Nanoanyagok ultrahangos diszperziója (nanorészecskék)
A nanoanyagok olyan sokféle termék szerves részévé váltak, mint a nagy teljesítményű anyagok, fényvédők, nagy teljesítményű bevonatok vagy műanyag kompozitok. Az ultrahangos kavitációt nanoméretű részecskék folyadékokba, például vízbe, olajba, oldószerekbe vagy gyantákba történő diszpergálására használják.
A nanorészecskék ultrahangos diszperziója
Az alkalmazás A nanorészecskék ultrahangos diszperziója sokrétű hatása van. A legnyilvánvalóbb a anyagok diszpergálása folyadékokban a részecske agglomerátumok megszakítása érdekében. Egy másik folyamat az ultrahang alkalmazása részecskeszintézis vagy kicsapatás. Általában ez kisebb részecskékhez és nagyobb méretegységességhez vezet. ultrahangos kavitáció javítja az anyagátadást a szemcsefelületeken is. Ez a hatás felhasználható a felület javítására funkcionalizálás nagy fajlagos felületű anyagokból.
A nanoanyagok diszpergálása és méretcsökkentése
Nanoanyagok, pl. fém-oxidok, nanoagyagok vagy Szén nanocsövek hajlamosak arra, hogy folyadékba keverve agglomerálódjanak. A deagglomeráció hatékony eszközei és Szétválogatása szükségesek a kötőerők leküzdéséhez a por nedvesítése után. Az agglomerátum szerkezetek ultrahangos lebontása vizes és nem vizes szuszpenziókban lehetővé teszi a nanoméretű anyagok teljes potenciáljának kihasználását. A változó szilárd anyagtartalmú nanoszemcsés agglomerátumok különböző diszperzióin végzett vizsgálatok kimutatták az ultrahang jelentős előnyeit más technológiákkal, például rotoros állórész-keverőkkel (pl. Ultra turrax), dugattyús homogenizátorokkal vagy nedves őrlési módszerekkel, például gyöngymalmokkal vagy kolloidmalmokkal. A Hielscher ultrahangos rendszerek meglehetősen magas szilárdanyag-koncentrációban futtathatók. Például: Kovasav A törési arányt függetlennek találták a szilárd koncentráció 50% -ig tömeg szerint. Az ultrahang alkalmazható nagy koncentrációjú mesterkeverékek diszpergálására - alacsony és nagy viszkozitású folyadékok feldolgozására. Ez teszi az ultrahangot jó feldolgozási megoldássá festékekhez és bevonatokhoz, különböző közegek, például víz, gyanta vagy olaj alapján.
Ultrahangos homogenizátor UP400ST nano-diszperziókhoz
ultrahangos kavitáció
A diszperzió és a deagglomeráció ultrahangos kezeléssel az ultrahangos kavitáció eredménye. Amikor folyadékokat ultrahangnak tesz ki, a folyadékba terjedő hanghullámok váltakozó nagynyomású és alacsony nyomású ciklusokat eredményeznek. Ez mechanikai feszültséget gyakorol az egyes részecskék közötti vonzerőkre. ultrahangos kavitáció folyadékokban nagy sebességű, akár 1000 km / h (kb. 600 mph) folyadéksugarakat okoz. Az ilyen fúvókák nagy nyomáson préselik a folyadékot a részecskék között, és elválasztják egymástól. A kisebb részecskéket a folyadéksugarak felgyorsítják, és nagy sebességgel ütköznek. Ez teszi az ultrahangot hatékony eszközzé a diszpergáláshoz, de a őrlés mikron méretű és mikron alatti méretű részecskék.
Ultrahanggal segített részecskeszintézis / csapadék
A nanorészecskék alulról felfelé keletkezhetnek szintézissel vagy kicsapatással. A szonokémia az egyik legkorábbi technika, amelyet nanoméretű vegyületek előállítására használnak. Suslick eredeti munkájában, szonikált Fe(CO)5 akár tiszta folyadékként, akár deaclin oldatban, és 10-20 nm méretű amorf vas nanorészecskéket kaptunk. Általában a túltelített keverék szilárd részecskéket képez egy erősen koncentrált anyagból. Az ultrahangos kezelés javítja az elő-kurzorok keverését és növeli a tömegátadást a részecske felületén. Ez kisebb részecskemérethez és nagyobb egyenletességhez vezet.
UIP2000hdT, egy 2kW-os erős ultrahangos készülék az SWCNT-k diszpergálására.
Felületi funkcionalizálás ultrahanggal
Számos nanoanyag, például fém-oxidok, tintasugaras tinta és toner pigmentek vagy töltőanyagok a teljesítmény érdekében Bevonatok, felületi funkcionalizálást igényel. Az egyes részecskék teljes felületének funkcionalizálásához jó diszperziós módszer szükséges. Diszpergálva a részecskéket jellemzően molekulák határrétege veszi körül, amelyek vonzódnak a részecske felületéhez. Annak érdekében, hogy az új funkcionális csoportok eljussanak a részecske felületére, ezt a határréteget fel kell bontani vagy el kell távolítani. Az ultrahangos kavitációból származó folyékony fúvókák akár 1000 km / h sebességet is elérhetnek. Ez a feszültség segít leküzdeni a vonzó erőket, és a funkcionális molekulákat a részecske felületére szállítja. Ban Sonokémia, ezt a hatást a diszpergált katalizátorok teljesítményének javítására használják.
Ultrahangos kezelés előtt részecskeméret mérés
A minták ultrahangos kezelése javítja a részecskeméret vagy a morfológiai mérés pontosságát. Az új SonoStep kompakt kivitelben egyesíti az ultrahangot, a keverést és a minták szivattyúzását. Könnyen kezelhető és felhasználható szonikált minták szállítására analitikai eszközökhöz, például részecskeméret-analizátorokhoz. Az intenzív szonikáció segít eloszlatni az agglomerált részecskéket, ami következetesebb eredményekhez vezet.További információért kattintson ide!
