Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd Formulering av Reinforced Composites

  • Kompositter viser unike materialegenskaper som betydelig forbedret termostabilitet, elastisk modul, strekkfasthet, bruddstyrke og er derfor mye brukt i produksjon av manifoldprodukter.
  • Sonikering har vist seg å produsere høykvalitets nanokompositter med høyt spredte CNT, grafen etc.
  • Ultralyd utstyr for formulering av forsterkede kompositter er tilgjengelig i industriell skala.

 

nanocomposites

Nanokompositter utmerker seg av deres mekaniske, elektriske, termiske, optiske, elektrokjemiske og / eller katalytiske egenskaper.
På grunn av deres eksepsjonelt høye overflate / volumforhold for forsterkningsfasen og / eller deres eksepsjonelt høye aspektforhold, er nanokomposittene betydelig mer fordelaktige enn konvensjonelle kompositter. Nanopartikler som sfærisk silika, mineralplater som eksfoliert grafen eller leire, eller nanofibre som karbonnanorør eller elektrospunfibre, brukes ofte til forsterkning.
For eksempel blir karbonnanorør tilsatt for å forbedre den elektriske og termiske ledningsevnen, nano-silika brukes til å forbedre mekaniske, termiske og vannbestandige egenskaper. Andre typer nanopartikulater gir forbedrede optiske egenskaper, dielektriske egenskaper, varmebestandighet eller mekaniske egenskaper som stivhet, styrke og motstand mot korrosjon og skader.

Eksempler på ultrasonisk formulerte nanokompositter:

  • karbon nanorør (CNT) i en vinylestermatrise
  • CNT / karbonløk / nanodiamanter i en nikkelmetallmatrise
  • CNTer i en magnesiumlegeringsmatrise
  • CNT i en polyvinylalkohol (PVA) matrise
  • multiwalled karbon nanorør (MWCNT) i en epoxyharpiksmatrise (ved bruk av metyltetrahydroftalsyreanhydrid (MTHPA) som herdemiddel)
  • grafenoksyd i en poly (vinylalkohol) (PVA) matriks
  • SiC nanopartikler i en magnesiummatrise
  • nanosilicium (Aerosil) i en polystyrenmatrise
  • magnetisk jernoksid i en fleksibel polyuretan (PU) matrise
  • nikkel oksid i en grafitt / poly (vinylklorid)
  • titan-nanopartikler i en poly-laktisk-ko-glykolsyre (PLGA) matrise
  • nanohydroksyapatitt i en poly-laktisk-ko-glykolsyre (PLGA) matriks

ultralyd Dispersion

Ultralydsprosessparametrene kan nøyaktig kontrolleres og optimal tilpasses materialets sammensetning og ønsket utgangskvalitet. Ultralyd dispersjon er den anbefalte teknikken for å inkorporere nanopartikler som CNT eller grafen i nanokompositter. Langtidsprøvd på vitenskapelig nivå og implementert på mange industrielle produksjonsanlegg, er ultralydspredningen og formuleringen av nanokompositter en veletablert metode. Hielscher har lang erfaring med ultralydbehandling av nano-materialer, sikrer en grundig rådgivning, anbefaling av et passende ultralydsoppsett og assistanse under prosessutvikling og optimalisering.
For det meste blir de forsterkende nanopartikler dispergert i matrisen under bearbeiding. Vektprosentdelen (massefraksjonen) av det tilsatte nano-materialområdet i nedre skala, f.eks. 0,5% til 5%, siden den ensartede dispersjonen oppnås ved sonikering, muliggjør sparing av forsterkningsfyllene og høyere forsterkningsytelse.
En typisk anvendelse av ultralyd i fremstillingen er formuleringen av nanopartikulær-harpikskompositt. For å produsere CNT-forsterket vinylester brukes sonikering til å dispergere og funksjonalisere CNT. Disse CNT-vinylesterene er preget av forbedrede elektriske og mekaniske egenskaper.
Klikk her for å lese mer om spredning av CNTs!

Uorganiske partikler kan funksjonaliseres ved ultralydbehandling

Ultralydfunksjonalisert nanopartikkel

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultralydsenheter for benk og produksjon som UIP1500hd gir full industriell karakter. (Klikk for å forstørre!)

