Hielscher ultralydteknologi

Ultralydspreparasjon av forsterket gummi

  • Forsterket gummi viser høyere strekkfasthet, forlengelse, slitestyrke og bedre stabilitet i aldring.
  • Fyllstoffer som karbon svart (f.eks. CNT, MWNT), grafen eller silika må være homogent dispergert i matrisen for å gi de ønskede materialegenskaper.
  • Power ultrasonics gir overlegen distribusjonskvalitet av monodisperserte nanopartikler med sterkt forsterkende egenskaper.

 

ultralyd Dispersion

Ultralydbehandling er mye brukt for å dispergere nanomaterialer som monodisperserte nanopartikler og nanorør, siden ultralyd forbedrer separasjon og funksjonalisering av partiklene og rørene sterkt.
Ultralyd dispergeringsutstyr skaper kavitasjon og høy skjærstyrker for å forstyrre, deagglomerere, fjerne og dispergere nanopartikler og nanorør. Steriliseringsintensiteten kan nøyaktig justeres og styres slik at ultralydsprosessparametrene tilpasses perfekt, med hensyn til konsentrasjon, agglomerering og justering / innfesting av nanomaterialet. Derved kan nano-materialer behandles optimalt med hensyn til deres spesifikke materielle krav. Optimale dispersjonsbetingelser som følge av individuelt justerte ultralydsprosessparametere, resulterer i et høyverdig sluttgummi nanokompositt med overlegne forsterkningsegenskaper for nanoadditiver og -fyllstoffer.
På grunn av den overlegne dispersjonskvalitet av ultralyd og den dermed oppnådde ensartede dispersjon er en meget lav fyllstoffbelastning tilstrekkelig til å oppnå gode materialegenskaper.

Ultrasonisk karbon svartforsterket gummi

Karbon svart er et av de viktigste fyllstoffene i gummi, spesielt for dekk, for å gi gummimaterialet slitestyrke og strekkstyrke. Kulbrune partikler er sterkt tilbøyelige til å danne aggregater som er vanskelige å dispergere homogent. Karbon svart brukes vanligvis i maling, emaljer, trykkfarger, nylon- og plastfargestoffer, latexblandinger, voksblandinger, fotobelegg og mer.
Ultralyd dispersjon tillater deagglomerat og blander jevnt med en meget høy monodispersitet av partiklene.
Klikk her for å lære mer om ultralyd dispersjon for forsterkede kompositter!

UIP16000 - 16kW industriell ultralyd disperser (Klikk for å forstørre!)

Industrielt ultralydsystem

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultrasonisk CNT- / MWCNT-forsterket gummi

Ultralyd homogenisatorer er kraftige dispergeringssystemer som kan styres nøyaktig og tilpasses prosess og materialkrav. Den nøyaktige kontrollen med ultralydsprosessparametrene er spesielt viktig for spredning av nanorør som MWNT eller SWNT, siden nanorørene skal løsnes i enkeltrør uten å bli skadet (f.eks. Spalting). Ubeskadigede nanorør gir et høyt aspektforhold (opptil 132.000.000: 1) slik at de gir eksepsjonell styrke og stivhet når de formuleres i en kompositt. Kraftig, nøyaktig justert sonikering overvinter Van der Waals styrker og sprer seg og fjerner nanorørene, noe som resulterer i et høyt ytelsesgummimateriale med enestående strekkfasthet og elastisk modul.
Dessuten, ultralydsfunksjonalisering brukes til å modifisere karbonnanorør for å oppnå ønskede egenskaper som kan brukes i manifoldapplikasjoner.

