Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonic Formulation of Reinforced Composites

  • Komposit menunjukkan sifat material yang unik seperti stabilitas thermo-stability yang meningkat secara signifikan, modulus elastis, kekuatan tarik, kekuatan fraktur dan oleh karena itu banyak digunakan dalam pembuatan berbagai macm produk.
  • Sonikasi terbukti menghasilkan nanocomposites berkualitas tinggi dengan CNT yang sangat terdispersi, graphene dll.
  • Peralatan ultrasonik untuk formulation of reinforced composites tersedia pada skala industri.

 

Nanokomposit

Nanokomposit unggul dengan sifat mekanik, elektrikal, termal, optik, elektrokimia, dan / atau katalitiknya.
Karena rasio permukaan dan volume yang sangat tinggi dari fasa penguat dan / atau rasio aspeknya yang sangat tinggi, nanocomposites secara signifikan lebih performant daripada komposit konvensional. Partikel nano seperti silika bola, lembaran mineral seperti graphene atau clay eksfoliasi, atau serat nano seperti nanotube karbon atau serat electrospun sering digunakan untuk penguat.
Sebagai contoh, nanotube karbon ditambahkan untuk memperbaiki konduktivitas listrik dan termal, silika nano digunakan untuk memperbaiki sifat mekanik, termal dan tahan air. Jenis nanoparticulates lainnya meningkatkan sifat optik, sifat dielektrik, ketahanan panas atau sifat mekanik seperti kekakuan, kekuatan dan ketahanan terhadap korosi dan kerusakan.

Contoh untuk nanocomposites yang diformulasikan secara ultrasonik:

  • Karbon nanotube (CNT) dalam matriks vinil ester
  • CNTs / carbon onions/ nano diamond palm logam nikel
  • CNT dalam matriks alloy magnesium
  • CNT dalam matriks polivinil alkohol (PVA)
  • Nanotube karbon multiwalled (MWCNT) dalam matriks resin epoksi (menggunakan metil tetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) sebagai agen pengawet)
  • Graphene oxide dalam matriks poli (vinil alkohol) (PVA)
  • Nanopartikel SiC dalam matriks magnesium
  • Nano silica (Aerosil) dalam matriks polistiren
  • Oksida besi magnetik dalam matriks poliuretan fleksibel (PU)
  • Oksida nikel dalam grafit / poli (vinil klorida)
  • Nanopartikel titania dalam matriks poliol-laktat-ko-glikolat (PLGA)
  • Nano hidroksiapatit dalam matriks poliol-laktat-ko-glikolat (PLGA)

Dispersi Ultrasonik

Parameter proses ultrasonik dapat dikontrol secara tepat dan optimal yang disesuaikan dengan komposisi material dan kualitas keluaran yang diinginkan. Dispersi ultrasonik adalah teknik yang disarankan untuk menggabungkan partikel nano seperti CNT atau graphene menjadi nanocomposites. Long-time diuji pada tingkat ilmiah dan diimplementasikan pada banyak pabrik produksi industri, dispersi ultrasonik dan formulasi nanocomposites adalah metode yang mapan. Pengalaman panjang Hielscher dalam pemrosesan bahan nano ultrasonik memastikan konsultasi mendalam, rekomendasi pemasangan dan bantuan ultrasonik yang sesuai selama pengembangan dan pengoptimalan proses.
Sebagian besar, partikel nano penguat terdispersi ke dalam matriks selama pemrosesan. Persentase berat (fraksi massa) dari rentang bahan nano yang ditambahkan dalam skala yang lebih rendah, mis. 0,5% sampai 5%, karena dispersi seragam yang dicapai oleh sonication memungkinkan untuk menghemat pengisi penguat dan kinerja penguat yang lebih tinggi.
Aplikasi khas ultrasonik dalam pembuatannya adalah formulasi komposit nanopartikel-resin. Untuk menghasilkan CNY-diperkuat vinyl ester, sonication digunakan untuk membubarkan dan memfungsikan CNT. Ester CNT-vinil ini ditandai dengan sifat listrik dan mekanik yang disempurnakan.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang penyebaran CNT!

Partikel anorganik dapat difungsikan dengan ultrasonikasi

Ultrasonically functionalized nano particle

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Perangkat ultrasonik untuk bench-top dan produksi seperti UIP1500hd menyediakan kelas industri penuh. (Klik untuk memperbesar!)