Ultralydsenhet UIP1500hd med gjennomstrømningsreaktor

graphene

Graphene har eksepsjonelle fysikalske egenskaper, et høyt aspektforhold og lav tetthet. Graphene og graphene oksyd er integrert i en sammensatt grunnmasse for å oppnå lav vekt, høy styrke polymerer. For å oppnå den mekaniske armering, graphene ark / plater må være meget fint dispergert, for agglomererte graphene ark begrenser den forsterkende effekt drastisk.
Vitenskapelig forskning har vist at størrelsen av forbedringen er for det meste avhengig av dispersjonen karakteren av graphene ark i matrisen. Eneste homogent dispergert graphene gir de ønskede effekter. På grunn av sin sterke hydrofobisitet og van der Waals tiltrekning, er graphene tilbøyelig til å aggregere og agglomerere til flak av svakt vekselvirkende monolayered ark.
Selv om vanlige spredningsteknikker ofte ikke kan produsere homogene, ubeskadigede grafen-dispersjoner, produserer høyeffekt-ultralydsytere høyverdige grafendispersjoner. Hielscher's ultralydbehandlere håndterer uberørt grafen, grafenoksid og redusert grafenoksyd fra lav til høy konsentrasjon og fra små til store volum hasslefri. Et vanlig brukt løsningsmiddel er N-metyl-2-pyrrolidon (NMP), men med høyt effekt-ultralyd kan grafen til og med spres i dårlige løsemidler med lavt kokepunkt som aceton, kloroform, IPA og cykloheksan.
Klikk her for å lese mer om masseeksplosjon av grafen!

Carbon Nanotubes og andre Nano Materials

Power ultrasonics har vist seg å resultere i finstørrelsesdispersjoner av forskjellige nanomaterialer, inkludert karbonnanorør (CNT), SWNT, MWNT, fullerener, silika (SiO2), titandioksid (TiO2), sølv (Ag), sinkoksid (ZnO), nanofibrillert cellulose og mange andre. Generelt utfører sonikering utover konvensjonelle dispersorer og kan oppnå unike resultater.
Foruten fresing og dispergering av nanopartikler, oppnås gode resultater ved å syntetisere nanopartikler via ultralydfelling (bottom-up-syntese). Det har blitt observert at partikkelstørrelsen, for eksempel av ultrasonisk syntetisert magnetitt, natriumsinkmolybdat og andre, er lavere sammenlignet med det som er oppnådd ved anvendelse av den konvensjonelle metode. Den lavere størrelsen tilskrives den forbedrede nukleasjonshastigheten og bedre blandemønstre på grunn av skjær og turbulens generert ved ultralydkavitasjon.
Klikk her for å lære mer om ultralydsbunnen opp nedbør!

Ultralydpartikkelfunksjonalisering

Det spesifikke overflatearealet til en partikkel øker med reduksjon av størrelse. Spesielt i nanoteknologi økes uttrykket av materielle egenskaper betydelig ved forstørret overflate av partikkelen. Overflaten kan økes ultralyd og modifiseres ved å feste passende funksjonelle molekyler på partikkeloverflaten. Når det gjelder påføring og bruk av nanomaterialer, er overflateegenskaper like viktig som partikkelkjerneegenskaper.
Ultralydfunksjonaliserte partikler er mye brukt i polymerer, kompositter & biokompositter, nanofluider, monterte enheter, nanomedisiner, etc. Ved partikkelfunksjonalisering, kjennetegn som stabilitet, styrke & stivhet, oppløselighet, polydispersitet, fluorescens, magnetisme, superparamagnetisme, optisk absorpsjon, høyelektronktetthet, fotoluminiscens etc. blir drastisk forbedret.
Felles partikler som er kommersielt funksjonalisert med Hielscher’ ultralydsystemer inkludere CNT, SWNT, MWNT, grafen, grafitt, silika (SiO2), nanodiamanter, magnetitt (jernoksid, Fe3O4), sølv nano partikler, gull nano partikler, porøs & mesoporøse nanopartikler etc.
Klikk her for å se utvalgte applikasjonsnotater for ultralydpartikkelbehandling!

Ultralyd Dispersere

Hielscher's ultralyd dispergeringsutstyr er tilgjengelig for lab-, benk- og industriproduksjon. Hielscher's ultralydmaskiner er pålitelige, robuste, enkle å betjene og rene. Utstyret er designet for 24/7-drift under tunge forhold. Ultralydsystemene kan brukes til batch- og inlinebehandling – fleksibel og lett å tilpasse seg prosessen og kravene.

