Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd-enheter for å Disperse Nano

Nanomaterialer er blitt en integrert del av produkter som er så forskjellige som solkrem, ytelsesbelegg eller plastkompositter. Ultralydkavitasjon brukes til å spre partikler av nanostørrelse til væsker, som vann, olje, løsningsmidler eller harpikser.

UP200S ultralyd homogenisator for partikkel dispersjon

Anvendelsen av ultralyd til nanomaterialer har mange effekter. Det mest åpenbare er spredning av materialer i væsker for å bryte partikkelagglomerater. En annen prosess er anvendelsen av ultralyd under partikkelsyntese eller utfelling. Generelt fører dette til mindre partikler og økt størrelse ensartethet. Ultralydkavitasjon forbedrer også materialoverføringen på partikkelflater. Denne effekten kan brukes til å forbedre overflaten funksjon av materialer som har en høy spesifikk overflateareal.

Dispersering og størrelsesreduksjon av nanomaterialer

Degussa titandioxydpulver før og etter ultralyd kavitasjonsbehandling.Nanomaterialer, for eksempel metalloksider, nanokabler eller karbon nanorør pleier å være agglomerert når de blandes i en væske. Effektive midler til deagglomerering og spre er nødvendig for å overvinne bindekreftene etter fukting av pulveret. Ultralydoppbrytingen av agglomeratstrukturer i vandige og ikke-vandige suspensjoner tillater utnyttelse av det fulde potensialet for nanoserende materialer. Undersøkelser ved forskjellige dispersjoner av nanopartikulære agglomerater med variabelt faststoffinnhold har vist den betydelige fordelen med ultralyd sammenlignet med andre teknologier, for eksempel rotorstatorblandere (f.eks. Ultra turrax), stempelhomogenisatorer eller våte fresningsmetoder, f.eks. Vulstmøller eller kolloide møller . Hielscher ultralydsystemer kan kjøres med relativt høye faste konsentrasjoner. For eksempel for silika bruddfrekvensen ble funnet å være uavhengig av fast konsentrasjon opptil 50% av vekt. Ultralyd kan brukes til dispergering av høykonsentrasjonsmesterbatcher - bearbeiding av væsker med lav viskositet og høy viskositet. Dette gjør ultralyd god behandlingsløsning for maling og belegg, basert på forskjellige medier, som vann, harpiks eller olje.

Klikk her for å lese mer om ultralyd dispergering av karbon nanorør.

Ultralydkavitasjon

Ultralydkavitasjon i vann forårsaket av intens ultralydbehandlingDispersjon og deagglomerering ved ultralydbehandling er et resultat av ultralydkavitasjon. Når væsker eksponeres for ultralyd, vil lydbølgene som forplantes i væsken resultere i vekslende høytrykks- og lavtrykkssykluser. Dette gjelder mekanisk spenning på de tiltrekkende kreftene mellom de enkelte partikler. Ultralydkavitasjon i væsker forårsaker høyhastighets væskestråler på opptil 1000 km / t (ca. 600 mph). Slike stråler presser væske ved høyt trykk mellom partiklene og adskiller dem fra hverandre. Mindre partikler akselereres med væskestrålene og kolliderer med høye hastigheter. Dette gjør ultralyd til et effektivt middel for spredning, men også for fresing av mikronstørrelser og sub mikronstørrelsespartikler.

Ultralydassistert partikkelsyntese / nedbør

Optimalisert sono-kjemisk reaktor (Banert et al., 2006)Nanopartikler kan genereres bunn-opp ved syntese eller nedbør. Sonokemi er en av de tidligste teknikkene som brukes til å forberede nanoserende forbindelser. Suslick i sitt opprinnelige arbeid, sonikerte Fe (CO)5 enten som en fin væske eller i en deaclin-oppløsning og oppnådde amorft jern nanopartikler fra 10-20 nm. Vanligvis begynner en overmettet blanding å danne faste partikler ut av et høyt konsentrert materiale. Ultralyd forbedrer blandingen av pre-cursors og øker massoverføringen på partikkeloverflaten. Dette fører til mindre partikkelstørrelse og høyere uniformitet.

Klikk her for å lese mer om ultralydsbestemt utfelling av nanomaterialer.

Overflatefunksjonalisering ved hjelp av ultralyd

Mange nanomaterialer, som metalloksyder, blekkskriver blekk og tonerpigmenter, eller fyllstoffer for ytelse belegg, krever overflatefunksjonalisering. For å kunne funksjonalisere hele overflaten av hver enkelt partikkel, kreves en god dispersjonsmetode. Når spredt, er partikler typisk omgitt av et grenselag av molekyler tiltrukket av partikkeloverflaten. For at nye funksjonelle grupper skal komme til partikkeloverflaten, må dette grenselaget brytes opp eller fjernes. Væskestrålene som kommer fra ultralydkavitasjon, kan nå hastigheter på opptil 1000 km / t. Dette stresset bidrar til å overvinne de tiltrekkende kreftene og bærer de funksjonelle molekylene til partikkeloverflaten. I sonochemistry, denne effekten brukes til å forbedre ytelsen av dispergerte katalysatorer.

Ultralyd før partikkelstørrelsesmåling

Pumping, omrøring og sonikering med alt-i-ett-ultralydsenheten SonoStep (Klikk for å forstørre!)