Perangkat ultrasonik UIP1500hd dengan aliran-melalui reaktor/ flow-through rector

Grafena

Graphene menawarkan sifat fisik yang luar biasa, aspek rasio tinggi dan kepadatan rendah. Graphene dan graphene oksida diintegrasikan ke dalam matriks komposit untuk mendapatkan ringan, polimer kekuatan tinggi. Untuk mencapai penguatan mekanik, lembar graphene / trombosit harus sangat halus tersebar, untuk lembaran graphene yang digumpalkan membatasi efek penguatan drastis.
Penelitian ilmiah telah menunjukkan bahwa besarnya peningkatan ini sebagian besar tergantung pada dispersi kelas lembaran graphene dalam matriks. Hanya homogen tersebar graphene memberikan efek yang diinginkan. Karena Waals tarik yang kuat hidrofobisitas dan van der nya, graphene rentan terhadap agregat dan menggumpal menjadi serpih dari berinteraksi lemah lembar monolayered.
Sementara teknik dispersi umum seringkali tidak dapat menghasilkan dispersi graphene yang homogen dan tidak rusak, ultrasonator daya tinggi menghasilkan dispersi graphene berkualitas tinggi. Ultrasonator Hielscher menangani graphene murni, oksida graphene, dan oksida graphene yang dikurangi dari konsentrasi rendah sampai tinggi dan dari volume kecil sampai volume besar tanpa kerumitan. Pelarut yang umum digunakan adalah N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), namun dengan ultrasonik daya tinggi, graphene dapat terdispersi dengan baik, pelarut titik didih rendah seperti aseton, kloroform, IPA, dan sikloheksanon.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang pengelupasan massal graphene!

Carbon Nanotubes dan Bahan Nano Lainnya

Power ultrasonics terbukti menghasilkan dispersi ukuran halus dari berbagai bahan nano termasuk tabung nano karbon (CNTs), SWNTs, MWNTs, fullerenes, silica (SiO2), titanium dioksida (TiO2), Perak (Ag), seng oksida (ZnO), selulosa nanofibrilasi dan banyak lainnya. Secara umum, sonikasi mengungguli disperser konvensional dan dapat mencapai hasil yang unik.
Selain milling dan dispersing nanopartikel, hasil yang sangat baik dicapai dengan mensintesis nanopartikel melalui presipitasi ultrasonik (sintesis dari atas ke bawah). Telah diamati bahwa ukuran partikel, mis. dari magnetite disintesis secara ultrasonik, sodium zinc molybdate dan lainnya, lebih rendah dibandingkan dengan yang diperoleh dengan menggunakan metode konvensional. Ukuran yang lebih rendah dikaitkan dengan tingkat nukleasi yang disempurnakan dan pola pencampuran yang lebih baik karena shear dan turbulensi yang dihasilkan oleh kavitasi ultrasonik.
Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang ultrasonik presipitasi bottom-up!

Fungsionalitas Partikel Ultrasonik

Luas permukaan spesifik partikel meningkat dengan pengurangan ukuran. Terutama di nanoteknologi, ekspresi karakteristik material meningkat secara signifikan dengan luas permukaan partikel yang membesar. Luas permukaan dapat ditingkatkan secara ultrasonik dan dimodifikasi dengan menempelkan molekul fungsional yang sesuai pada permukaan partikel. Mengenai aplikasi dan penggunaan bahan nano, sifat permukaan sama pentingnya dengan sifat inti partikel.
Ultrasonik funksionalis partikel yang digunakan dalam polimer, komposit & Biokomposit, nanofluida, perangkat rakitan, nanomedisin, dan lain-lain. Dengan fungsionalisasi partikel, karakteristik seperti stabilitas, kekuatan & kekakuan, kelarutan, polidispersitas, fluoresensi, magnetisme, superparamagnetisme, penyerapan optik, kerapatan elektron tinggi, photoluminiscence dll meningkat secara drastis.
Partikel umum yang difungsikan secara komersial dengan Hielscher’ sistem ultrasonik incude CNT, SWNTs, MWNTs, graphene, grafit, silika (SiO2), nanodiamonds, magnetit (oksida besi, Fe3O4), perak nano partikel, nanopartikel ema, berpori & mesopori nanopartikel dll
Klik di sini untuk melihat catatan aplikasi yang dipilih untuk perawatan partikel ultrasonik!

dispersi ultrasonik

Peralatan pendispersi ultrasonik Hielscher tersedia untuk laboratorium, bench-top dan produksi industri. Ultrasonator Hielscher handal, tangguh, mudah dioperasikan dan bersih. Peralatan ini dirancang untuk operasi 24/7 dalam kondisi tugas yang berat. Sistem ultrasonik dapat digunakan untuk pemrosesan batch dan inline – Fleksibel dan mudah beradaptasi dengan proses dan persyaratan Anda.

