Vahvistetun kumin ultraäänivalmistus

• Vahvistetuilla kumeilla on suurempi vetolujuus, venymä, kulutuskestävyys ja parempi ikääntymisvakaus.
• Täyteaineet, kuten hiilimusta (esim. CNT, MWNT), grafeeni tai piidioksidi, on dispergoitava homogeenisesti matriisiin haluttujen materiaaliominaisuuksien aikaansaamiseksi.
• Tehon ultraääni antaa erinomaisen jakelulaadun monodispergoiduille nanohiukkasille, joilla on erittäin vahvistavat ominaisuudet.

Ultraääni dispersio

Ultrasonicationia käytetään laajalti nanomateriaalien, kuten monodispergoitujen nanohiukkasten ja nanoputkien, hajottamiseen, koska ultraääni parantaa hiukkasten ja putkien erottamista ja funktionalisointia suuresti.
Ultraäänidispergointilaitteet luovat kavitaatio ja suuret leikkausvoimat nanohiukkasten ja nanoputkien häiritsemiseksi, deagglomeroimiseksi, irrottamiseksi ja hajottamiseksi. Sonikoinnin intensiteettiä voidaan säätää ja hallita tarkasti siten, että ultraäänikäsittelyparametrit sovitetaan täydellisesti ottaen huomioon nanomateriaalin pitoisuus, taajama ja kohdistus / sotkeutuminen. Näin nanomateriaaleja voidaan käsitellä optimaalisesti niiden materiaalivaatimusten mukaisesti. Optimaaliset dispersio-olosuhteet, jotka johtuvat yksilöllisesti säädetyistä ultraääniprosessiparametreista, johtavat korkealaatuiseen lopulliseen kumin nanokomposiittiin, jolla on erinomaiset nano-lisäaineiden ja täyteaineiden vahvistusominaisuudet.
Ultraäänien erinomaisen dispersiolaadun ja siten saavutetun tasaisen dispersion vuoksi erittäin pieni täyteainekuormitus riittää erinomaisten materiaaliominaisuuksien saamiseksi.

Ultraäänellä hiilimustavahvistettu kumi

Hiilimusta on yksi kumien, erityisesti renkaiden, tärkeimmistä täyteaineista, joka antaa kumimateriaalille kulutuskestävyyden ja vetolujuuden. Hiilimustahiukkaset ovat erittäin alttiita muodostamaan aggregaatteja, joita on vaikea hajottaa homogeenisesti. Hiilimustaa käytetään yleisesti maaleissa, emaleissa, painomusteissa, nailon- ja muoviväreissä, lateksiseoksissa, vahaseoksissa, valokuvapinnoitteissa ja muissa.
Ultraäänidispersio mahdollistaa deagglomeroitumisen ja sekoittumisen tasaisesti hiukkasten erittäin korkean monodispersiteetin kanssa.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja vahvistettujen komposiittien ultraäänidispersiosta!

Ultraäänellä CNT- / MWCNT-vahvistettu kumi

Ultraäänihomogenisaattorit ovat tehokkaita dispergointijärjestelmiä, joita voidaan tarkasti ohjata ja säätää prosessi- ja materiaalivaatimuksiin. Ultraääniprosessiparametrien tarkka hallinta on erityisen tärkeää nanoputkien, kuten MWNT: n tai SWNT: n, dispergoimiseksi, koska nanoputket on irrotettava yksittäisiksi putkiksi vahingoittamatta (esim. sakset). Vahingoittumattomat nanoputket tarjoavat korkean kuvasuhteen (jopa 132 000 000:1), joten ne antavat poikkeuksellisen lujuuden ja jäykkyyden, kun ne muotoillaan komposiitiksi. Tehokas, tarkasti säädetty sonikaatio voittaa Van der Waalsin voimat ja hajottaa ja irrottaa nanoputket, mikä johtaa korkean suorituskyvyn kumimateriaaliin, jolla on poikkeuksellinen vetolujuus ja elastinen moduuli.
Lisäksi Ultraäänifunktionalisointi käytetään hiilinanoputkien muokkaamiseen haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi, joita voidaan käyttää moninaisissa sovelluksissa.

Ultraäänellä nano-piidioksidivahvistettu kumi

Ultraäänidispergointilaitteet tuottavat erittäin tasaisen piidioksidin hiukkasjakauman (SiO₂) nanohiukkaset kumipolymeeriliuoksissa. Piidioksidi (SiO₂) nanohiukkasten on jakauduttava homogeenisesti monodispergoituneina hiukkasina polymeroituun styreenibutadieeniin ja muihin kumiin. Monodispergoitu nano-SiO₂ toimii vahvistavana aineena, joka parantaa sitkeyttä, lujuutta, venymää, taivutusta ja ikääntymistä estävää suorituskykyä merkittävästi. Nanohiukkasille sovelletaan: Mitä pienempi hiukkaskoko, sitä suurempi on hiukkasten erityinen pinta-ala. Suuremmalla pinta-alan / tilavuuden (S / V) suhteella saadaan parempia rakenteellisia ja vahvistavia vaikutuksia, mikä lisää kumituotteiden vetolujuutta ja kovuutta.
Piidioksidinanohiukkasten ultraäänidispersio mahdollistaa prosessiparametrien hallinnan tarkasti siten, että saadaan pallomainen morfologia, tarkasti säädetty hiukkaskoko ja hyvin kapea kokojakauma.
Ultraäänellä dispergoitu piidioksidi johtaa siten vahvistetun kumin korkeimpaan materiaaliseen suorituskykyyn.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja SiO: n ultraäänidispergoinnista₂!

