強化複合材料の超音波製剤

  • 複合材料は、大幅に強化、熱安定性、弾性率、引張強度、破断強度などの独特の材料特性を示し、したがって、広くマニホールド製品の製造に使用されています。
  • 超音波処理は、グラフェンなど、高度に分散したCNTを高品質なナノ複合材料を生成することが証明されました
  • 強化複合材料の調合のための超音波機器は、工業規模で利用可能です。

ナノコンポジット

ナノ複合材料は、その機械的、電気的、熱的、光学的、電気化学的、及び/又は触媒特性により優れ。
強化相及び/又はそれらの非常に高いアスペクト比の体積比に対するそれらの非常に高い表面に、ナノ複合材料は著しく、従来の複合材よりもパフォーマンスです。このような球状シリカなどのナノ粒子は、例えば、カーボンナノチューブまたは静電紡糸繊維のような剥離グラフェン又は粘土、またはナノ繊維のような鉱物シートが頻繁に補強のために使用されます。
例えば、カーボンナノチューブは、ナノシリカは、機械的、熱的および耐水性の特性を改善するために使用される、電気及び熱伝導性を改善するために添加されます。ナノ粒子の他の種類の増強光学特性、誘電特性、耐熱性又は剛性、強度、腐食及び損傷に対する耐性などの機械的特性を与えます。

超音波策定ナノコンポジットの例:

  • ビニルエステルマトリックス中のカーボンナノチューブ(CNT)
  • カーボンナノチューブ/カーボンオニオン/ニッケル金属マトリックス中のナノダイヤモンド
  • マグネシウム合金マトリックス中のCNT
  • ポリビニルアルコール(PVA)マトリックス中のCNT
  • エポキシ樹脂マトリックス中の多層カーボンナノチューブ(MWCNT)(硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)を使用して)
  • ポリ(ビニルアルコール)(PVA)マトリックス中のグラフェン酸化物
  • マグネシウムマトリックス中のSiCナノ粒子
  • ポリスチレンマトリックス中のナノシリカ(アエロジル)
  • 軟質ポリウレタン(PU)マトリックス中の磁性酸化鉄
  • グラファイト/ポリニッケル酸化物(塩化ビニル)
  • ポリ乳酸 - コ - グリコール酸(PLGA)マトリックス中のチタニアナノ粒子
  • ポリ乳酸 - コ - グリコール酸(PLGA)マトリックス中のナノヒドロキシアパタイト

超音波分散

超音波プロセスパラメータは、正確に制御され、材料組成および所望の出力品質に最適に適合させることができる。ナノコンポジットにCNTやグラフェンなどのナノ粒子を組み込むには、超音波分散が推奨されます。長い間、科学的レベルでテストされ、多くの工業生産プラントで実施されているナノコンポジットの超音波分散および製剤は、十分に確立された方法である。 Hielscherのナノ材料の超音波処理における長い経験は、深いコンサルティング、プロセスの開発と最適化の際の適切な超音波セットアップと支援の推奨を保証します。
大抵、強化ナノ粒子は、処理中に、マトリックス中に分散されています。下位尺度における追加のナノ材料の範囲の重量%(質量分率)、例えば0.5%〜5%、超音波処理することによって達成均一な分散は、補強充填剤とより高い補強性能を節約を可能にするからです。
製造中の超音波の典型的な用途は、ナノ粒子 - 樹脂複合体の製剤です。 CNT強化ビニルエステルを製造するために、超音波処理はCNTを分散させ、官能化するために使用されます。これらのCNT-ビニルエステルが向上電気的および機械的特性によって特徴付けられます。
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無機粒子は、超音波によって官能化することができます

超音波で官能基化ナノ粒子

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このようUIP1500hdとしてベンチトップおよび生産のための超音波デバイスは、完全な工業用グレードを提供しています。 (拡大するにはクリックしてください!)

