Hielscher tecnologia de ultra-som

Dispositivos ultra-sônicos para dispersar nanomateriais

Nanomateriais tornaram-se um componente integral de produtos tão diversos como filtros solares, revestimentos de desempenho, ou compósitos de plástico. cavitação ultrassónica é utilizado para dispersar nano-partículas em líquidos, tais como água, óleo, solventes ou resinas.

homogeneizador de ultra-sons para a dispersão das partículas UP200S

A aplicação de ultra-sons para nanomateriais tem vários efeitos. A mais óbvia é a dispersão de materiais em líquidos de forma a quebrar aglomerados de partículas. Outro processo é a aplicação de ultra-sons durante síntese de partículas ou precipitação. Geralmente, isto leva a partículas menores e maior uniformidade de tamanho. cavitação ultra-sônica melhora a transferência de material em superfícies de partículas, também. Este efeito pode ser usado para melhorar a superfície funcionalização de materiais com uma elevada área superficial específica.

Dispersão e redução do tamanho dos nanomateriais

Degussa pó de dióxido de titânio antes e depois do processamento por cavitação ultra-sónica.Os nanomateriais, v.g. óxidos de metal, ou nanoargilas nanotubos de carbono tendem a aglomerar quando misturado em um líquido. Os meios eficazes de desaglomeração e Dispersão são necessários para ultrapassar as forças de ligação após wettening o pó. A ruptura ultra-sónica das estruturas aglomeradas em suspensões aquosas e não-aquosas permite a utilização de todo o potencial dos materiais de tamanho nanométrico. Investigações em várias dispersões de aglomerados de nanopartulas com um teor em sólidos variável demonstraram a vantagem considerável de ultra-sons quando comparada com outras tecnologias, tais como misturadores de rotor estator (por exemplo Ultra Turrax), homogeneizadores de pistão, ou métodos de moagem molhada, por exemplo grânulo moinhos ou moinhos coloidais. sistemas de ultra-sons Hielscher pode ser executado em concentrações de sólidos relativamente altas. Por exemplo, para sílica a taxa de ruptura se verificou ser independente do concentração até sólido a 50% por peso. O ultra-som pode ser aplicado para a dispersão de alta concentração mestre-lotes - processar líquidos de baixa e de alta viscosidade. Isto faz com que uma solução de ultra-som bom processamento para tintas e revestimentos, com base em diferentes meios, tais como água, resina ou óleo.

Clique aqui para ler mais sobre a dispersão ultra-sônica de nanotubos de carbono.

cavitação ultra-sônica

Cavitação ultra-sônica na água causado pela intensa ultrasonicationDispersão e desaglomeração por ultra-som são um resultado da cavitação ultra-sônica. Ao expor líquidos para ultra-som que as ondas sonoras se propagam para o resultado líquido em ciclos alternados de alta pressão e de baixa pressão. Isto aplica-se tensão mecânica nas forças de atracção entre as partículas individuais. cavitação ultra-sônica em líquidos faz com jactos de líquido de alta velocidade até um mil km / hr (aprox. 600 mph). Tais jactos prima líquida a alta pressão entre as partículas e separá-los um do outro. As partículas mais pequenas são acelerados com os jactos de líquido colidem e a altas velocidades. Isso faz com que o ultra-som um meio eficaz para a dispersão, mas também para o fresagem mícron de tamanho e partículas sub mícron de tamanho.

Ultrassonicamente assistida Síntese de Partículas / precipitação

reactor optimizado sono-química (Banert et al., 2006)As nanopartículas podem ser gerados de baixo para cima por síntese ou precipitação. Sonochemistry é uma das primeiras técnicas utilizadas para preparar compostos de tamanho nanométrico. Suslick em seu trabalho original, sonicados Fe (CO)5 quer como um líquido puro ou numa solução deaclin e nanopartículas de ferro amorfos de tamanho 10-20nm obtidos. Geralmente, uma mistura sobressaturada começa a formar partículas sólidas de um material altamente concentrado. Ultra-som melhora a mistura das pré-cursores e aumenta a transferência de massa-na superfície da partícula. Isto leva a uma tamanho de partícula mais pequeno e mais elevada uniformidade.

Clique aqui para ler mais sobre a precipitação ultra-som assistida de nanomateriais.