Ultralyd Batch og Inline Kapasiteter

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
5 til 200 ml 50 til 500 ml / min Uf200 ः t, UP400S
00,1 til 2L 00,25 til 2m3/ t UIP1000hd, UIP2000hd
00,4 til 10L 1 til 8m3/ t UIP4000
na 4 til 30 m3/ t UIP16000
na over 30m3/ t klynge av UIP10000 eller UIP16000

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


UP200S ultralydapparat for partikkelmodifikasjon og størrelsesreduksjon (Klikk for å forstørre!)

Ultralyd lab-enhet for partikkelfunksjonalisering

Litteratur / Referanser

  • Kapole, SA :; Bhanvase, BA; Pinjari, DV; Gogate, PR; Kulkami, RD; Sonawane, SH; Pandit, AB (2014): “Undersøkelse av korrosjonshemmende ytelse av ultrasonisk forberedt natriumsinkmolybdat-nanopigment i to-packs epoksy-polyamidbelegg. Komposittgrensesnitt 21/9, 2015. 833-852.
  • Nikje, MMA; Moghaddam, ST; Noruzian, M. (2016): Fremstilling av nye magnetiske polyuretanskum nanokompositter ved bruk av kjerne-shell nanopartikler. Polímeros vol.26 no.4, 2016.
  • Tolasz, J .; Stengl, V .; Ecorchard, P. (2014): Fremstilling av komposittmateriale av grafenoksid-polystyren. 3. internasjonale konferanse om miljø, kjemi og biologi. IPCBEE vol.78, 2014.


Fakta Verdt å vite

Om komposittmaterialer

Komposittmaterialer (også kjent som sammensetningsmateriale) er beskrevet som et materiale laget av to eller flere bestanddeler som er karakterisert ved vesentlig forskjellige fysiske eller kjemiske egenskaper. Når disse bestanddelene er kombinert, et nytt materiale – den såkalte sammensatte – er produsert, som viser forskjellige egenskaper fra de enkelte komponentene. De enkelte komponentene forblir separate og tydelige i den ferdige strukturen.
Det nye materialet har bedre egenskaper, for eksempel det er sterkere, lettere, mer motstandsdyktig eller mindre kostbart i forhold til konvensjonelle materialer. Forbedringer av nanokompositter spenner fra mekanisk, elektrisk / ledende, termisk, optisk, elektrokjemisk til katalytisk egenskaper.

Typiske konstruerte komposittmaterialer inkluderer:

  • bio-kompositter
  • forsterket plast, slik som fiberforsterket polymer
  • metall kompositter
  • keramiske kompositter (keramisk matrise og metallmatrise kompositt)

Komposittmaterialer brukes generelt til å bygge og strukturere materialer som båtskrog, benkeplater, billegemer, badekar, lagertanker, imitasjonsgranitt og kultiverte marmorvasker, samt i romfartøy og fly.

Kompositter kan også bruke metallfibre som forsterker andre metaller, som i metallmatrikskompositter (MMC) eller keramiske matrikskompositter (CMC), som inkluderer ben (hydroksyapatitt forsterket med kollagenfibre), cermet (keramikk og metall) og betong.
Organisk matrise / keramisk aggregat kompositter inkluderer asfaltbetong, polymerbetong, mastisk asfalt, mastisk rullehybrid, tannkompositt, syntaktisk skum og perlemor.

Om ultralydseffekter på partikler

Partikkelegenskaper kan observeres når partikkelstørrelsen er redusert til et bestemt nivå (kjent som kritisk størrelse). Når partikkeldimensjonene når nanometernivået, blir interaksjonene på fasegrensesnittet i stor grad forbedret, noe som er avgjørende for å forbedre materialegenskapene. Derved er overflatearealet: volumforholdet mellom materialer, som brukes til forsterkning i nanokompositter, mest signifikant. Nanokompositter tilbyr teknologiske og økonomiske fordeler for nesten alle sektorer av industrien, blant annet luftfart, bilindustri, elektronikk, bioteknologisk, farmasøytisk og medisinsk sektor. En ytterligere stor fordel er deres miljøvennlighet.
Power ultralyd forbedrer fuktbarheten og homogeniseringen mellom matrisen og partiklene ved intens blanding og dispergering – generert av Ultralydkavitasjon. Siden sonication er den mest brukte og mest vellykkede dispersjonsmetoden når det gjelder nano-materialer, er Hielschers ultralydsystemer installert i laboratorium, pilotanlegg og produksjon over hele verden.