Ultrahangos feldolgozás laboratóriumi és termelési méretekhez
Ultrahangos processzorok és áramlási cellák deagglomerációhoz és diszperzióhoz állnak rendelkezésre Laboratórium és termelés szint. Az ipari rendszerek utólag könnyen felszerelhetők a gyártósori munkavégzéshez. A kutatáshoz és folyamatfejlesztéshez a UIP1000hd (1,000 watt).
A Hielscher ultrahangos eszközök és tartozékok széles skáláját kínálja a nanoanyagok hatékony diszpergálásához, pl. festékekben, tintákban és bevonatokban.
- Kompakt laboratóriumi eszközök legfeljebb 400 watt teljesítmény.
Ezeket az eszközöket elsősorban mintakészítésre vagy kezdeti megvalósíthatósági tanulmányokra használják, és bérelhetők. - 500 és 1,000 és 2,000 watt ultrahangos processzorok, mint a UIP1000hd készlet áramlási cellával és különböző booster szarvakkal és sonotrodákkal nagyobb térfogatáramokat képes feldolgozni.
Az ilyen eszközöket a paraméterek (pl.: amplitúdó, üzemi nyomás, áramlási sebesség stb.) optimalizálására használják asztali vagy kísérleti üzemi mérlegben. - Ultrahangos processzorok 2kW, 4kW, 10kW és 16kW És több ilyen egység nagyobb klaszterei szinte bármilyen szinten feldolgozhatják a termelési volumenáramokat.
Asztali berendezések bérelhetők jó feltételekkel a folyamatpróbák futtatásához. Az ilyen kísérletek eredményei lineárisan skálázhatók a termelés szintjéig – csökkentve a folyamatfejlesztés kockázatát és költségeit. Örömmel segítünk Önnek online, telefonon vagy személyesen. Kérjük, keresse meg Címeink itt, vagy használja az alábbi űrlapot.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
nanoanyagok – Háttér-információk
A nanoanyagok 100 nm-nél kisebb méretű anyagok. Gyorsan fejlődnek a festékek, tinták és bevonatok formuláivá. A nanoanyagok három nagy kategóriába sorolhatók: fém-oxidok, nanoagyagok és Szén nanocsövek. A fém-oxid nanorészecskék közé tartoznak a nanoméretű cink-oxid, titán-oxid, vas-oxid, cérium-oxid és cirkónium-oxid, valamint a kevert fémvegyületek, például az indium-ón-oxid és a cirkónium és a titán, valamint a vegyes fémvegyületek, például az indium-ón-oxid. Ez a kis ügy hatással van számos tudományágra, például a fizikára, Kémia és biológia. A festékekben és bevonatokban a nanoanyagok dekoratív (pl. szín és fényesség), funkcionális célokat (pl. vezetőképesség, mikrobiális inaktiválás) elégítenek ki, és javítják a festékek és bevonatok védelmét (pl. karcállóság, UV-stabilitás). Különösen nanoméretű fém-oxidok, mint például TiO2 és ZnO vagy timföld, Ceria és Kovasav és a nanoméretű pigmentek új festék- és bevonatkészítményekben alkalmazhatók.
Amikor az anyag mérete csökken, megváltoztatja jellemzőit, például színét és kölcsönhatását más anyagokkal, például kémiai reakciókészséggel. A jellemzők változását az elektronikus tulajdonságok változása okozza. Által a szemcseméret csökkentése, az anyag felülete megnő. Ennek következtében az atomok nagyobb százaléka léphet kölcsönhatásba más anyagokkal, például a gyanták mátrixával.
A felületi aktivitás a nanoanyagok kulcsfontosságú szempontja. Az agglomeráció és az aggregáció blokkolja a felületet más anyagokkal való érintkezéstől. Csak jól diszpergált vagy egyszeresen diszpergált részecskék teszik lehetővé az anyag teljes jótékony potenciáljának kihasználását. Ennek eredményeként a jó diszpergálás csökkenti az azonos hatások eléréséhez szükséges nanoanyagok mennyiségét. Mivel a legtöbb nanoanyag még mindig meglehetősen drága, ez a szempont nagy jelentőséggel bír a nanoanyagokat tartalmazó termékösszetételek kereskedelmi forgalomba hozatala szempontjából. Napjainkban számos nanoanyagot száraz eljárással állítanak elő. Ennek eredményeként a részecskéket folyékony készítményekbe kell keverni. Ez az a hely, ahol a legtöbb nanorészecske agglomerátumot képez a nedvesítés során. Különösen Szén nanocsövek nagyon összetartóak, ami megnehezíti a folyadékokba, például vízbe, etanolba, olajba, polimerbe vagy epoxigyantába való diszpergálódásukat. A hagyományos feldolgozó eszközök, pl. nagy nyíróképességű vagy rotoros állórész-keverők, nagynyomású homogenizátorok vagy kolloid- és tárcsás malmok nem képesek a nanorészecskéket diszkrét részecskékre bontani. Különösen a több nanométertől pár mikronigig terjedő kis anyag esetében az ultrahangos kavitáció nagyon hatékony az agglomerátumok, aggregátumok és még az elsődlegesek törésében. Ha ultrahangot használnak a őrlés A nagy koncentrációjú tételek közül az ultrahangos kavitációból származó folyadéksugarak a részecskéket akár 1000 km / h sebességgel ütköztetik egymással. Ez megtöri a van der Waals erőket az agglomerátumokban és még az elsődleges részecskékben is.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.