Nanovodljiva ljepila za elektroniku visokih performansi
Ultrazvučni raspršivači koriste se kao pouzdana tehnika miješanja i glodanja u proizvodnji ljepila visokih performansi za elektroniku visokih performansi i nano-elektroniku. U proizvodnji elektronike visokih performansi vrlo su tražena ljepila kao što su nanovodljiva ljepila. Takva ljepila visokih performansi koriste se npr. kao alternativni međusobni spojevi i mogu zamijeniti limeno/olovno lemljenje.
Ljepila visokih performansi za elektroniku visokih performansi
Za proizvodnju elektronike visokih performansi potrebna su ljepila s visokom metalnom ljepljivošću i toplinskom vodljivošću za odvajanje i izolaciju topline. Nano-čestice kao što su srebro, nikal, grafen, grafen, grafen oksid i ugljikove nanocjevčice (CNT) često se ugrađuju u epoksidne smole i polimere kako bi se dobila željena funkcionalna svojstva kao što su električna vodljivost ili izolacija, toplinska vodljivost, vlačna čvrstoća, Youngov modul i fleksibilnost. Ljepila visokih performansi razvijena za metalna punila za elektroničku uporabu visokih performansi (kao što su nanočestice srebra, zlata, nikla ili bakra) kako bi se osigurala električna vodljivost. Da bi se otključala izvanredna svojstva ovih materijala, njihova veličina mora se smanjiti na nano-ljestvicu. Budući da je smanjenje veličine i disperzija nanočestica izazovan zadatak, snažna tehnologija glodanja i raspršivanja ključna je za uspješne ljepljive formulacije.
- Električno vodljiva ljepila (ECA)
- – Izotropski vodljiva ljepila (ICA)
- – Anizotropna vodljiva ljepila (ACA)
- Neprovodljiva / električno izolacijska ljepila
Industrijska instalacija ultrazvučnih raspršivača (2x UIP1000hdT) za obradu nanočestica i nanocjevčica u kontinuiranom linijskom načinu rada.
Ultrazvučno raspršivanje nudi različite prednosti u usporedbi s tradicionalnim tehnikama miješanja i glodanja. Zbog svoje pouzdanosti i učinkovitosti, ultrazvukom je uspostavljena u nanomaterijalnoj obradi i može se naći u bilo kojoj industriji gdje se nano-čestice sintetiziraju i / ili ugrađuju u tekućine. Ultrasonication je stoga idealna tehnika za proizvodnju nanovodljivih ljepila koja sadrže nano-punila kao što su nanočestice, nanožice ili ugljične nanocjevčice i grafen monolejari (nanosheets).
Europski revizorski sud: Istaknuti primjer je formulacija električno vodljivih ljepila (ECA), koja su kompoziti izrađeni od polimerne matrice i električno vodljivih punila. Kako bi se formuliralo ljepilo visokih performansi za elektroničku primjenu, polimerna smola (npr. epoksid, silikon, poliimid) mora osigurati fizičke i mehaničke funkcije kao što su prianjanje, mehanička čvrstoća, udarna čvrstoća, dok metalno punilo (npr. nano-srebro, nano-zlato, nano-nikal ili nano-bakar) stvara vrhunsku električnu vodljivost. Za ljepila s izolacijskim svojstvima u ljepljivi kompozit ugrađena su punila na bazi minerala.
Prije i nakon ultrazvučne obrade: Zelena krivulja pokazuje veličina čestica prije ultrazvučne obrade, crvena krivulja je raspodjela veličina čestica ultrazvučno raspršena silicija.
Ultrazvučna disperzija nanomaterijala u viskozna ljepila
Ultrazvučni homogenizatori su vrlo učinkoviti kada se aglomerati čestica, agregati, pa čak i primarne čestice moraju pouzdano smanjiti. Prednost ultrazvučnih mješalica je njihova sposobnost glodanja čestica do manjih i ujednačenijih veličina čestica, bilo da su mikron- ili nano-čestice ciljane kao rezultat procesa. Dok druge tehnologije kao što su mješalice oštrice ili rotora- statora, visokotlačni homogenizatori, mlinovi za perle itd. pokazuju nedostatke kao što su nesposobnost za proizvodnju ravnomjerno malih nanočestica, kontaminacija glodalicama, začepljene mlaznice i visoka potrošnja energije, ultrazvučni raspršivači koriste princip rada akustične kavitacije. Ultrazvučno generirana kavitacija pokazala se kao vrlo učinkovita, energetski učinkovita i sposobna raspršiti čak i visoko viskozne materijale kao što su paste napunjene nanočesticama.
