ヒールシャー超音波技術

ナノ材料を分散させる超音波装置

ナノ材料は、日焼け止め剤、パフォーマンスコーティング、又はプラスチック複合材などの多様な製品の不可欠な構成要素となっています。超音波キャビテーションは、水、油、溶剤や樹脂等の液体中にナノサイズの粒子を分散させるために使用されます。

粒子分散用UP200S超音波ホモジナイザー

ナノ材料への超音波の適用は、マニホールド効果を持っています。最も明白です 液体中の物質の分散 粒子の凝集体を壊すためです。別のプロセスは、超音波の適用中です 粒子合成または沈殿。一般的に、これは小さな粒子と増加サイズの均一性につながります。 超音波キャビテーション あまりにも、粒子表面での物質移動を向上させることができます。この効果は、表面を改善するために使用することができます 機能化 材料の高い比表面積を有します。

ナノ材料の分散とサイズ縮小

超音波キャビテーション処理前後デグサ二酸化チタン粉末。ナノ材料、例えば金属酸化物、又はナノクレイ カーボンナノチューブ 液体に混入したときに凝集する傾向があります。脱凝集の有効な手段と 分散 粉末をwettening後の接着力を克服するために必要とされます。水性および非水性懸濁液中の凝集体構造の超音波破壊は、ナノサイズの材料の可能性を最大限に利用することができます。そのようなローターステーターミキサー(例えばウルトラタラックス)、ピストンホモジナイザー、または湿式粉砕法のような他の技術と比較した場合、可変固体含有量を有​​するナノ粒子凝集体の様々な分散液で調査は、例えば、超音波のかなりの利点を実証していますミルまたはコロイドミルをビーズ。ヒールシャー超音波システムはかなり高い固形分濃度で実行することができます。以下のためにたとえば、 シリカ 破損率は、から独立していることが判明しました 50%の固形分濃度アップ 重量で。超音波は、高濃度のマスターバッチの分散のために適用することができる - 低および高粘度の液体を処理します。これは、水、樹脂や油などの異なる媒体、に基づいて、塗料およびコーティングのための超音波の良好な処理液を作ります。

カーボンナノチューブの超音波分散についての詳細を読むにはこちらをクリックしてください。

超音波キャビテーション

水中で超音波キャビテーションは、強烈な超音波によって引き起こされます超音波による分散および解凝集は、超音波キャビテーションの結果です。高圧及び低圧サイクルを交互に液体結果に伝播する音波を超音波する液体を露出します。これは、個々の粒子間の誘致力に機械的応力を加えます。 超音波キャビテーション 液体中で最大千キロ/時間(約毎時600マイル)の高速液体ジェットを生じさせます。そのようなジェットは、粒子間の高い圧力で液体を押して互いからそれらを分離します。より小さな粒子は、液体ジェットで加速し、高速で衝突します。これは、超音波を分散させるためにも有効な手段になります 製粉 ミクロンサイズおよびサブミクロンサイズの粒子の。

超音波アシスト粒子合成/降水量

最適化されたソノ化学反応器(Banertら、2006)ナノ粒子は、合成または沈殿によってボトムアップ生成することができます。ソノケミストリーは、ナノサイズの化合物を調製するために使用される最も初期の技術の一つです。 Suslickは彼のオリジナル作品で、鉄(CO)を超音波処理しました5 ニート液体として、またはdeaclin溶液および10-20nmサイズアモルファス鉄ナノ粒子を得るのいずれか。一般的に、過飽和混合物は、高度に濃縮された材料から固体粒子を形成することを開始します。超音波は、プレカーソルの混合を改善し、粒子表面での質量移動を増加させます。これは、より小さな粒子サイズと高い均一性につながります。

ナノ材料の超音波支援降水量についてはこちらをご覧ください。

超音波を用いて表面機能

金属酸化物のような多くのナノ材料、 インクジェット用インク トナー顔料、またはパフォーマンスのための充填剤 コーティング、表面機能が必要です。各個々の粒子の完全な表面を官能化するために、良好な分散方法が必要とされます。分散されたとき、粒子は、典型的には、粒子表面に引きつけた分子の境界層によって囲まれています。粒子表面に到達するための新たな官能基のためには、この境界層を粉砕または除去する必要があります。超音波キャビテーションに起因する液体ジェットは、最大千キロ/時間の速度に達することができます。この応力は誘致力を克服するのに役立ち、粒子表面に機能性分子を運びます。に ソノケミストリー、この効果は、分散した触媒の性能を向上させるために使用されます。

粒径測定前に超音波

オールインワン超音波装置のSonoStepとポンプ、攪拌、超音波処理(クリックすると拡大します!)

