Ultrazvučno Formulacija ojačanih kompozita
- Kompoziti pokazuju jedinstvena svojstva materijala kao što su značajno poboljšane termo stabilnost, modul elastičnosti, vlačna čvrstoća, čvrstoća loma i stoga se često koristi u proizvodnji mnogostrukih proizvoda.
- Sonication je dokazano da proizvode kvalitetne nanokompozita s vrlo raspršenim CNTs, grafen itd
- Ultrazvučna oprema za formuliranje ojačanih kompozita je dostupna na industrijskoj skali.
Nanokompoziti
Nanokompoziti Excel svojim mehaničkim, električnim, termičkom, optički, elektrokemijskih i / ili katalitička svojstva.
Zbog svoje izuzetno visokim površine prema volumenu za pojačanje faze i / ili njihove izuzetno visokom omjeru prema, Nanokompoziti su znatno više od konvencionalnih performant kompozita. Nano čestice, kao što su sferni silikagel, mineralne ploče kao odljuštenih grafena ili gline ili nano vlakna, poput ugljičnih vlakana electrospun nanocjevčice ili se često koriste za pojačanje.
Na primjer atoma nanocjevčice se dodati da se poboljša električnu i toplinsku vodljivost, nano silika koristi za poboljšanje mehaničkih, toplinskih i vodi otpornost svojstva. Ostale vrste nanočestice dati poboljšane optička svojstva, dielektrična svojstva, otpornost na toplinu ili mehanička svojstva, kao što su ukočenost, čvrstoća i otpornost na koroziju i oštećenja.
Primjeri za ultrazvučno formuliranih nanokompozite:
- nanocjevčice ugljika (CNT) u matricu vinil estera
- CNTs / ugljika luk / nano dijamanti nikal metalnom matricom
- CNTs u matricu legure magnezija
- CNTs u polivinil alkohola (PVA) matrica
- multiwalled ugljik nanocijevi (MWCNT) u matriksu od epoksidne smole (koristeći metil tetrahidroftalnog anhidrida (MTHPA) kao sredstvo za stvrdnjavanje)
- grafen oksida u poli (vinil alkohol) (PVA) matrica
- SiC nanočestice u matrici magnezij
- nano silika (Aerosil) u polistirenskom matricom
- magnetski oksid željeza u fleksibilnom poliuretana (PU) matrica
- nikal oksida u grafitnim / poli (vinil klorid)
- titanov nanočestice u poli-mliječne-ko-glikolne kiseline (PLGA) matrice
- nano hidroksiapatita u poli-mliječne-ko-glikolne kiseline (PLGA) matrice
Ultrazvučno disperzija
Ultrazvučni procesni parametri mogu se točno kontrolirati i optimalno prilagoditi sastavu materijala i željenom kvalitetom ispisa. Ultrazvučna disperzija je preporučena tehnika za ugradnju nano čestica kao što su CNT ili grafen u nanokompozicije. Dugogodišnji test na znanstvenoj razini i implementiran na mnogim industrijskim postrojenjima, ultrazvučna disperzija i formulacija nanokompozita je dobro utvrđena metoda. Hielscherovo dugogodišnje iskustvo u ultrazvučnoj obradi nano materijala osigurava dubinsko savjetovanje, preporuku prikladnog ultrazvučnog podešavanja i pomoć tijekom razvoja i optimizacije procesa.
Uglavnom, da su armaturni čestice nano su dispergirane u matriksu za vrijeme obrade. Maseni postotak (maseni udio) od dodanog materijala nano području u donjoj razini, na primjer 0,5% do 5%, od jednoliku disperziju postiže sonikacijom omogućuje spremanje armaturnih punila i veću učinkovitost pojačanje.
Tipična primjena ultrazvuka u proizvodnji je formulacija nanočestični-kompozita. Za proizvodnju armirane CNT-vinil estera, sonikacije se koriste za raspršivanje i funkcionaliziranje CNTs. Te CNT-vinil ester karakterizira poboljšanim električnim i mehaničkim svojstvima.
Kliknite ovdje da pročitate više o disperziji CNTs!
Grafen
Grafen nudi izvanredne fizičke osobine, visok omjer širine i nisku gustoću. Grafen i grafen oksida su integrirana u kompozitni matrice kako bi se dobila lagane, visoke čvrstoće polimera. Za postizanje mehaničke pojačanje, a grafena listovi / pločice mora biti jako fino raspršena, za nagomilane grafena listova ograničiti pojačanje učinka drastično.
