات / بارش
نانوذرات را می توان از پایین به بالا با سنتز یا بارش تولید کرد. سونوشیمی یکی از اولین تکنیک های مورد استفاده برای تهیه ترکیبات نانو است. Suslick در کار اصلی خود ، فراصوت Fe (CO)5 یا به صورت مایع خالص و یا در محلول دکلین و نانوذرات آهن آمورف با اندازه 10-20 نانومتر به دست آمد. به طور کلی، یک مخلوط فوق اشباع شروع به تشکیل ذرات جامد از یک ماده بسیار غلیظ می کند. امواج فراصوت را بهبود می بخشد مخلوط کردن قبل از مکان نما و افزایش انتقال جرم در سطح ذرات. این منجر به اندازه ذرات کوچکتر و یکنواختی بالاتر می شود.
UIP2000hdT، یک اولتراسونیک قدرتمند 2kW برای پراکنده SWCNTs.
عملکرد سطح با استفاده از سونوگرافی
بسیاری از نانومواد، مانند اکسیدهای فلزی، جوهر جوهر افشان و رنگدانه های تونر یا پرکننده ها برای عملکرد پوشش، نیاز به عملکرد سطحی دارند. به منظور عامل دار کردن سطح کامل هر ذره، یک روش پراکندگی خوب مورد نیاز است. هنگامی که ذرات پراکنده می شوند، معمولا توسط یک لایه مرزی از مولکول ها که به سطح ذرات جذب می شوند، احاطه می شوند. برای اینکه گروه های تابعی جدید به سطح ذرات برسند، این لایه مرزی باید شکسته یا حذف شود. جت های مایع ناشی از کاویتاسیون اولتراسونیک می توانند به سرعت 1000 کیلومتر در ساعت برسند. این تنش به غلبه بر نیروهای جذب کمک می کند و مولکول های عملکردی را به سطح ذرات منتقل می کند. در آوا شیمی، این اثر برای بهبود عملکرد کاتالیزورهای پراکنده استفاده می شود.
امواج فراصوت قبل از اندازه گیری اندازه ذرات
سونوگرافی نمونه ها دقت اندازه ذرات یا اندازه گیری مورفولوژی شما را بهبود می بخشد. SonoStep جدید ترکیبی از سونوگرافی، هم زدن و پمپاژ نمونه ها در یک طراحی جمع و جور است. کار با آن آسان است و می توان از آن برای تحویل نمونه های فراصوت به دستگاه های تحلیلی مانند آنالایزرهای اندازه ذرات استفاده کرد. فراصوت شدید کمک می کند تا به پراکنده ذرات آگلومره منجر به نتایج سازگار تر.برای مطالعه بیشتر اینجا را کلیک کنید!
پردازش اولتراسونیک برای آزمایشگاه و مقیاس تولید
پردازنده های اولتراسونیک و سلول های جریان برای deagglomeration و پراکندگی در دسترس هستند . . تولید سطح. سیستم های صنعتی را می توان به راحتی برای کار درون خطی مقاوم سازی کرد. برای تحقیق و توسعه فرآیند، توصیه می کنیم از UIP1000hd (1000 وات).
Hielscher ارائه می دهد طیف گسترده ای از دستگاه های اولتراسونیک و لوازم جانبی برای پراکندگی کارآمد از نانومواد, به عنوان مثال،. در رنگ, جوهر و پوشش.
- دستگاه های آزمایشگاهی فشرده تا توان 400 وات.
این دستگاه ها عمدتا برای آماده سازی نمونه یا مطالعات امکان سنجی اولیه استفاده می شوند و برای اجاره در دسترس هستند. - 500 . 1,000 . 2,000 پردازنده های اولتراسونیک وات مانند مجموعه UIP1000hd با سلول جریان و شاخ های تقویت کننده و سونوترودهای مختلف می تواند جریان های حجم بیشتری را پردازش کند.
دستگاه هایی مانند این در بهینه سازی پارامترها (مانند: دامنه، فشار عملیاتی، سرعت جریان و غیره) در مقیاس رومیزی یا پایلوت استفاده می شود. - پردازنده های اولتراسونیک 2 کیلو وات، 4 کیلو وات، 10 کیلو وات . 16kW موجود است. و خوشه های بزرگتر از چندین واحد از این دست می توانند جریان های حجم تولید را تقریبا در هر سطحی پردازش کنند.