Ultrasonisk Nano-Silica-Forsterket Gummi

Ultralyd spredt nano-silika (Klikk for å forstørre!)Ultralydspredere gir en svært jevn partikkelfordeling av silika (SiO2) nanopartikler i gummipolymerløsninger. Silika (SiO2) nanopartikler skal være homogent fordelt som mono-dispergerte partikler i polymerisert styren-butadien og andre gummier. Mono-spredt nano-SiO2 fungerer som forsterkende midler, som forbedrer seighet, styrke, forlengelse, bøying og anti-aging ytelse, betydelig. For nano-partikler gjelder: jo mindre partikkelstørrelse, jo større er den spesifikke overflatearealet av partiklene. Med et høyere overflateareal/volum (S/V) ratio, bedre strukturelle og forsterkende effekter er innhentet, noe som øker strekkfasthet og hardhet av gummiprodukter.
Ultralyd dispersjon av silika nano partikler tillater å kontrollere prosessparametrene nøyaktig slik at en sfærisk morfologi, nøyaktig justert partikkelstørrelse og meget smal størrelsesfordeling blir oppnådd.
Ultralyddispergert silisium resulterer i høyeste materielle ytelse av derved forsterket gummi.
Klikk her for å lære mer om ultralyd dispergering av SiO2!

Ultrasonisk Dispersjon av Forsterkende Tilsetningsstoffer

UP200S ultralydapparat for partikkelmodifikasjon og størrelsesreduksjon (Klikk for å forstørre!)Sonikering har vist seg å spre mange andre nanopartikulerte materialer for å forbedre modul, strekkfasthet og utmattelsesegenskaper av gummikompositter. Siden partikkelstørrelse, form, overflateareal og overflateaktivitet av fyllstoffer og forsterkende tilsetningsstoffer er avgjørende for deres ytelse, er kraftige og pålitelige ultralydspredere en av de mest brukte metoder for å formulere mikro- og nanostørrelsespartikler i gummiprodukter.
Typiske tilsetningsstoffer og fyllstoffer, som er innarbeidet ved sonikering som jevnt fordelt eller monodisperserte partikler i gummi matriser, er kalsium, kaolin leire, fumed silika, utløst silika, grafitt oksid, grafen, glimmer, talkum, barite, wollastonitt, igangsatte silikater, fumed silika og diatomitt.
Når oljesyre-funksjonalisert TiO2 nanopartikler blir ultralyd dispergert i styren-butadiengummi, til og med en meget liten mengde av oljesyre-SiO2 resulterer i betydelig forbedret modul, strekkfasthet og utmattelsesegenskaper og fungerer som beskyttelsesmiddel mot foto og termo nedbrytning.

  • Aluminiumtrihydrat (Al2O3) blir tilsatt som flammehemmende, for å forbedre termisk ledningsevne, og for sporing og erosjonsbestandighet.
  • Zinkoksid (ZnO) fyllstoffer øker den relative permittiviteten så vel som termisk ledningsevne.
  • Titandioksid (TiO2) forbedrer termisk og elektrisk ledningsevne.
  • Kalsiumkarbonat (CaCO3) brukes som additiv på grunn av dets mekaniske, reologiske og flammehemmende egenskaper.
  • Bariumtitanat (BaTiO3) øker den termiske stabiliteten.
  • graphene og grafenoksyd (GO) gir overlegen mekanisk, elektrisk, termisk og optisk materiale egenskaper.
  • karbon nanorør (CNT) forbedrer mekaniske egenskaper som strekkfasthet, elektrisk og termisk ledningsevne betydelig.
  • Multi-walled karbon nanorør (MWNT) forbedrer Youngs modul og gir styrke. For eksempel, så lite som 1 vekt% MWNTs i et epoksyresultat i henholdsvis en økt Youngs modul og utbyttestyrke, 100% og 200%, sammenlignet med den rene matriksen.
  • Enkel-vegger karbon nanorør (SWNT) forbedrer mekaniske egenskaper og termisk ledningsevne.
  • Carbon nanofibre (CNF) gir styrke, varmebestandighet og holdbarhet.
  • Metalliske nanopartikler som nikkel, jern, kobber, sink, aluminium og sølv er lagt til for å forbedre elektrisk og termisk ledningsevne.
  • Organiske nanomaterialer som montmorillonitt forbedre de mekaniske og flammehemmende egenskapene.

