نانولوله های کربنی یکنواخت پراکنده شده توسط امواج فراصوت
برای بهره برداری از ویژگی های استثنایی از نانولوله های کربنی (نانولوله های کربنی), آنها باید همگن پراکنده.
متفرق التراسونیک رایج ترین ابزار برای توزیع نانولوله های کربنی را به آب و تعلیق مبتنی بر حلال است.
فن آوری پاشش مافوق صوت ایجاد انرژی برشی به اندازه کافی بالا برای رسیدن به جدایی کامل از نانولوله های کربنی بدون آسیب رساندن به آنها.
التراسونیک دیسپرس از نانولوله های کربنی
نانولوله های کربنی (نانولوله های کربنی) دارای نسبت ابعاد بسیار بالا و نمایشگاه تراکم کم و همچنین به عنوان یک سطح عظیم (چند صد m2/g), که به آنها می دهد خواص منحصر به فرد مانند استحکام کششی بسیار بالا, سفتی, و چقرمگی و هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالا. با توجه به نیروهای ون der واندروالسی, که جذب نانولوله های کربنی تک (نانولوله های کربنی) به یکدیگر, نانولوله های کربنی ترتیب به طور معمول در بسته نرم افزاری و یا skeins. این نیروهای بین مولکولی جاذبه بر اساس π-پیوند یک پدیده انباشته بین نانولوله های مجاور شناخته شده به عنوان π-انباشته. برای استخراج سود کامل از نانولوله های کربنی ، این آگلومره باید disentangled شده و نانولوله های کربنی باید به طور مساوی در پراکندگی همگن توزیع شده است. امواج فراصوت شدید ایجاد کاویتاسیون صوتی در مایعات. در نتیجه استرس برشی محلی تولید شده را بشکند دانه های CNT و پراکنده آنها را یکنواخت در تعلیق همگن. فن آوری پاشش مافوق صوت ایجاد انرژی برشی به اندازه کافی بالا برای رسیدن به جدایی کامل از نانولوله های کربنی بدون آسیب رساندن به آنها. حتی برای فراصوت Swnt های حساس با موفقیت به disentangle آنها را به صورت جداگانه اعمال می شود. امواج فراصوت فقط ارائه سطح استرس کافی برای جدا کردن دانه SWNT بدون ایجاد شکستگی بسیار به نانولوله های فردی (هوانگ, Terentjev ۲۰۱۲).
- نانولوله های کربنی تک پراکنده
- توزیع همگن
- راندمان پراکندگی بالا
- بارهای CNT بالا
- بدون تخریب CNT
- پردازش سریع
- کنترل دقیق فرآیند
UIP2000hdT – 2kW قدرتمند ultrasonicator برای پراکندگی CNT
سیستم های اولتراسونیک با عملکرد بالا برای پراکندگی CNT
Hielscher فرا صوت تامین تجهیزات قدرتمند و قابل اعتماد مافوق صوت برای پراکندگی کارآمد از نانولوله های کربنی. این که آیا شما نیاز به آماده سازی نمونه های کوچک CNT برای تجزیه و تحلیل و R&D و یا شما را به تولید بسیاری از بزرگ صنعتی در پراکندگی فله ، محدوده محصول Hielscher ارائه می دهد سیستم اولتراسونیک ایده آل برای نیازهای شما. از 50W ultrasonicators برای آزمایشگاه تا واحد مافوق صوت صنعتی 16kW برای تولید تجاری ، Hielscher Ultrasonics شما را پوشش داده است.