Znanstvena istraživanja su pokazala da je magnituda poboljšanja uglavnom ovisi o disperziju razred grafen listova u matrici. Samo homogeno raspršena grafen daje željene efekte. Zbog svoje jake hidrofobnosti i van der Waalsove privlačnosti, grafen naginje nakupljanju i aglomeraciju u pahuljica slabo međusobno monolayered listova.
Dok uobičajena disperzija tehnika često ne mogu proizvesti homogene, neoštećeno grafena disperzija, velike snage ultrasonicators proizvesti visoko kvalitetne grafena disperzija. Hielscher je davan ultrasonicators nositi grafena, grafena oksid, i manje grafen oksida od niskog do visokog koncentraciji i od malih do velikih volumena hasslefree. Uobičajena koristi otapalo je N-metil-2-pirolidon (NMP), ali uz velike snage ultrazvuka, grafen može biti čak i dispergira u lošim, niske točke vrelišta otapala, kao što je aceton, kloroform, IPA i cikloheksanon.
Kliknite ovdje da pročitate više o rasute piling grafena!
Ugljikove nanocjevčice i ostale Nano materijali
Energije ultrazvuk je dokazano da rezultira fine veličine disperzija raznih materijala, uključujući nano ugljikove nanocjevčice (CNTs), SWNTs, MWNTs, fullerena, silicijevog dioksida (SiO2), Titanijev dioksid (TiO2), Srebro (Ag), cinkov oksid (ZnO), nanofibrillated celuloza i mnogi drugi. Općenito, ultrazvukom nadmašuje konvencionalne dispergatora a može postići jedinstvene rezultate.
Osim mljevenje i dispergiranje čestica nano, odlični rezultati postižu se sintezom preko čestica nano ultrazvučne taloženje (sinteza odozdo prema gore). Uočeno je da veličina čestica, npr za ultrazvučno sintetizirati magnetit, natrijev molibdat cink i drugi, kao što je niži u usporedbi s onom dobivenom pomoću konvencionalne metode. Donji veličina pripisuje pojačanom brzinom nukleacije i bolje miješanje uzoraka zbog smicanja i turbulencije koje generira ultrazvučne kavitacije.
Kliknite ovdje kako bi naučili više o oborinama ultrazvučnom odozdo prema gore!
Ultrazvučno čestica Funkcionalizacija
Specifična površina čestice povećava sa smanjenjem veličine. Posebno u nanotehnologiji ekspresija svojstava materijala znatno se povećava uvećanom površine čestice. Površina može povećati i ultrazvučno modificirani vezanjem odgovarajuće funkcionalne molekule na površini čestica. Što se tiče primjene i korištenja nano materijala, površinska svojstva su jednako važna kao osnovne čestice svojstva.
Ultrazvučno funkcionalizirani čestice naširoko koristi u polimeri, kompozita & biocomposites, nanofluids, okupljeni uređaji, nanomedicines itd funkcionalizacijom čestica, značajke kao što su stabilnost, snagu & ukočenost, topljivost, polidispcrzitct, fluorescencija, magnetizam, superparamagnetism, optička apsorpcija, mikrovalni gustoće, photoluminiscence itd drastično poboljšalo.
Zajednički čestice koje su komercijalno funkcionalizirani sa Hielscher’ Ultrazvučni sustavi incude CNTs, SWNTs, MWNTs, grafena, grafit, silika (SiC2), Nanodiamonds, magnetit (željezni oksid, Fe3O4), Srebrne čestice nano, nano čestice zlata, porozni & mezoporoznih nanočestice itd
Kliknite ovdje za pregled odabranih aplikacija bilješke za ultrazvučnog tretmana čestica!
ultrazvučni raspršivači
Hielscher je ultrazvučni disperzno oprema je dostupna za laboratoriju, klupa-top i industrijske proizvodnje. Hielscher je ultrasonicators su pouzdan, robustan, jednostavan za rukovanje i čišćenje. Oprema je dizajniran za 24/7 rad pod teškim uvjetima rada. Ultrazvučni sustavi mogu se koristiti za batch i inline obradu – fleksibilan i lako prilagodljiv na vaš proces i zahtjeve.
