Dispersi Ultrasonik Nanomaterials (Nanopartikel)
Nanomaterial telah menjadi komponen integral dari produk yang beragam seperti bahan berkinerja tinggi, tabir surya, lapisan kinerja, atau komposit plastik. Kavitasi ultrasonik digunakan untuk menyebarkan partikel ukuran nano ke dalam cairan, seperti air, minyak, pelarut atau resin.
Dispersi Ultrasonik Nanopartikel
Penerapan Dispersi Ultrasonik Nanopartikel memiliki efek manifold. Yang paling jelas adalah penyebaran bahan dalam cairan dalam rangka untuk memecahkan partikel agglomerates. Proses lain adalah aplikasi dari ultrasonik selama partikel sintesis atau pengendapan. Umumnya, ini mengarah ke partikel yang lebih kecil dan meningkatkan keseragaman ukuran. Kavitasi ultrasonik meningkatkan transfer material pada permukaan partikel. Efek ini dapat juga digunakan untuk meningkatkan permukaan fungsinaliosasi dari bahan yang memiliki area permukaan tinggi tertentu.
Menyebar dan Pengurangan Ukuran untuk Nanomaterials
Nanomaterials, misalnya logam oksida, nanoclays atau nanotubes karbon cenderung menjadi terkumpul ketika dicampur ke dalam cairan. Sebab itu cara pengumpulan dan Dispersing / Penyebaran diperlukan untuk mengatasi kekuatan ikatan setelah bubuk menjadi basah. Perpisahan ultrasonik dari struktur aglomerat dalam suspensi berair dan non-air memungkinkan pemanfaatan potensi penuh dari bahan nanosize. Investigasi pada berbagai dispersi aglomerat nanopartikel dengan berbagai macam kandungan padat telah menunjukkan bahwa ultrasonik memiliki keuntungan yang lebih, bila dibandingkan dengan teknologi lainnya, seperti mixer stator rotor (misalnya turli ultra), homogenizers piston, atau metode penggilingan basah, misalnya pabrik penggilingan atau pabrik koloid. Sistem ultrasonik Hielscher dapat dijalankan pada benda padat yang memiliki konsentrasi yang cukup tinggi. Misalnya untuk Silika tingkat kerusakan yang ditemukan tidak tergantung dari konsentrasi kepadatan hingga 50% dari berat. Ultrasonik dapat digunakan untuk penyebaran konsentrasi tinggi untuk master-batch-processing dan dapat digunakan juga untuk viskositas rendah dan tinggi. Hal ini membuat ultrasonik dengan master bach sistem untuk solusi pengolahan cat dan coating, yang didasarkan pada media yang berbeda, seperti air, resin atau minyak.
ultrasonic homogenizer UP400St untuk nano-dispersi
Kavitasi ultrasonik
Dispersi dan deagglomeration oleh ultrasonication adalah hasil dari kavitasi ultrasonik. Saat membuka cairan untuk USG gelombang suara yang merambat ke dalam cairan mengakibatkan siklus bolak-balik bertekanan tinggi dan tekanan rendah. Hal ini menghasilkan tekanan mekanik pada tarikan energi antara individu partikel. Kavitasi ultrasonik dalam cairan menyebabkan kecepatan tinggi cairan jet hingga 1000km/jam (sekitar 600mph). Seperti jet cairan ditekanan dengan kecepatan tinggi di antara partikel dan memisahkan mereka dari satu sama lain. Partikel yang lebih kecil dipercepat dengan jet cair dan bertabrakan pada kecepatan tinggi. Hal ini membuat ultrasonik cara yang efektif untuk penyebaran tetapi juga untuk Milling ukuran mikron dan sub partikel ukuran mikron.