Ultralyd dispersjon systemer

Hielscher Ultrasonics tilbyr et bredt utvalg av ultralydutstyr – fra mindre benk-systemer for feasibility test opp til tunge industrielle ultralydenheter med opp til 16kW per enhet. Kraft, pålitelighet, presis kontrollerbarhet og robusthet gjør Hielschers ultralydspredningssystemer til “arbeidshest” i produksjonslinjen av mikron- og nano-partikulerte formuleringer. Våre ultralydmaskiner er i stand til å behandle vandige og løsningsmiddelbaserte dispersjoner opp til høye viskositeter (opptil 10 000 cp) Enkelt. Ulike sonotroder (ultralydshor), boostere (forsterker / avtagere), strømningscellegeometrier og annet tilbehør muliggjør optimal tilpasning av ultralyddispergeren til produktet og dens prosessbehov.
Hielscher Ultrasonics’ industrielle ultralydprosessorer kan levere veldig høye amplituder. Amplituder på opptil 200 μm kan kjøres kontinuerlig i 24/7 drift omgående. For enda høyere amplituder, tilpasset ultralyd sonotroder er tilgjengelig. Den robuste Hielscher ' s ultralyd utstyr gjør det mulig for 24/7 for alle operasjon på Tungt arbeid og i krevende miljøer. Hielscher`s ultralydspredere er installert over hele verden for storskala kommersiell produksjon.
Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

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.


Litteratur / Referanser

  • Bitenieks, Juris; Meria, Remo Merijs; Zicans, Janis; Maksimovs, Roberts; Vasilec, Cornelia; Musteata, Valentina Elena (2012): Styrenakrylat / karbon nanorør nanokompositter: mekaniske, termiske og elektriske egenskaper. Foredrag av det estiske vitenskapsakademiet, 2012, 61, 3, 172-177.
  • Kaboorani, Alireza; Riedl, Bernard; Blanchet, Pierre (2013): Ultralydteknikk: En metode for spredning av nanoklay i tre lim. Journal of Nanomaterials 2013.
  • Momen, G .; Farzaneh, M. (2011): Survey of Micro / Nano Filler Bruk for å forbedre silikongummi for utendørsisolatorer. Gjennomgang av Advanced Materials Science 27, 2011. 1-3.
  • Sharma, SD; Singh, S. (2013): Syntese og karakterisering av svært effektiv Nano-sulfated Zirconia over Silica: Core-Shell Catalyst ved ultralydbestråling. American Journal of Chemistry 2013, 3 (4): 96-104.


Fakta Verdt å vite

Syntetisk gummi

En syntetisk gummi er en hvilken som helst kunstig elastomer. Syntetiske gummier er hovedsakelig polymerer syntetisert fra biprodukter fra petroleum og er laget, som andre polymerer, fra forskjellige petroleumbaserte monomerer. Den mest utbredte syntetiske gummi er styren-butadiengummi (SBR) avledet fra kopolymerisasjonen av styren og 1,3-butadien. Andre syntetiske gummier fremstilles fra isopren (2-metyl-1,3-butadien), kloropren (2-klor-1,3-butadien) og isobutylen (metylpropen) med en liten prosentandel isopren for tverrbinding. Disse og andre monomerer kan blandes i forskjellige proporsjoner for å bli kopolymerisert for å produsere produkter med en rekke fysiske, mekaniske og kjemiske egenskaper. Monomerene kan produseres rene, og tilsetningen av urenheter eller additiver kan styres av design for å gi optimale egenskaper. Polymerisering av rene monomerer kan bedre styres for å gi en ønsket andel av cis- og trans-dobbeltbindinger.
Syntetisk gummi, som naturgummi, brukes mye i bilindustrien til dekk, dør- og vindusprofiler, slanger, belter, matting og gulv.

Naturlig gummi

Naturlig gummi er også kjent som India gummi eller caoutchouc. Naturgummi klassifiseres som elastomer og består hovedsakelig av polymerer av poly-cis-isopren og vann fra organisk forbindelse. Den inneholder spor av urenheter som protein, smuss etc. Naturlig gummi, som er avledet som latex fra gummitreet Hevea gummitre, viser gode mekaniske egenskaper. Men i forhold til syntetiske gummier har naturgummi en lavere materialytelse, spesielt med hensyn til dens termiske stabilitet og dens kompatibilitet med petroleumsprodukter. Naturlig gummi har et bredt spekter av applikasjoner, enten alene eller i kombinasjon med andre materialer. For det meste brukes den på grunn av det store strekkforholdet, høy motstandskraft og ekstremt høyt vanntettthet. Smeltepunktet for gummi er ved omtrent 180 ° C (356 ° F).

