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!

Grafena

Graphene menawarkan sifat fisik yang luar biasa, rasio aspek tinggi, dan kepadatan rendah. Graphene dan graphene oxide diintegrasikan ke dalam matriks komposit untuk mendapatkan polimer yang ringan dan berkekuatan tinggi. Untuk mencapai penguatan mekanis, lembaran graphene / trombosit harus terdispersi sangat halus, karena lembaran graphene yang diaglomerasi membatasi efek penguatan secara drastis.
Penelitian ilmiah telah menunjukkan bahwa besarnya peningkatan sebagian besar tergantung pada tingkat dispersi lembaran graphene dalam matriks. Hanya graphene yang tersebar secara homogen yang memberikan efek yang diinginkan. Karena hidrofobisitas yang kuat dan daya tarik van der Waals, graphene rentan terhadap agregat dan menggumpal menjadi serpihan lembaran monolayered yang berinteraksi lemah.
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