Ultrasonik Batch dan Kapasitas Inline

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
5-200mL 50-500mL/min UP200Ht, UP400S
0.1 sampai 2L 0.25 sampai 2m3/ jam UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 10L 1 sampai 8m3/ jam UIP4000
n.a. 4-30m3/ jam UIP16000
n.a. di atas 30m3/ jam cluster UIP10000 atau UIP16000

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan tentang ultrasonik homogenisasi. Kami akan sangat senang untuk menawarkan Anda sebuah sistem ultrasonik yang memenuhi persyaratan.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Ultrasonicator UP200S untuk partikel modifikasi dan pengurangan ukuran (klik untuk memperbesar!)

perangkat lab ultrasonik untuk fungsionalisasi partikel

Literatur / Referensi

  • Kpole, Ska:; Bhnwse, Bika.; Fitrgri, Dikw.; Gogte, Fkhri.; Khulkmi, Hrikdi.; Sonvne, Sk ः.; Pandit, Akbik (2014): “Investigasi kinerja inhibisi korosi dari ultrasonically disiapkan natrium seng molibdat nanopigment dalam dua-pack epoxy-poliamida coating. Antarmuka komposit 21/9, 2015. 833-852.
  • Nikje, M.M.A .; Moghaddam, S.T .; Noruzian, M. (2016): Persiapan novel magnetik nanocomposites busa poliuretan dengan menggunakan nanopartikel core-shell. Polimeros vol.26 no.4 2016.
  • Tolasz, J .; Stengl, V .; Ecorchard, P. (2014): The Persiapan Material Komposit dari Grafena Oxide-Polystyrene. 3 Konferensi Internasional tentang Lingkungan, Kimia dan Biologi. IPCBEE vol.78 2014.


Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Tentang Bahan Komposit

Bahan komposit (juga dikenal sebagai bahan komposisi) digambarkan sebagai bahan yang terbuat dari dua atau lebih unsur penyusun yang ditandai dengan sifat fisik atau kimia yang berbeda secara signifikan. Bila bahan penyusunnya digabungkan, material baru – yang disebut komposit – diproduksi, yang menunjukkan karakteristik yang berbeda dari masing-masing komponen. Komponen individual tetap terpisah dan berbeda dalam struktur akhir.
Bahan baru ini memiliki sifat yang lebih baik, misalnya lebih kuat, lebih ringan, lebih tahan atau lebih murah dibandingkan bahan konvensional. Perangkat tambahan nanokomposit berkisar dari mekanik, elektrik / konduktif, termal, optik, elektrokimia hingga sifat katalitik.

Bahan komposit rekayasa tipikal meliputi:

  • Bio-komposit
  • Reinforced plastik, seperti fiber-reinforced polimer
  • Komposit logam
  • Komposit keramik (matriks keramik dan komposit matriks logam)

Bahan komposit umumnya digunakan untuk bahan bangunan dan penataan bahan seperti boat hulls, countertops, car bodies, bathtubs, storage tanks, imitation granite dan cultured marble sinks serta untuk spacecraft dan aircraft.

Komposit juga dapat menggunakan serat logam yang memperkuat logam lain, seperti pada metal matrix composites (MMC) atau ceramic matrix composites (CMC), yang meliputi tulang (hidroksiapatit yang diperkuat dengan serat kolagen), cermet (keramik dan logam) dan beton.
Komposit agregat matriks / keramik organik meliputi asphalt concrete, polymer concrete, mastic asphalt, mastic roller hybrid, dental composite, syntactic foam dan mother of pearl.

Tentang Efek Ultrasonik pada Partikel

Sifat partikel dapat diamati saat ukuran partikel dikurangi sampai tingkat tertentu (dikenal sebagai ukuran kritis). Ketika dimensi partikel mencapai tingkat nanometer, interaksi pada fasa interface menjadi sangat meningkat, yang mana sangat penting untuk meningkatkan karakteristik material. Dengan demikian, luas permukaan: rasio volume bahan, yang digunakan untuk penguatan nanokomposit paling signifikan. Nanokomposit menawarkan keuntungan teknologi dan ekonomi untuk hampir semua sektor industri, termasuk sektor kedirgantaraan, otomotif, elektronik, bioteknologi, farmasi dan medis. Keuntungan lebih jauh adalah keramahan lingkungan mereka.
Kekuatan ultrasound meningkatkan wettability dan homogenisasi antara matriks dan partikel dengan mixing dan pendispersian yang intens – yang dihasilkan oleh Kavitasi ultrasonik. Karena sonikasi adalah metode dispersi yang paling banyak digunakan dan paling berhasil jika sampai pada bahan nano, sistem ultrasonik Hielscher dipasang di laboratorium, pabrik percontohan dan produksi di seluruh dunia.