Vahvistavien lisäaineiden ultraäänellä dispersio

Sonikoinnin on osoitettu hajottavan monia muita nanohiukkasmateriaaleja kumikomposiittien moduulin, vetolujuuden ja väsymisominaisuuksien parantamiseksi. Koska täyteaineiden ja vahvistavien lisäaineiden hiukkaskoko, muoto, pinta-ala ja pinta-aktiivisuus ovat ratkaisevia niiden suorituskyvyn kannalta, tehokkaat ja luotettavat ultraäänidispergointiaineet ovat yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä mikro- ja nanokokoisten hiukkasten formuloimiseksi kumituotteiksi.
Tyypillisiä lisäaineita ja täyteaineita, jotka sisällytetään sonikaatiolla tasaisesti jakautuneina tai monodispergoituneina hiukkasina kumimatriiseissa, ovat kalsiumkarbonaatti, kaoliinisavi, savupiidioksidi, saostettu piidioksidi, grafiittioksidi, grafeeni, kiille, talkki, bariitti, wollastoniitti, saostuneet silikaatit, savupiidioksidi ja piimaa.
Kun öljyhappofunktionalisoitu TiO₂ nanohiukkaset dispergoidaan ultraäänellä styreenibutadieenikumiin, jopa hyvin pieni määrä öljyhappo-SiO: ta₂ parantaa merkittävästi moduuli-, vetolujuus- ja väsymisominaisuuksia ja toimii suojaavana aineena valo- ja lämpövaurioita vastaan.

• Alumiinioksiditrihydraatti (Al₂O₃) lisätään palonestoaineena lämmönjohtavuuden parantamiseksi sekä seuranta- ja eroosionkestävyyden parantamiseksi.
• Sinkkioksidin (ZnO) täyteaineet lisäävät suhteellista permittiivisyyttä sekä lämmönjohtavuutta.
• Titaanidioksidi (TiO₂) parantaa lämmön- ja sähkönjohtavuutta.
• Kalsiumkarbonaatti (CaCO₃) käytetään lisäaineena sen mekaanisten, reologisten ja paloa hidastavien ominaisuuksien vuoksi.
• Bariumtitanaatti (BaTiO₃) lisää lämpöstabiilisuutta.
• grafeeni ja grafeenioksidi (GO) antavat erinomaiset mekaaniset, sähköiset, termiset ja optiset materiaaliominaisuudet.
• hiilinanoputket (CNT) parantavat mekaanisia ominaisuuksia, kuten vetolujuutta, sähköä ja lämmönjohtavuutta merkittävästi.
• Moniseinäiset hiilinanoputket (MWNT) parantavat Youngin moduulia ja myötölujuutta. Esimerkiksi niinkin pieni kuin 1 paino-% MWNT:istä epoksiin johtaa suurempaan Youngin moduuliin ja myötölujuuteen, vastaavasti 100 % ja 200 % verrattuna puhtaaseen matriisiin.
• Yksiseinäiset hiilinanoputket (SWNT) parantavat mekaanisia ominaisuuksia ja lämmönjohtavuutta.
• Hiilinanokuidut (CNF) lisäävät lujuutta, lämmönkestävyyttä ja kestävyyttä.
• Metalliset nanohiukkaset, kuten nikkeli, rauta, kupari, sinkki, alumiini ja hopea lisätään sähkön- ja lämmönjohtavuuden parantamiseksi.
• Orgaaniset nanomateriaalit, kuten Montmorilloniitti parantaa mekaanisia ja palonestoaineita.

Ultraäänidispersiojärjestelmät

Hielscher Ultrasonics tarjoaa laajan valikoiman ultraäänilaitteita – pienemmistä penkkijärjestelmistä toteutettavuustestaukseen raskaaseen käyttöön Teolliset ultraäänilaitteet jopa 16kW/yksikkö. Teho, luotettavuus, tarkka hallittavuus ja niiden kestävyys tekevät Hielscherin ultraäänidispergointijärjestelmistä “Työhevonen” mikroni- ja nanohiukkasvalmisteisten formulaatioiden tuotantolinjalla. Ultraäänilaitteemme pystyvät käsittelemään vesipitoisia ja liuotinpohjaisia dispersioita jopa korkea viskositeetti (jopa 10 000cp) helposti. Erilaiset sonotrodit (ultraäänisarvet), vahvistimet (tehostin / vähennysaine), virtaussolugeometriat ja muut lisävarusteet mahdollistavat ultraäänidispergointilaitteen optimaalisen mukauttamisen tuotteeseen ja sen prosessivaatimuksiin.
Hielscher Ultrasonics’ Teolliset ultraääniprosessorit voivat toimittaa hyvin korkeat amplitudit. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan ajaa jatkuvasti 24/7 toiminnassa nopeasti. Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 Toiminta osoitteessa Raskaan ja vaativissa ympäristöissä. Hielscherin ultraäänidispergointilaitteet asennetaan maailmanlaajuisesti laajamittaiseen kaupalliseen tuotantoon.