Tabellen under gir en oversikt over de ulike typer gummi:

Iso Teknisk navn Vanlig navn
Acm Polyakrylat Gummi
Aem Etylen-akrylatgummi
Au Polyester uretan
BIIR Bromo Isobutylen Isoprene bromobutyl
Br polybutadien Buna CB
CIIR Klor isobutylen isopren Klorbutyl, butyl
Cr polykloropren Kloropren, Neopren
Csm Klorsulfonert polyetylen Hypalon
Eco Epichlorohydrin ECO, epiklorhydrin, epiklor, epikloridrin, herklor, hydrin
Ep Etylenpropylen
Epdm Etylenpropylen-Diene Monomer EPDM, Nordel
Eu Polyeter urretan
FFKM Perfluorokarbon Gummi Kalrez, Chemraz
FKM Fluorisert hydrokarbon Viton, Fluorel
FMQ Fluorosilicone FMQ, silikon gummi
Fpm Fluorokarbon Gummi
HNBR Hydrogenert Nitril Butadien HNBR
Ir polyisopren (Syntetisk) Naturlig Gummi
IIR Isobutylen Isopren Butyl butyl
NBR Akrylonitrilbutadien NBR, Nitril, Perbunan, Buna-N
Pu polyuretan PU, polyuretan
Sbr Styrenbutadien SBR, buna-S, GRS, buna VSL, buna SE
SEBS Styrenetylenbutylenstyrenkopolymer SEBS Gummi
SI polysiloksan Silikongummi
VMQ Vinyl Metyl Silikon Silikongummi
XNBR Akrylonitrilbutadienkarboksymonomer XNBR, karboksylert nitril
XSBR Styrenbutadienkarboxymonomer
YBPO Termoplastisk Polyeter-ester
YSBR Styrenbutadienblokkkopolymer
YXSBR Styrenbutadienkarboksyblokk-kopolymer

Sbr

Styren-butadien eller styren-butadiengummi (SBR) beskriver syntetiske gummier, som er avledet fra styren og butadien. Forsterket styren-butadien karakterisert ved sin høye slitestyrke og gode anti-aging egenskaper. Forholdet mellom styren og butadien bestemmer polymeregenskapene: Ved høy styreninnhold blir gummiene hardere og mindre gummiaktige.
Begrensningene av ikke-forsterket SBR er forårsaket av lav styrke uten forsterkning, lav motstandskraft, lav rivstyrke (spesielt ved høye temperaturer) og dårlig takst. Derfor kreves forsterkende midler og fyllstoffer for å forbedre SBR-egenskapene. For eksempel brukes karbonfyllstoffer til styrke og slitestyrke tungt.

styrene

Styren (C8H8) er kjent under forskjellige termer som etenylbenzen, vinylbenzen, fenyleten, fenyletylen, kanel, styrol, diarex HF 77, styrolen og styropol. Det er en organisk forbindelse med kjemisk formel C6H5CH = CH2. Styren er forløperen til polystyren og flere kopolymerer.
Det er et benzenderivat og fremstår som en fargeløs oljeaktig væske som fordamper lett. Styren har en søt lukt som svinger i høye konsentrasjoner i en mindre behagelig lukt.
I nærvær av en vinylgruppe danner styren en polymer. Styrenbaserte polymerer fremstilles kommersielt for å oppnå produkter som polystyren, ABS, styren-butadien (SBR) gummi, styren-butadienlatex, SIS (styrenisoprenstyren), S-EB-S (styren-etylen / styren), styren-divinylbenzen (S-DVB), styren-akrylnitrilharpiks (SAN) og umettede polyestere som anvendes i harpikser og termohærdende forbindelser. Disse materialene er viktige komponenter for produksjon av gummi, plast, isolasjon, glassfiber, rør, bil og båtdeler, matbeholdere og teppeunderlag.