PLGA nanočestice. (A): Raspodjela veličine čestica pripremljenih pri koncentraciji polimera / ionizacijskoj snazi od 2% / 32W, 5% / 32W i 2% / 25W%; vrijeme boravka = 14 s. (B),(C): SEM slike čestica pripremljenih od 2 odnosno 5% polimernih otopina. Vrijeme boravka = 14s; snaga ultrazvukom = 32W. Šipke predstavljaju 1 mikron.
(Studija i slike: © Freitas i sur., 2006)
Kako djeluje ultrazvučno raspršivanje?
Kavitacijske sile smicanja i tekući tokovi ubrzavaju čestice tako da se sudaraju jedna s drugom. To je poznato kao međučestični sudar. Same čestice djeluju kao medij za glodanje, koji izbjegava kontaminaciju brušenjem perli i naknadnim postupkom odvajanja, što je potrebno kada se koriste konvencionalni mlinovi za perle. Budući da se čestica lomi međučestestricom pri vrlo velikim brzinama do 280 m/s, na čestice se primjenjuju izvanredno visoke sile koje se stoga razdvajaju u minutne frakcije. Trenje i erozija daju tim fragmentima čestica poliranu površinu i ravnomjerno oblikovan oblik. Kombinacija sila smicanja i međučestične sudare daju ultrazvučnu homogenizaciju i disperziju povoljan rub koji isporučuje vrlo homogene koloidne suspenzije i disperzije!
Još jedna prednost sila visokog smicanja koje generira ultrazvuk je učinak stanjivanja smicanja. Na primjer, ultrazvučno pripremljene epoksidne smole ispunjene oksidiranim CNT-ovima pokazuju ponašanje stanjivanja smicanja. Kako stanjivanje smicanja privremeno smanjuje viskoznost tekućine, olakšava se obrada viskoznih kompozita.
Sekvenca velike brzine (od a do f) okvira koji ilustriraju sono-mehanički piling grafitne pahuljice u vodi pomoću UP200S, ultrasonicator od 200W s 3-mm sonotrode. Strelice pokazuju mjesto cijepanja (pilinga) s kavitacijskim mjehurićima koji prodiru u rascjep.
(Studija i slike: © Tyurnina i dr. 2020)
UIP1000hdT – Ultrazvučni stolni set za pripremu nanokompozita, npr. za visoke performanse ljepila.
- učinkovita nano-obrada: učinkovita & ušteda vremena
- prilagodljivo određenim formulacijama proizvoda
- Jedinstveni Obrada
- precizno kontrolirati procesni uvjeti
- ponovljivih rezultata
- ekonomičnost
- Sigurna operacija
- jednostavna instalacija, nisko održavanje
- linearno skaliranje na bilo koju jedinicu
- ekološki prihvatljivo
Usporedba različitih nanofillera raspršenih u učvršćivaču (ultrasonication -US): (a) 0,5 wt% ugljikovog nanofibera (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxi; (c) 0,5 wt% ugljikove nanocjevčice (CNT); (d) 0,5 wt% CNT poluraspoređeno.
(Studija i slika: © Zanghellini i dr., 2021))
Ultrasonicators velike snage za formuliranje ljepila visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je specijalist kada je u pitanju ultrazvučna oprema visokih performansi za obradu tekućine i kaše. Ultrazvučni raspršivači omogućuju obradu visoko viskoznih materijala kao što su visoko ispunjene smole i osiguravaju ravnomjernu raspodjelu nanomaterijala unutar kompozita.
Precizna kontrola ultrazvučnih parametara procesa kao što su amplituda, unos energije, temperatura, tlak i vrijeme omogućuju krojenje ljepila u rasponu nanometara.
Ako vaša formulacija zahtijeva disperziju organskih ili anorganskih nano-punila kao što su nanocjevčice, celulozni nano-kristali (CNC), nanofiberi ili nano-metali, Hielscher Ultrasonics ima idealno ultrazvučno postavljanje za vašu ljepljivu formulaciju.
Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i sposobni su deaglomerirati i raspršiti nanomaterijale čak i pri vrlo visokim viskoznostima. Amplitude do 200μm mogu se lako kontinuirano pokretati u 24/7 radu.
Hielscher ultrasonicators su prepoznati po svojoj kvaliteti, pouzdanosti i robusnosti. Hielscher Ultrasonics je tvrtka s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi s najsuvremenijom tehnologijom i prilagođenošću korisnicima. Naravno, Hielscher ultrasonicators su CE sukladni i zadovoljavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Književnost / Reference
- Zanghellini, B.; Knaack,P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
- Aradhana, Ruchi; Mohanty, Smita; Nayak, Sanjay (2019): High performance electrically conductive epoxy/reduced graphene oxide adhesives for electronics packaging applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 30(4), 2019.
- A. Montazeri, M. Chitsazzadeh (2014): Effect of sonication parameters on the mechanical properties of multi-walled carbon nanotube/epoxy composites. Materials & Design Vol. 56, 2014. 500-508.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.