Ultrazvučno serije i Inline Kapaciteti
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 5 do 200 mL | 50 do 500 ml / min | Uf200 ः t, UP400S |
| 00,1 do 2L | 00,25 do 2m3/ hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 00,4 do 10L | 1 do 8m3/ hr | UIP4000 |
| N.a. | 4 do 30m3/ hr | UIP16000 |
| N.a. | iznad 30m3/ hr | grozd UIP10000 ili UIP16000 |
Ultrazvučni uređaj za laboratorij funkcionalizacijom čestice
Literatura / Reference
- Kpole, ska:; Bhnwse, Bika. Fitrgri, Dikw. Gogte, Fkhri. Khulkmi, Hrikdi. Sonvne, Sk ः. Pandit, Akbik (2014): “Ispitivanje inhibicije izvedbe korozije za ultrazvučno pripremljenog natrijevog molibdata cinka u nanopigment Dvokomponentni premaz epoksi-poliamida. Kompozitni sučelja 21/9, 2015. 833-852.
- Nikje, M.M.A .; Moghaddam S.T .; Noruzian, M. (2016): Priprava novih magnetskih poliuretanske pjene nanokompozite korištenjem jezgra-ljuska nanočestica. Polímeros vol.26 br.4, 2016.
- Tolasz, J .; Štengl, V .; Ecorchard, P. (2014): Priređivanje kompozitnog materijala grafena oksid-polistirena. 3. Međunarodna konferencija o zaštiti okoliša, kemije i biologije. IPCBEE vol.78 2014.
Činjenice koje vrijedi znati
O kompozitnih materijala
Kompozitni materijali (također poznat kao sastav materijala) su opisani kao materijal načinjen od dva ili više sastojaka koji su karakterizirani značajno različitim fizikalnim ili kemijskim svojstvima. Kad su ti sastavni materijali su u kombinaciji, novi materijal – takozvani kompozitni – proizvodi, koji pokazuju različite karakteristike od pojedinačnih komponenti. Pojedinačne komponente ostaju odvojeni i zasebni u gotovom strukture.
Novi materijal ima bolja svojstva, npr to je jači, lakši, otporniji i jeftiniji u usporedbi s konvencionalnim materijalima. Poboljšanja u nanokompozite rasponu od mehaničkih, električnih / vodljiva, toplinska, optički, elektrokemijski do katalitičkih svojstava.
Karakteristični inžinjeringom kompozitni materijali uključuju:
- bio-kompoziti
- za ojačavanje, kao što su ojačanog vlaknima polimera
- metalnih kompozita
- keramički mješavina (matrica keramike i metalna matrica kompozitne)
Kompozitni materijali se obično koriste za izgradnju i te strukturiranje materijala kao što su trupova čamaca, countertops, auto tijela, kade, spremnike, imitacija granita i kulturan mramora umivaonika, kao iu letjelice i zrakoplove.
Kompoziti mogu također koristiti metalne vlakna za pojačanje drugih metala, kao što je metal matriksa smjese (MMC) ili keramičkih matriks kompoziti (CMC), koji uključuje koštanu (hidroksiapatit ojačane kolagenih vlakana), cermet (keramike i metala) i betona.
Organske matrice / keramički agregat kompoziti su asfaltni beton, polimerni beton, lijevani asfalt, lijevani valjak hibrid, kompozitne, sintaktičke pjene i sedef.
O Ultrazvučno efekta na česticama
Čestice se mogu promatrati kada se veličina čestica svede na određenu razinu (poznata kao kritična veličina). Kad dimenzije čestica dosegnu nivo nanometara, interakcije na faznim sučeljima uvelike se poboljšavaju, što je ključno za poboljšanje karakteristika materijala. Time je najznačajnija površina: omjer volumena materijala koji se koriste za pojačanje nanokompozita. Nanokompoziti nude tehnološke i ekonomske prednosti za gotovo sve sektore industrije, uključujući zrakoplovnu, automobilsku, elektroničku, biotehnološku, farmaceutsku i medicinsku djelatnost. Još jedna velika prednost je njihova ekološka prihvatljivost.
Snaga ultrazvuka poboljšava močljivost i homogenizacije između matrice i čestice njegove intenzivno miješanje i dispergiranje – generira ultrazvučna kavitacija, Od ultrazvukom je najkorišteniji i najuspješniji disperzija način kada je u pitanju nano materijala, Hielscher je ultrazvučni sustavi su instalirani u laboratoriju, pilot postrojenja i proizvodnje u svijetu.