برای تولید پراکندگی نانولوله کربنی با کیفیت بالا ، پارامترهای فرایند باید به خوبی کنترل می شود. دامنه ، دما ، فشار و زمان نگهداری پارامترهای بحرانی برای یک توزیع حتی CNT است. Ultrasonicators Hielscher نه تنها برای کنترل دقیق هر پارامتر اجازه می دهد ، تمام پارامترهای فرایند به طور خودکار بر روی کارت SD یکپارچه از سیستم های اولتراسونیک دیجیتال Hielscher ثبت شده است. پروتکل هر یک از فرایند فراصوت کمک می کند تا برای اطمینان از نتایج تجدید پذیر و کیفیت سازگار است. از طریق کنترل مرورگر از راه دور کاربر می تواند کار و نظارت بر دستگاه اولتراسونیک بدون اینکه در محل سیستم اولتراسونیک.
از آنجا که نانولوله های کربنی تک جداره (Swnt ها) و نانولوله های کربنی چند جداره (MWNTs) و همچنین انتخاب آبی یا حلال متوسط نیاز به شدت پردازش خاص ، دامنه مافوق صوت یک عامل کلیدی است که آن را به محصول نهایی می آید. Hielscher Ultrasonics’ پردازنده های اولتراسونیک صنعتی می تواند بسیار بالا و همچنین دامنه بسیار خفیف ارائه دهد. ایجاد دامنه ایده آل برای نیازهای فرایند خود را. حتی دامنه تا ۲۰۰ μm را می توان به راحتی به طور مداوم در 24/7 عملیات اجرا شود. برای دامنه های حتی بالاتر ، sonotrodes اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات سونوگرافی Hielscher اجازه می دهد تا برای 24/7 عملیات در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
مشتریان ما با نیرومندی برجسته و قابلیت اطمینان از سیستم های اولتراسونیک Hielscher راضی است. نصب و راه اندازی در زمینه های برنامه های کاربردی سنگین ، خواستار محیط زیست و عملیات 24/7 اطمینان از پردازش کارآمد و اقتصادی است. التراسونیک روند تشدید را کاهش می دهد زمان پردازش و دستیابی به نتایج بهتر ، یعنی کیفیت بالاتر ، بازده بالاتر ، محصولات نوآورانه.
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 00.5 به 1.5mL | خب | VialTweeter(ویال گروهی) |
| 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه | UP100H |
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP200Ht، UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
پردازنده های مافوق صوت با قدرت بالا از آزمایشگاه به خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات/منابع
- 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.
آمار ارزشمند دانستن
نانولوله های کربنی
نانولوله های کربنی (نانولوله های کربنی) بخشی از یک کلاس خاص از مواد کربن یک بعدی, برگزاری نمایشگاه های استثنایی مکانیکی, الکتریکی, حرارتی, و خواص نوری. آنها جزء اصلی مورد استفاده در توسعه و تولید نانومواد پیشرفته مانند نانو کامپوزیت ها ، پلیمرهای تقویت شده و غیره هستند و بنابراین در فن آوری های دولت از هنر استفاده می شود. نانولوله های کربنی در معرض استحکام کششی بسیار بالا, خواص انتقال حرارتی برتر, شکاف باند پایین و ثبات شیمیایی و فیزیکی مطلوب, که باعث می شود نانولوله های افزودنی امیدوار کننده برای مواد منیفولد.
بسته به ساختار آنها, نانولوله های کربنی را به نانولوله های کربنی تک جداره مشخص (Swnt ها), نانولوله های کربنی دو جداره (DWCNTs های), و نانولوله های کربنی چند جداره (MWNTs).
Swnt ها توخالی هستند ، لوله های استوانه ای طولانی ساخته شده از یک دیوار کربن با ضخامت یک اتم. ورق اتمی کربن ها در یک شبکه لانه زنبوری چیده شده است. اغلب ، آنها به صورت مفهومی در مقایسه با ورق های نورد تا از تک لایه گرافیت و یا گرافن است.
DWCNTs های کربنی از دو نانولوله تک جداره تشکیل شده, با یک تو در داخل دیگر.
