Ultradźwiękowy dyspersyjne nanorurek węglowych (CNT)
Carbonnanotubes są mocne i elastyczne, ale bardzo spójna. Są one trudne do zdyspergowania w cieczy, takich jak woda, etanol, olej, polimer lub żywica epoksydowa. Ultradźwięków jest skutecznym sposobem uzyskania dyskretnych – Pojedynczy dyspersyjne – nanorurki węglowe.
Carbonnanotubes (CNT) są stosowane w klejach, powłokach i polimerów oraz jako elektrycznie przewodzących wypełniaczy w tworzywach sztucznych do odprowadzania ładunków statycznych, w urządzeniach elektrycznych, a w elektrostatycznie do malowania płyt nadwozi samochodowych. Przez zastosowanie nanorurek polimery mogą być bardziej odporne na działanie temperatury, agresywnych środków chemicznych, środowisk korozyjnych, wysokie naciski i ścieranie. Istnieją dwa rodzaje nanorurek węglowych: nanorurki jednościenne (SWNT) i wielościennych nanorurek (Mwnt).
Carbonnanotubes są ogólnie dostępne na suchy materiał, na przykład od firm, takich jak Badania SES lub CNT Co., Ltd. Potrzebny jest prosty, niezawodny i skalowalny proces deagregacji, aby maksymalnie wykorzystać potencjał nanorurek. W przypadku cieczy do 100.000cP ultradźwięki są bardzo skuteczną technologią do dyspergowania nanorurek w wodzie, oleju lub polimerach w niskich lub wysokich stężeniach. Strumienie cieczy wynikające z Kawitacja ultradźwiękowa, Przezwyciężyć siły wiązania pomiędzy nanorurkami i rozdzielenia rur. Ze względu na ultradźwiękowo wytwarzanych sił ścinających i mikro turbulencje ultradźwięków może pomóc w pokryciu powierzchni i reakcję chemiczną nanorurek z innych materiałów, także.
Ogólnie rzecz biorąc, gruboziarnista dyspersja nanorurek jest najpierw wstępnie mieszana przez standardowe mieszadło, a następnie homogenizowana w reaktorze z przepływem ultradźwiękowym. Poniższy film wideo (kliknij na obrazek, aby rozpocząć!) pokazuje próbę laboratoryjną (sonikowanie wsadowe przy użyciu UP400S) Dyspergowania wielowarstwowy carbonnanotubes w wodzie przy niskim stężeniu. Ze względu na charakter chemiczny węgla dyspergującą zachowanie nanorurek w wodzie jest dość trudne. Jak pokazano na filmie można łatwo wykazać, że ultradźwięki są zdolne do skutecznego rozpraszania nanorurek.
Dyspersja Indywidualnych SWNT Wysokiej Długość
Ważnym problemem dla przetwórstwa i manipulowania SWNT jest nieodłączny nierozpuszczalność rur w typowych rozpuszczalnikach organicznych i wody. Funkcjonalizacja nanorurek o ściance bocznej i otwartych końcach, aby utworzyć odpowiedni interfejs między SWNT i rozpuszczalnik przeważnie prowadzi do częściowego złuszczania lin SWNT tylko.
W rezultacie, SWNT są zazwyczaj rozproszone w wiązki, a nie w pełni odizolowane poszczególnych obiektów. Gdy stosowane są zbyt ciężkie warunki występujące podczas dyspergowania SWNT ulegają skróceniu na długość od 80 do 200 nm. Chociaż jest to przydatne do pewnych badań, ta długość jest za mała dla większości zastosowań praktycznych, takich jak półprzewodnikowych lub wzmacniających SWNT. Kontrolowane łagodnej obróbce ultradźwiękowej (na przykład przez UP200Ht z 40mm sonotroda) Jest skuteczną metodą wytwarzania wodnych dyspersji o długim poszczególnych SWNT. Sekwencje łagodnego ultradźwięki zminimalizować skrócenie i umożliwiają maksymalne zachowanie właściwości strukturalne i elektronicznych.
Oczyszczanie SWNT metodą ultradźwiękową wspomaganą polimerem
Jest to trudne do badania chemicznej modyfikacji SWNT na poziomie molekularnym, ponieważ jest trudne do uzyskania czystych SWNT. Jak wyhodowana SWNT zawiera wiele zanieczyszczeń, takich jak cząstki metalu i bezpostaciowe atomów węgla. Ultradźwięki SWNT w monochlorobenzen (MCB) roztworu poli (metakrylanu metylu) PMMA, następnie przesączono jest skutecznym sposobem oczyszczania SWNT. Ten sposób oczyszczania polimeru wspomagane umożliwia skuteczne usuwanie zanieczyszczeń z co uprawianych SWNT. (Yudasaka i in.) Ścisła kontrola amplitudy ultrasonikacji pozwala ograniczyć szkody dla SWNT.
Hielscher Zakres ultradźwiękowy i akcesoria dla efektywnego rozpraszania nanorurek.
- Kompaktowe urządzenia laboratoryjne do moc 400 watów do dyspergowania w mniejszych ilościach aż do 2 litrów
- Processor ultradźwiękowe 500 i 1000 i 2000 watów jak i procesory ultradźwiękowe UIP1000hd Można przetwarzać większą objętość.
- systemy ultradźwiękowe 2, 4, 10 i 16kW bardziej do przetwarzania na poziomie handlowym.
Literatura
Koshio A., Yudasaka, M. Zhang, M., Iijima, S. (2001): Aby w prosty sposób reagują chemicznie jednościenne nanorurki Crabon z materiałów organicznych Korzystanie ultradźwięki; nano Letters, Vol. 1, nr 7, 2001, s. 361-363.
Yudasaka, M .; Zhang, M .; Szturcha, C .; Iijima, S. (2000): Appl. Phys. 2000, 71, 449.
Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dyspersji indywidualnych Jednościenny nanorurek węglowych High Długość, w: Langmuira, t. 20, nr 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.