Ultrasonically Membantu Sintesis Partikel / Pengendapan
Partikel nano dapat dibangun dengan metode bottom-up oleh sintesis atau dengan pengendapan. Sonochemistry adalah salah satu teknik-teknik terawal yang digunakan untuk menyiapkan senyawa nanosize. Suslick dalam karyanya, mengsonikasi Fe(CO)5 baik sebagai cairan murni atau decalin solution dan mencapai 10-20nm ukuran amorf besi partikel nano. Umumnya, campuran jenuh mulai membentuk partikel padat dari bahan sangat terkonsentrasi. Ultrasonication meningkatkan pencampuran pra-kursor dan meningkatkan massa-transfer pada permukaan partikel. Hal ini menyebabkan ukuran partikel yang lebih kecil dan dengan keseragaman lebih tinggi.
UIP2000hdT, ultrasonikator kuat 2kW untuk membubarkan SWCNTs.
Permukaan Functionalisasi Menggunakan Ultrasonik
Banyak nanomaterials, seperti logam oksida, tinta inkjet dan toner pigmen, atau pengisi untuk kinerja coating, membutuhkan fungsionalisasi permukaan. Untuk dapat mengfungsionalisasi seluruh permukaan setiap partikel, diperlukan metode penyebaran yang baik. Ketika tersebar, partikel biasanya dikelilingi oleh lapisan batas molekul yang menarik ke permukaan partikel. Dalam rangka untuk fungsional kelompok yang baru untuk sampai ke permukaan partikel, lapisan batas ini perlu dipecah atau dihilanggkan. Jet cair yang dihasilkan dari ultrasonik kavitasi dapat mencapai kecepatan hingga 1000km/HR. Tekanan ini membantu mengatasi tarikan energi dan membawa ke fungsional molekul ke permukaan partikel. Dalam Sonochemistry, efek ini digunakan untuk meningkatkan kinerja tersebar katalis.
Ultrasonikasi Sebelum Pengukuran Ukuran Partikel
Ultrasonication sampel meningkatkan akurasi ukuran partikel Anda atau morfologi pengukuran. SonoStep baru menggabungkan USG, pengadukan dan pemompaan dalam desain yang kompak. Mudah untuk digunakan dan dapat digunakan untuk mengirim sampel sonikasi ke perangkat analitik, seperti partikel ukuran analis. Sonikasi yang intens membantu untuk membubarkan partikel diaglomerasi memberikan hasil yang lebih konsisten.Klik di sini untuk membaca lebih lanjut!
Pengolahan Ultrasonik untuk Skala Laboratorium dan Produksi
Ultrasonik prosesor dan aliran sel (flow cell) untuk deagglomeration dan penyebaran 8dispersi) tersedia untuk laboratorium dan Produksi . Sistem industri dapat dengan mudah dipasang untuk bekerja inline. Untuk proses riset dan pengembangan kami sarankan untuk menggunakan UIP1000hd (1.000 watt).
Hielscher menawarkan berbagai macam perangkat ultrasonik dan aksesoris untuk efisien penyebaran dari nanomaterials, misalnya dalam cat, tinta dan coating.
- Perangkat kompak laboratorium dari hingga kekuatan 400 Watt.
Perangkat ini terutama digunakan untuk preparasi sample atau studi kelayakan awal dan tersedia untuk disewa. - 500 dan 1.000 dan 2.000 watt ultrasonik prosesor seperti UIP1000hd set dengan flow cell dan berbagai booster horn dan sonotrodes dapat memproses volume aliran.
Perangkat seperti ini digunakan dalam optimasi parameter (seperti: amplitudo, operasional tekanan, laju aliran dll) dalam skala bench-top atau test pilot. - Ultrasonik prosesor dari 2kW, 4kW, 10KW dan 16kW dan beberapa kelompok unit yang lebih besar tersebut dapat memproses aliran volume produksi di hampir setiap tingkat.