MWNTs یک فرم CNT هستند, که در آن چند نانولوله های کربنی تک جداره در داخل یکی دیگر تو. از آنجا که محدوده قطر آنها بین 3 تا 30 نانومتر و به عنوان آنها می تواند چند سانتی متر طول رشد ، نسبت ابعاد آنها می تواند بین 10 و ۱۰,۰۰۰,۰۰۰ متفاوت است. در مقایسه با نانوالیاف کربن ، MWNTs ساختار دیوار های مختلف ، قطر بیرونی کوچکتر ، و داخلی توخالی. معمولا استفاده می شود صنعتی در دسترس تایپ از MWNTs به عنوان مثال ، Baytubes® C150P ، نانوyl® NC7000 ، Arkema گرافیت مقاومت® C100 و FutureCarbon CNT-MW.
سنتز نانولوله های کربنی: نانولوله های کربنی را می توان با روش سنتز مبتنی بر پلاسما و یا روش تبخیر تخلیه قوس ، روش فرسایش لیزر ، فرایند سنتز حرارتی ، رسوب بخار شیمیایی (CVD) و یا رسوب بخار شیمیایی افزایش یافته پلاسما تولید شده است.
عاملدار از نانولوله های کربنی: برای بهبود ویژگی های نانولوله های کربنی و آنها را در نتیجه مناسب تر به یک برنامه خاص, نانولوله های کربنی اغلب عاملدار, به عنوان مثال ، با اضافه کردن کربوکسیلیک اسید (-COOH) یا هیدروکسیل (-OH) گروه.
CNT دیسپرس مواد افزودنی
چند حلال مانند سوپر اسیدها ، مایعات یونی, و N-cyclohexyl-2-pyrrolidnone قادر به آماده سازی پراکندگی نسبتا بالا غلظت نانولوله های کربنی, در حالی که رایج ترین حلال برای نانولوله, مانند N-متیل-2-پیرولیدین (NMP), دی متیل فورآمید (DMF), و 1, 2-dichrolobenzene, می تواند نانولوله تنها در غلظت های بسیار پایین پراکنده (به عنوان مثال, به طور <0.02 درصد وزنی از نانولوله های کربنی تک جداره). شایع ترین عوامل پراکندگی polyvinylpyrrolidone (PVP) ، سدیم دودسیل بنزن سولفونات (SDBS) ، تریتون ۱۰۰ یا سدیم دودسیل سولفونات (SDS) است.
Cresols یک گروه از مواد شیمیایی صنعتی است که می تواند نانولوله های کربنی در غلظت تا ده ها درصد وزن پردازش ، و در نتیجه انتقال مداوم از پراکندگی رقیق ، رب ضخیم ، و ژل آزاد ایستاده به حالت playdough مانند بی سابقه ای ، به عنوان افزایش بارگیری CNT. این کشورها نمایشگاه خواص رئولوژیکی پلیمری و ویسکوالاستیک, که با دیگر حلال های رایج قابل دسترسی نیست, نشان می دهد که نانولوله در واقع تفکیک استان و ریز پراکنده در cresols. Cresols را می توان پس از پردازش با حرارت و یا شستشو حذف, بدون تغییر سطح نانولوله های کربنی. [Chiou و همکاران ۲۰۱۸]
برنامه های کاربردی از پراکندگی CNT
برای استفاده از مزایای نانولوله های کربنی, آنها باید به یک مایع مانند پلیمرهای پراکنده, نانولوله های کربنی به طور مساوی پراکنده برای تولید پلاستیک رسانا استفاده, نمایشگرهای کریستال مایع, دیود ساطع نور آلی, صفحه نمایش لمسی, صفحه نمایش انعطاف پذیر, سلول های خورشیدی ، جوهر رسانا ، مواد کنترل استاتیک ، از جمله فیلم ، فوم ، الیاف ، و پارچه ، پوشش های پلیمری و چسب ، کامپوزیت پلیمر با کارایی بالا با مقاومت مکانیکی استثنایی و چقرمگی ، الیاف کامپوزیت پلیمر/CNT ، و همچنین مواد سبک و ضد استاتیک.