Gummi-applikasjoner

Gummi har mange materielle egenskaper som styrke, langvarig, vannmotstand og varmebestandighet. Disse egenskapene gjør gummi svært allsidig slik at den brukes i mange bransjer. Hovedbruken av gummi er i bilindustrien, hovedsakelig for dekkproduksjon. Ytterligere egenskaper som sin glatte, mykhet, holdbarhet og robusthet gjør gummi til et svært frekventert kompositt som brukes til produksjon av sko, gulvbelegg, medisinsk og helsetjenester, husholdningsartikler, leker, sportsartikler og mange andre gummiprodukter.

Nano-tilsetningsstoffer og fyllstoffer

Nano-størrelse fyllstoffer og tilsetningsstoffer i gummi fungerer som forsterkende og beskyttende midler for å forbedre strekkstyrken, slitestyrken, tåremotstanden, hysterese og for å bevare mot foto- og termisk nedbrytning av gummi.

silika

Silika (SiO2, silisiumdioksyd) brukes i mange former som amorf silisiumdioksyd, f.eks. fumet silika, silikagummi, utfelt silisiumdioksyd for å forbedre materialegenskapene med hensyn til dynamiske mekaniske egenskaper, termisk aldringsmotstand og morfologi. Silikafyllte forbindelser viser henholdsvis en økende viskositet og tverrbindingsdensitet til et økende fyllstoffinnhold. Hardhet, modul, strekkfasthet og slitegenskaper ble forbedret gradvis ved å øke silikafyllingsmengden.

Carbon svart

Karbon svart er en form for parokrystallinsk karbon med kjemisorbe-sede oksygenkomplekser (slik som karboksylsyre, kinonsyre, laktonsyre, fenoliske grupper og andre) festet til overflaten. Disse overflateoksygruppene blir vanligvis gruppert under begrepet “flyktige komplekser”. På grunn av dette flyktige innholdet er karbon svart et ikke-ledende materiale. Med karbon-oksygenkomplekser er funksjonaliserte karbon-svarte partikler lettere å spre.
Det høye volumforholdet mellom karbon svart gjør det til en vanlig forsterkningsfyller. Nesten alle gummiprodukter, for hvilke strekkfasthet og slitestyrke er avgjørende, bruk karbon svart. Presipiterte eller fumede silika brukes som erstatning for karbon svart, når forsterkning av gummi er nødvendig, men den svarte fargen bør unngås. Men silisiumbaserte fyllstoffer øker også markedsandelen i bildekk, fordi bruken av silisiumfyllstoffer resulterer i lavere rulletap sammenlignet med karbonfylte dekk.
Tabellen under gir en oversikt over karbonblå typer som brukes i dekk

Navn Forkortet. Astm Partikkelstørrelse nm Strekkstyrke MPa Relativ laboratorie slitasje Relativ slitasje på veitøy
Super Slitasjeovnen Saf N110 20-25 25,2 for alle 1,35 1,25
Mellomliggende SAF Isaf N220 24-33 23,1 1,25 1,15
Høy slitasje Furnace Haf N330 28-36 22,4 1,00 for alle 1,00 for alle
Enkel prosesseringskanal Epc N300 30-35 21,7 00,80 00,90
Rask ekstruderingsovn FEF N550 39-55 18,2 for alle 00,64 00,72
Høy modul ovn HMF N660 49-73 16,1 for alle 00,56 00,66
Halvforsterkende ovn SRF N770 70-96 14,7 for alle 00,48 00,60
Fine termiske Ft N880 180-200 12,6 for alle 00,22
Medium Termisk Mt N990 250-350 9,8 for alle 00,18

graphene Oxide

Grafenoksyd dispergert i SBR gir også høy strekkfasthet og tårestyrke i fremragende slitestyrke og lavt rullende motstand, noe som er viktige materialegenskaper for dekkproduksjonen. Grafenoksyd-silisiumforsterket SBR tilbyr et konkurransedyktig alternativ for miljøvennlig dekkproduksjon, samt for produksjon av høypresterende gummikompositter. Grafen og grafenoksyd kan vellykkes, pålitelig og enkelt eksfolieres under lydbehandling. Klikk her for å lære mer om ultralydproduksjon av grafen!