超音波デバイス UIP1500hd フロースルー反応器と

グラフェン

グラフェンは、優れた物理的特性、高いアスペクト比及び低い密度を提供します。グラフェンおよびグラフェン酸化物は、軽量、高強度のポリマーを得るために、複合マトリックスに組み込まれています。凝集したグラフェンシートを大幅に補強効果を制限するための機械的な補強を達成するために、グラフェンシート/血小板は、分散した非常に細かいでなければなりません。
科学的研究は、改善の大きさは、マトリックス中のグラフェンシートの分散グレードの際にほとんど依存していることを示しています。のみ均一に分散したグラフェンは、所望の効果を与えます。 、その強い疎水性およびファンデルワールス引力、グラフェンを集約し、弱い単層シートを、相互作用のフレーク状に凝集する傾向があります。
一般的な分散技術は、多くの場合、均質な、損傷していないグラフェン分散液を生成することはできませんが、ハイパワーultrasonicatorsは、高品質なグラフェン分散液を作ります。ヒールシャーのultrasonicatorsは、高濃度から低原始的なグラフェン、グラフェン酸化物、および減少グラフェン酸化物を処理し、小規模から大容量のhasslefreeへ。一般的に使用される溶媒は、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)であるが、高出力超音波と、グラフェンも、アセトン、クロロホルム、IPA、シクロヘキサノン等の乏しい、低沸点溶媒中に分散させることができます。
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カーボンナノチューブおよびその他のナノマテリアル

パワー超音波は、カーボンナノチューブ(CNT)、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、フラーレン、シリカ(SiO含む様々なナノ材料の微細なサイズの分散をもたらすことが証明されています2)、二酸化チタン(TiO2)、銀(Ag)、酸化亜鉛(ZnO)、nanofibrillatedセルロースおよび多くの他。一般的には、超音波処理は、従来の分散機を凌駕し、ユニークな結果を得ることができます。
粉砕及び分散ナノ粒子に加えて、優れた結果は、超音波沈殿(ボトムアップ合成)を介してナノ粒子を合成することによって達成されます。これは、例えば、粒子サイズが観察されています超音波マグネタイト、ナトリウム、モリブデン酸亜鉛等を合成し、従来の方法を用いて得られたものと比較して低くなっています。下部サイズを高める核形成速度と超音波キャビテーションによって生じるせん断及び乱流に起因するより良好な混合パターンに起因します。
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超音波粒子機能化

粒子の比表面積は、サイズの減少と共に増加します。特にナノテクノロジーにおいて、材料特性の発現が有意に粒子の拡大表面領域によって増大されます。表面積が超音波増加し、粒子表面上の適切な機能性分子を結合することによって修飾することができます。ナノ材料の適用及び使用に関する、表面特性は粒子のコアプロパティと同様に重要です。
超音波官能化された粒子は、広くポリマー、複合材料に使用されています & バイオ複合材料、粒子官能化等によりナノ流体、組み立てられた装置、nanomedicines、このような安定性、強度等の特性 & photoluminiscence等剛性、溶解性、多分散性、蛍光、磁性、超常磁性、光吸収、高電子密度、大幅に改善されます。
商業的にヒールシャーで官能化されている一般的な粒子’ 超音波システムは、カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、シリカ(SiOをincude2)、ナノダイヤモンド、磁鉄鉱(酸化鉄、フェ3ザ・4)、銀ナノ粒子、金ナノ粒子は、多孔質 & メソ多孔性ナノ粒子など
超音波粒子治療のために選択したアプリケーション・ノートを見るにはここをクリック!

超音波分散機

ヒールシャーの超音波分散装置は、ラボ、ベンチトップや工業生産のために利用可能です。ヒールシャーのultrasonicatorsは、堅牢で信頼性の高い操作が簡単かつ清潔です。機器は、ヘビーデューティー条件で24/7動作するように設計されています。超音波システムは、バッチおよびインライン処理のために使用することができます – 柔軟で、あなたのプロセスと要件に容易に適応。

超音波バッチおよびインライン容量

バッチ容量 流量 推奨デバイス
200mLの5〜 500mL /分で50 Uf200ःトンUP400S
02Lに0.1 02メートルへ0.253/ hrで UIP1000hdUIP2000hd
00.4 10Lへ 8メートルまで13/ hrで UIP4000
N.A。 30メートルに43/ hrで UIP16000
N.A。 30メートル以上3/ hrで のクラスタ UIP10000 または UIP16000

