Hielscher Ultrasonics
We bespreken graag uw proces.
Bel ons: +49 3328 437-420
Mail ons: info@hielscher.com

Ultrasoon verspreiden van koolstofnanobuizen (CNT)

Koolstofnanobuizen zijn sterk en flexibel maar zeer cohesief. Ze zijn moeilijk te dispergeren in vloeistoffen zoals water, ethanol, olie, polymeer of epoxyhars. Ultrasoon geluid is een effectieve methode om discrete – enkel-verspreid – koolstofnanobuizen.

Koolstofnanobuizen (CNT) worden gebruikt in kleefstoffen, coatings en polymeren en als elektrisch geleidende vulstoffen in kunststoffen om statische ladingen af te voeren in elektrische apparatuur en in elektrostatisch beschilderbare carrosseriedelen van auto's. Door nanobuizen te gebruiken, kunnen polymeren beter bestand worden gemaakt tegen temperaturen, agressieve chemicaliën, corrosieve omgevingen, extreme druk en schuren. Door het gebruik van nanobuizen kunnen polymeren beter bestand worden gemaakt tegen temperaturen, agressieve chemicaliën, corrosieve omgevingen, extreme druk en slijtage. Er zijn twee categorieën koolstofnanobuizen: Enkelwandige nanobuizen (SWNT) en meerwandige nanobuizen (MWNT).

Informatieaanvraag




Let op onze privacybeleid.




Industriële ultrasone dispergeerder voor een gelijkmatige verdeling van CNT's in water of oplosmiddelen.

Industriële ultrasone homogenisator UIP1500hdT voor het dispergeren van koolstofnanobuizen (CNT's) en andere nanomaterialen.

Ultrasone homogenisatoren zijn efficiënt en betrouwbaar voor de dispersie van koolstofnanobuizen in water of organische oplosmiddelen.Koolstofnanobuizen zijn over het algemeen verkrijgbaar als droog materiaal, bijvoorbeeld bij bedrijven zoals SES-onderzoek of CNT Co., Ltd. Er is een eenvoudig, betrouwbaar en schaalbaar proces voor deagglomeratie nodig om de nanobuizen maximaal te benutten. Voor vloeistoffen tot 100.000 cP is ultrageluid een zeer effectieve technologie voor het dispergeren van nanobuisjes in water, olie of polymeren bij lage of hoge concentraties. De vloeistofstromen die ontstaan door ultrasone cavitatiede hechtingskrachten tussen de nanobuisjes overwinnen en de buisjes scheiden. Vanwege de ultrasonisch opgewekte schuifkrachten en microturbulenties kan ultrageluid ook helpen bij de oppervlaktecoating en chemische reactie van nanobuisjes met andere materialen.

Ultrasoon is een effectieve procedure met herhaalbare resultaten om carbonnanobuizen in water of organische oplosmiddelen te ontwarren.Over het algemeen wordt een grove nanobuis-dispersie eerst voorgemengd door een standaard roerder en vervolgens gehomogeniseerd in de ultrasone stromingscelreactor. De video hieronder toont een laboratoriumtest (batch sonicatie met een UP400S) dispergeren meerwandige koolstofnanobuizen in water bij lage concentraties. Vanwege de chemische aard van koolstof is het dispergeergedrag van nanobuizen in water nogal moeilijk. Zoals de video laat zien, kan eenvoudig worden aangetoond dat ultrasoonbehandeling nanobuizen effectief kan dispergeren.

Ultrasone dispersie van koolstofnanobuizen: De Hielscher ultrasoon UP400S (400 W) dispergeert en ontwart CNT's snel en efficiënt tot enkelvoudige nanobuisjes.

Dispergeren van koolstofnanobuizen in water met de UP400S

Video miniatuur

Ultrasone dispersie is zeer efficiënt in het dispergeren van nanovulstoffen in polymeren en epoxyharsen.

Vergelijking van verschillende nanovulstoffen gedispergeerd in verharder met behulp van sonde-type ultrasone trillingen): (a) 0,5 wt% koolstofnanovezel (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxid; (c) 0,5 wt% koolstofnanobuis (CNT); (d) 0,5 wt% CNT semi-gedispergeerd.
Studie en foto: ©Zanghellini et al., 2021

Verspreiding van individuele SWNTs van grote lengte

Een groot probleem bij de verwerking en manipulatie van SWNTs is de inherente onoplosbaarheid van de buisjes in gewone organische oplosmiddelen en water. Functionalisatie van de nanobuis zijwand of open uiteinden om een geschikte interface te creëren tussen de SWNTs en het oplosmiddel leidt meestal alleen tot gedeeltelijke afschilfering van de SWNT touwen.
Als gevolg hiervan worden de SWNTs meestal gedispergeerd als bundels in plaats van volledig geïsoleerde individuele objecten. Als de dispersie onder te zware omstandigheden gebeurt, worden de SWNTs ingekort tot lengtes tussen 80 en 200 nm. Hoewel dit nuttig is voor bepaalde testen, is deze lengte te klein voor de meeste praktische toepassingen, zoals halfgeleidende of versterkende SWNTs. Gecontroleerde, milde ultrasone behandeling (bijv. door UP200Ht met 40mm sonotrode) is een effectieve procedure om waterige dispersies van lange individuele SWNTs te bereiden. Opeenvolgingen van milde ultrasoonbehandeling minimaliseren de verkorting en zorgen voor maximaal behoud van structurele en elektronische eigenschappen.

Zuivering van SWNT door polymeerondersteunde ultrasoonbehandeling

Een eenvoudige manier om enkelwandige koolstofnanobuizen chemisch te laten reageren met organische materialen door middel van ultrasoonbehandeling. Koshio et al., 2001Het is moeilijk om de chemische modificatie van SWNTs op moleculair niveau te bestuderen, omdat het moeilijk is om zuivere SWNTs te verkrijgen. Gegroeide SWNTs bevatten veel onzuiverheden, zoals metaaldeeltjes en amorfe koolstoffen. Ultrasoonbehandeling van SWNTs in een monochloorbenzeen (MCB) oplossing van poly(methylmethacrylaat) PMMA gevolgd door filtratie is een effectieve manier om SWNTs te zuiveren. Deze polymeer-ondersteunde zuiveringsmethode maakt het mogelijk om onzuiverheden effectief te verwijderen uit gegroeide SWNTs. (Yudasaka et al.) Nauwkeurige regeling van de ultrasone amplitude maakt het mogelijk om schade aan de SWNTs te beperken.

Hielscher's breed assortiment ultrasone apparaten en accessoires voor het efficiënt dispergeren van nanobuizen.

Neem contact met ons op! / Vraag het ons!

Meer informatie aanvragen

Gebruik onderstaand formulier om meer informatie aan te vragen over ultrasone processors, CNT-dispersie en prijs. We bespreken graag uw nanobuisjesproces met u en bieden u een ultrasoon systeem dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze privacybeleid.






Literatuur


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.

We bespreken graag uw proces.

Let's get in contact.