تجهیزات نیمکت بالا برای اجاره در شرایط خوب برای اجرای آزمایشات فرآیند در دسترس است. نتایج چنین آزمایشاتی را می توان به صورت خطی تا سطح تولید مقیاس بندی کرد - کاهش ریسک و هزینه های مربوط به توسعه فرآیند. ما خوشحال خواهیم شد که به صورت آنلاین، تلفنی یا شخصا به شما کمک کنیم. لطفا پیدا کنید آدرس های ما در اینجا، یا از فرم زیر استفاده کنید.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
نانومواد – اطلاعات پس زمینه
نانومواد موادی هستند که اندازه آنها کمتر از 100 نانومتر است. آنها به سرعت در حال پیشرفت به فرمولاسیون رنگ ها، جوهرها و پوشش ها هستند. نانومواد به سه دسته کلی تقسیم می شوند: اکسیدهای فلزی، نانورس و نانولوله های کربنی. نانوذرات اکسید فلز، شامل اکسید روی در مقیاس نانو، اکسید تیتانیوم، اکسید آهن، اکسید سریم و اکسید زیرکونیوم و همچنین ترکیبات فلزات مخلوط مانند اکسید ایندیم-قلع و زیرکونیوم و تیتانیوم و همچنین ترکیبات فلزات مخلوط مانند اکسید ایندیم-قلع است. این ماده کوچک بر بسیاری از رشته ها مانند فیزیک تأثیر می گذارد، شیمی و زیست شناسی. در رنگ و پوشش ها، نانومواد نیازهای تزئینی (مانند رنگ و براقیت)، اهداف عملکردی (مانند رسانایی، غیرفعال سازی میکروبی) را برآورده می کنند و محافظت (مانند مقاومت در برابر خراش، پایداری در برابر اشعه ماوراء بنفش) رنگ ها و پوشش ها را بهبود می بخشند. به ویژه اکسیدهای فلزی با اندازه نانو ، مانند TiO2 و ZnO یا آلومینا ، سریا و سیلیس و رنگدانه های نانو در فرمولاسیون های جدید رنگ و پوشش کاربرد پیدا می کنند.
هنگامی که اندازه ماده کاهش می یابد ، ویژگی های آن مانند رنگ و برهمکنش با مواد دیگر مانند واکنش شیمیایی تغییر می کند. تغییر در ویژگی ها ناشی از تغییر خواص الکترونیکی است. توسط کاهش اندازه ذرات، سطح مواد افزایش می یابد. به همین دلیل ، درصد بالاتری از اتم ها می توانند با مواد دیگر ، به عنوان مثال با ماتریس رزین ها تعامل داشته باشند.
فعالیت سطحی یکی از جنبه های کلیدی نانومواد است. تجمع و تجمع مساحت سطح را از تماس با مواد دیگر مسدود می کند. فقط ذرات پراکنده یا تک پراکنده اجازه می دهند تا از پتانسیل مفید کامل ماده استفاده کنید. در نتیجه پراکندگی خوب مقدار نانومواد مورد نیاز برای دستیابی به اثرات مشابه را کاهش می دهد. از آنجایی که اکثر نانومواد هنوز نسبتا گران هستند، این جنبه برای تجاری سازی فرمولاسیون محصولات حاوی نانومواد از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه بسیاری از نانومواد در یک فرآیند خشک تولید می شوند. در نتیجه، ذرات باید در فرمولاسیون های مایع مخلوط شوند. اینجاست که بیشتر نانوذرات در طول خیس شدن آگلومراها تشکیل می دهند. ویژه نانولوله های کربنی بسیار منسجم هستند و پراکنده کردن آنها در مایعاتی مانند آب ، اتانول ، روغن ، پلیمر یا رزین اپوکسی را دشوار می کند. دستگاه های پردازش معمولی، به عنوان مثال میکسرهای با برش بالا یا روتور-استاتور، هموژنایزرهای فشار بالا یا آسیاب های کلوئیدی و دیسکی در جداسازی نانوذرات به ذرات گسسته کوتاهی می کنند. به طور خاص برای مواد کوچک از چند نانومتر به زن و شوهر از میکرون، حفره مافوق صوت در شکستن آگلومراها، سنگدانه ها و حتی اولیه بسیار موثر است. هنگامی که از سونوگرافی برای فرز از دسته های با غلظت بالا، جریان جت های مایع ناشی از حفره اولتراسونیک، باعث می شود ذرات با یکدیگر در سرعت تا 1000 کیلومتر در ساعت برخورد کنند. این امر نیروهای واندروالس را در آگلومراها و حتی ذرات اولیه می شکند.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.