詳細を尋ねる

超音波均質化に関する追加情報をご希望の場合は、以下のフォームをご利用ください。私たちはあなたの要求を満たす超音波システムを提供することをうれしく思います。









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粒子の修正及び小型化(クリックすると拡大します!)のためUP200S超音波装置

粒子機能化のための超音波ラボ機器

文学/参考文献

  • Kpole、スカ:; Bhnwse、ビカ。 Fitrgri、Dikw。 Gogte、Fkhri。 Khulkmi、Hrikdi。 Sonvne、Skのः。パンディット、Akbik (2014): “二液エポキシ - ポリアミドコーティングにおける超音波調製したナトリウムモリブデン酸亜鉛のナノ顔料の腐食抑制性能の調査。複合インタフェース9分の21、2015 833から852まで。
  • Nikje、M.M.A; Moghaddam、S.T; Noruzian、M.(2016):コアシェルナノ粒子を用いて、新規な磁気ポリウレタンフォームナノコンポジットの調製。 Polímerosvol.26第4号、2016年。
  • Tolasz、J .; Stengl、V .; Ecorchard、P.(2014):酸化グラフェン - ポリスチレンの複合材料の製造。環境、化学と生物学上の第3回国際会議。 IPCBEE vol.78、2014。


知る価値のある事実

複合材料について

(また、組成物の材料としても知られている)複合材料は著しく異なる物理的または化学的特性によって特徴づけされた2つの以上の成分から作られた材料として記載されています。これらの構成材料を組み合わせた、新しい材料 – いわゆる複合 – 個々の成分は異なる特性を示しており、生産されます。個々の成分は、完成構造内の分離した別個のままです。
新材料は、例えば、良好な特性を持っていますそれは、従来の材料に比べて、軽く、より強くより耐性または安価です。ナノ複合材料の強化は触媒特性に電気化学的、光学的、機械的、電気的/導電性、熱の範囲です。

典型的な設計の複合材料は、次のとおりです。

  • バイオ複合材料
  • 繊維強化ポリマーなどの強化プラスチック、
  • 金属複合材料
  • セラミック複合材(セラミックマトリックスおよび金属マトリックス複合材)

複合材料は、一般的に、このような船体、カウンター、自動車ボディ、浴槽、貯蔵タンク、模造花崗岩と人工大理石のシンクとしてだけでなく、宇宙船や航空機内の建物とし、構造材料に使用されています。

複合材料は、骨(コラーゲン繊維で強化されたヒドロキシアパタイト)、サーメット(セラミック及び金属)及びコンクリートを含む、金属マトリックス複合材料(MMC)又はセラミックマトリックス複合材(CMC)のように、他の金属を金属補強繊維を使用することができます。
有機マトリックス/セラミック骨材複合材はアスファルトコンクリートは、ポリマーコンクリート、マスチックアスファルト、マスチックローラハイブリッド、歯科用コンポジット、シンタクチックフォーム及び真珠母を含みます。

粒子に超音波の影響について

粒子径は(臨界サイズとしても知られる)は、特定のレベルに低下した場合、粒子の特性を観察することができます。粒子寸法がナノメートルレベルに達すると、相界面での相互作用は、主に材料特性を向上させるために重要である、改善された状態になります。これにより、表面積材料の体積比、ナノ複合材料で補強するために使用される最も重要です。ナノ複合材料は、航空宇宙、自動車、電子、バイオテクノロジーによる、医薬品および医療分野など、業界のほぼすべてのセクターのための技術的、経済的な利点を提供します。さらに大きな利点は、環境への優しさです。
パワー超音波は、その激しい混合及び分散させることにより、マトリックスと粒子との濡れ性および均質化を向上させます – によって生成されます 超音波キャビテーション。それはナノ材料になると、超音波処理は、最も広く使用され、最も成功した分散法であるので、ヒールシャーの超音波システムは、世界中の研究室、パイロットプラントや生産に設置されています。