Ultralyd av prøver forbedrer nøyaktigheten av partikkelstørrelsen eller morfologimåling. Den nye SonoStep kombinerer ultralyd, omrøring og pumping av prøver i en kompakt design. Det er lett å betjene og kan brukes til å levere sonikerte prøver til analytiske enheter, som partikkelstørrelsesanalysatorer. Den intense sonikering bidrar til å spre agglomererte partikler som fører til mer konsistente resultater.Klikk her for å lese mer!

Ultralydbehandling for lab og produksjonsskala

Ultralydsprosessorer og flytceller for deagglomerering og dispersjon er tilgjengelige for Laboratorium og produksjon nivå. Industrisystemene kan enkelt ettermonteres til arbeid inline. For forskning og prosessutvikling anbefaler vi at du bruker UIP1000hd (1000 watt).

Hielscher tilbyr et bredt spekter av ultralydsenheter og tilbehør for effektiv spredning av nanomaterialer, for eksempel i maling, blekk og belegg.

Benkeutstyr er tilgjengelig for utleie under gode forhold for å kjøre prosessforsøk. Resultatene av slike forsøk kan skaleres lineært til produksjonsnivå - redusere risikoen og kostnadene som er involvert i prosessutviklingen. Vi vil være glade for å hjelpe deg online, på telefon eller personlig. Vennligst finn våre adresser her, eller bruk skjemaet nedenfor.

Be om et forslag for denne varen!

For å motta et forslag, kan du sette din kontaktinformasjon i skjemaet nedenfor. En typisk enhetskonfigurasjonen er forhåndsvalgt. Føl deg fri til å revidere valget før du klikker på knappen for å be om forslaget.








Vennligst oppgi informasjonen, som du ønsker å motta, nedenfor:






Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur


Aharon Gedanken (2004): Ved hjelp av sonokjemi for fremstilling av nanomaterialer, Ultrasonic Sonochemistry Invited Contributions, 2004 Elsevier BV

nano~~POS=TRUNC – Bakgrunnsinformasjon

Nanomaterialer er materialer som er mindre enn 100 nm i størrelse. De utvikler seg raskt til formuleringene av maling, blekk og belegg. Nanomaterialer faller inn i tre brede kategorier: metalloksider, nanokabler og karbon nanorør. Metalloksid nanopartikler, inkluderer nanoskala-sinkoksid, titanoksyd, jernoksid, ceriumoksyd og zirkoniumoksid, samt blandede metallforbindelser som indium-tinnoksid og zirkonium og titan, samt blandede metallforbindelser som indium tinnoksid. Denne lille saken har innvirkning på mange disipliner, som fysikk, Kjemi og biologi. I maling og belegg oppfyller nanomaterialer dekorative behov (f. Eks. Farge og glans), funksjonelle formål (f.eks. Konduktivitet, mikrobiell inaktivering) og bedre beskyttelse (f.eks. Skrapebestandighet, UV-stabilitet) av maling og belegg. Spesielt metall-oksyder av nanostørrelse, slik som Ti02 og ZnO eller aluminium, Ceria og silika og pigmenter med nano-størrelse finner søknad i nye maling- og beleggingsformuleringer.

Når materialet er redusert, endres dets egenskaper, for eksempel farge og samspill med andre forhold som kjemisk reaktivitet. Endringen i egenskapene skyldes endringen av de elektroniske egenskapene. Ved partikkelstørrelsesreduksjon, overflaten av materialet er økt. På grunn av dette kan en høyere prosentandel av atomene samhandle med andre forhold, f.eks. Med matrisen av harpikser.

Overflateaktivitet er et viktig aspekt av nanomaterialer. Agglomerering og aggregering blokkerer overflateareal fra kontakt med annet materiale. Kun godt spredte eller enkeltdispergerte partikler tillater å utnytte det fulde fordelaktige potensialet i saken. I følge reduserer god dispersjon mengden av nanomaterialer som trengs for å oppnå de samme effektene. Siden de fleste nanomaterialer fremdeles er ganske dyre, er dette aspektet av stor betydning for kommersialisering av produktformuleringer som inneholder nanomaterialer. I dag produseres mange nanomaterialer i en tørr prosess. Som et resultat må partiklene blandes i flytende formuleringer. Det er her de fleste nanopartikler danner agglomerater under fuktingen. Spesielt karbon nanorør er svært sammenhengende, noe som gjør det vanskelig å spre dem til væsker, for eksempel vann, etanol, olje, polymer eller epoksyharpiks. Konvensjonelle prosesseringsanordninger, for eksempel høy-shear- eller rotor-statorblandere, høytrykkshomogenisatorer eller kolloid- og skivefabrikker, oppnås ved å separere nanopartikler i diskrete partikler. Spesielt for lite materiale fra flere nanometer til par mikrometer, er ultralydkavitasjon meget effektiv i å bryte agglomerater, aggregater og til og med primaries. Når ultralyd brukes til fresing av høykonsentrasjons-batcher, væskestrålestrømmene som resulterer fra ultralydkavitasjon, får partiklene å kollidere med hverandre ved hastigheter på opptil 1000 km / t. Dette bryter van der Waals styrker i agglomerater og til og med primære partikler.