サンプルの超音波処理は、あなたの粒子サイズまたは形態計測の精度を向上させることができます。新しいSonoStepは、コンパクトな設計で、超音波、攪拌およびサンプルのポンピングを兼ね備えています。操作が簡単であり、そのような粒子サイズ分析器などの分析装置、超音波処理サンプルを送達するために使用することができます。強烈な超音波処理は、より一貫性のある結果につながる凝集粒子を分散させることができます。続きを読むにはこちらをクリック!

ラボや生産規模のための超音波処理

解凝集と分散のために超音波プロセッサ及びフローセルが利用可能です 研究室 そして 製造 レベル。産業用システムは、簡単にインラインで動作するように改造することができます。研究やプロセス開発のために我々は使用をお勧めします UIP1000hd(千ワット)

ヒールシャー、例えば、ナノ材料を効率的に分散させるための超音波装置および付属品の広い範囲を提供します塗料、インク及びコーティングです。

  • コンパクトな実験室の機器 最大の 400ワット電源
    これらのデバイスは、主に、試料調製や初期のフィージビリティスタディのために使用され、レンタル可能ですされています。
  • 500名 そして そして 2,000の 以下のようなワット超音波プロセッサ フローセルと、様々なブースターホーンとソノトロードで設定UIP1000hd 大容量ストリームを処理することができます。
    ベンチトップまたはパイロットプラント規模で(振幅、動作圧力、流量等のような)は、このようなデバイスは、パラメータの最適化に使用されています。
  • の超音波プロセッサ 2410歳 そして 16kW いくつかのこのようなユニットのより大きなクラスターは、ほぼ任意のレベルで生産量ストリームを処理することができます。

ベンチトップ機器プロセスの試行を実行するためには良い条件でレンタル可能です。そのような試験の結果は、生産レベルにリニアにスケールすることができます - プロセスの開発に伴うリスクとコストを削減します。私たちは、電話でまたは個人的に、オンラインのお手伝いを喜んでいるでしょう。私たちのアドレスを検索してください ここに、または下記のフォームを使用します。

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文献


者Aharonの思考(2004): ナノ材料の製造のための音響化学を用いて、超音波ソノケミストリーの投稿を招待しました2004年エルゼビアB.V.

ナノ物質 – 背景情報

ナノ材料のサイズは100nmで未満の材料です。彼らはすぐに塗料、インキや塗料の処方に進んでいます。ナノ材料は3つの大きなカテゴリに分類されます。金属酸化物、ナノクレイ、および カーボンナノチューブ。金属酸化物ナノ粒子、ナノスケールの酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム及び酸化ジルコニウム、並びに酸化インジウムスズ酸化物とジルコニウムとチタン、並びにインジウム等の混合金属化合物などの混合金属化合物が挙げられます - 錫酸化物。この小さな問題は、このような物理学など多くの分野、に影響を及ぼし、 化学 および生物学。塗料およびコーティングナノ材料で装飾ニーズ(例えば色及び光沢)、機能的な目的(例えば導電率、微生物の不活性化)を満たし、塗料及びコーティングの保護(例えば、耐擦傷性、UV安定性)を向上させます。このような酸化チタン及び酸化亜鉛、アルミナ、セリアなどの特定のナノサイズの金属酸化物、および シリカ ナノサイズの顔料は、新しい塗料やコーティング製剤に用途を見出します。

問題が小型化されると、それは、化学反応のような他の物質との色との相互作用としての特性を変化させます。特性の変化は、電子特性の変化によって引き起こされます。によって 粒子サイズの減少、材料の表面積が増大する。このため、原子の割合が高いほど、例えば樹脂のマトリックスを用いて他の物質と相互作用することができる。

表面活性はナノ物質の重要な側面である。凝集および凝集は、他の物質との接触から表面積をブロックする。十分に分散した粒子または単分散粒子のみが、その物質の有益な可能性を最大限に活用することができる。結果として、良好な分散は、同じ効果を達成するのに必要なナノ物質の量を減少させる。大部分のナノ材料は依然としてかなり高価であるので、この側面は、ナノマテリアルを含有する製品配合物の商品化にとって非常に重要である。現在、多くのナノ材料は乾式法で製造されています。結果として、粒子は液体配合物中に混合する必要がある。これは、ほとんどのナノ粒子が湿潤中に凝集体を形成するところである。特に カーボンナノチューブ それは難しい例えば水、エタノール、油、ポリマーまたはエポキシ樹脂などの液体の中にそれらを分散することは非常に粘着性です。従来の処理装置、例えば高剪断又はロータ - 固定子ミキサー、高圧ホモジナイザーまたはコロイドミル、ディスクは、離散粒子にナノ粒子を分離するのに不十分です。ミクロンのカップルに数nmから小さな問題について具体的には、超音波キャビテーションは凝集体、集合体、さらには原色を壊すのに非常に有効です。超音波のために使用されている場合には 製粉 高濃度のバッチの、超音波キャビテーションに起因する液体ジェットストリームは、粒子は最大毎時千キロの速度で互いに衝突します。これは、凝集体とさえ一次粒子にファンデルワールス力を破ります。