Bench Top Equipment tersedia untuk disewa pada kondisi yang baik untuk menjalankan uji coba proses. Hasil uji tersebut dapat diskalakan secara linier ke tingkat produksi – mengurangi risiko dan biaya yang terlibat dalam pengembangan proses. Kami akan senang untuk membantu Anda secara online, di telepon atau secara pribadi. Silakan Cari Alamat kami di sini, atau gunakan formulir di bawah ini.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
nanomaterials – Informasi Latar Belakang
Nanomaterials adalah bahan yang ukurannya kurang dari pada 1.100 nm. Mereka dengan cepat berkembang dalam formulasi cat, tinta dan coating. Nanomaterials dapat dibagi menjadi tiga kategori, sebagai berikut: oksida logam, nanoclays, dan nanotubes karbon. Oksida logam partikel nano, termasuk Nanoscale menakjubkan Seng oksida, titanium oksida, besi oksida, cerium oksida dan zirkonium oksida, serta logam campuran senyawa seperti timah indium oksida dan Zirkonium dan titanium, serta senyawa campuran logam seperti timah indium oksida. Senyawa ini sannat kecil, sehingga memainkan peran penting dalam banyak disiplin ilmu fisika, Kimia dan biologi. Dalam cat dan coating nanomaterials memenuhi kebutuhan dekoratif (misalnya warna dan gloss), kegunaan fungsional (misalnya konduktivitas, mikroba inaktivasi) dan meningkatkan perlindungan (misalnya awal resistensi, UV stability) cat dan coating. Khususnya berukuran nano logam-oksida, seperti TiO2 dan ZnO atau Alumina, Ceria dan Silika dan pigmen berukuran nano menemukan aplikasi di cat baru dan formulasi lapisan.
Jika ukuran zat berkurang maka karakteristiknya akan berubah, seperti warna dan interaksi dengan materi lainnya seperti reaksi kimia. Perubahan pada karakteristik ini disebabkan oleh perubahan dalam sifat elektronik. Dengan pengurangan ukuran partikel, luas permukaan material meningkat. Karena ini, persentase lebih tinggi dari datom, sehingga dapat berinteraksi dengan zat yang lain, misalnya dengan matriks resin epoxy.
Aktivitas permukaan adalah aspek kunci dari nanomaterials. Dengan aglomerasi dan agregasi permukaan partikel di blokuur, sehingga partikel tidak dapat berinteraksi dengan zat lain. Hanya partikel yang tersebar baik atau partikel yang tersebar secara individu memungkinkan untuk menggunakan potensi penuh dari bahan tersebut. Hasil baik menyebar mengurangi jumlah nanomaterials yang dibutuhkan untuk mencapai efek yang sama. Seperti kebanyakan nanomaterials masih cukup mahal, aspek ini penting tinggi sehubungan dengan pemasaran serta formulasi produk yang mengandung nanomaterials. Hari ini, banyak nanomaterials yang dihasilkan melalui proses kering. Akibatnya, partikel perlu dicampur ke dalam formulasi cair. Ini adalah dimana kebanyakan bentuk partikel nano agglomerates selama pembasahan. Terutama nanotubes karbon sangat kohesif sehingga sulit untuk membubarkan mereka ke cairan, seperti air, etanol, minyak, polimer atau epoxy resin. Pengolahan konvensional perangkat, misalnya high shear atau rotor-stator mixer, homogenizers bertekanan tinggi atau koloid dan disk gagal dalam memisahkan nanopartikel menjadi partikel yang individu. Khususnya untuk ukuran kecil dari beberapa nanometer ke beberapa mikron, ultrasonik kavitasi sangat efektif dalam menghancurkan agglomerates, agregat dan bahkan partikel primer. Saat ultrasonik digunakan Milling batch konsentrasi tinggi, yang muncul dari aliran jet cair yang dihasilkan dari kavitasi ultrasonik, sehingga partikel-partikel berbenturan satu dengan yang lainnya pada kecepatan hingga 1000km/h. Dengan demikian van der Waals force hancur dalam agglomerates dan bahkan utama partikel.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.