Funcionalização da superfície com ultra-som

Muitos nanomateriais, como óxidos metálicos, tinta de jacto de tinta e pigmentos de toner, ou agentes de enchimento para o desempenho revestimentos, Necessitam de funcionalização da superfície. Em ordem para funcionalizar a superfície completa de cada partícula individual, um método de dispersão de boa é necessária. Quando dispersa, as partículas são tipicamente rodeado por uma camada limite de moléculas atraídos para a superfície das partículas. A fim de novos grupos funcionais, para obter a superfície da partícula, esta camada limite tem de ser quebrado para cima ou removida. Os jactos de líquido resultantes da cavitação ultrassónica podem atingir velocidades de até 1000 km / h. Este stress ajuda a ultrapassar as forças de atracção e transporta as moléculas funcionais à superfície da partícula. Dentro sonoquímica, Este efeito é utilizado para melhorar o desempenho de catalisadores dispersos.

Ultra-som antes de Medição de Tamanho de Partículas

Bombeamento, agitação e sonicação com o SonoStep aparelho ultra-sônico All-in-One (Clique para ampliar!)

Ultra-som de amostras melhora a precisão do seu tamanho de partícula ou a morfologia medição. O novo SonoStep combina ultra-som, mexendo e bombeamento de amostras em um design compacto. Ele é fácil de operar, que pode ser usada para fornecer amostras sonicadas para dispositivos analíticos, tais como analisadores de tamanho de partícula. A sonicação intenso ajuda a dispersar as partículas aglomerados que conduzem a resultados mais consistentes.Clique aqui para ler mais!

Processamento ultra-som para laboratório e escala de produção

Os processadores de ultra-sons e células de fluxo para a desaglomeração e dispersão estão disponíveis para Laboratório e Produção nível. Os sistemas industriais podem ser facilmente adaptados para trabalhar em linha. Para o desenvolvimento da pesquisa e do processo recomendamos o uso do UIP1000hd (1.000 watts).

Hielscher oferece uma vasta gama de dispositivos ultra-sónicos e de acessórios para o dispersante eficiente de nanomateriais, v.g. em tintas, tintas e revestimentos.

Banco equipamento de topo está disponível para aluguer em boas condições para executar ensaios de processo. Os resultados de tais ensaios pode ser dimensionado linear de nível de produção de - reduzir o risco e os custos envolvidos no processo de desenvolvimento. Teremos o maior prazer em ajudá-lo on-line, por telefone ou pessoalmente. Por favor, encontrar nossos endereços Aqui, Ou usar a tabela abaixo.

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Literatura


pensamentos Aharon (2004): Usando sonoquímica para a fabricação de nanomateriais, Ultrasonic Sonochemistry convidado ContribuiçõesDe 2004 Elsevier BV

Nanomateriais – Informações Preliminares

Os nanomateriais são materiais de menos do que 100 nm em tamanho. Eles são rapidamente progressiva nas formulações de tintas, tintas e revestimentos. Nanomateriais se dividem em três grandes categorias: óxidos de metais, argilas, e nanotubos de carbono. nanopartículas de óxido de metal, incluem óxido de nanoescala de zinco, óxido de titânio, óxido de ferro, óxido de cério e óxido de zircónio, assim como os compostos de mistura de metais tais como óxido de índio-estanho e zircónio e titânio, bem como os compostos de mistura de metais, tais como índio óxido -tin. Esta pequena questão tem um impacto em muitas disciplinas, como física, Química e biologia. Em tintas e revestimentos nanomateriais satisfazer as necessidades de decoração (por exemplo, cor e brilho), efeitos funcionais (por exemplo, condutividade, a inactivação microbiana) e melhorar a protecção (por exemplo, resistência a arranhões, estabilidade UV) de tintas e revestimentos. Em particular, nano-tamanho-óxidos de metal, tais como TiO2 e ZnO ou de alumina, e Ceria sílica e pigmentos nano-tamanho encontrar aplicação em novas formulações de tintas e de revestimento.

Quando a matéria é reduzida em tamanho, que altera as suas características, tais como a cor e interacção com outras substâncias, tais como reactividade química. A modificação das características é causada pela alteração das propriedades electrónicas. Pelo redução de tamanho de partícula, a superfície do material é aumentada. Devido a isso, uma porcentagem maior dos átomos pode interagir com outras matérias, por exemplo, com a matriz de resinas.

A atividade da superfície é um aspecto chave dos nanomateriais. Aglomeração e agregação bloqueiam a área superficial do contato com outra matéria. Apenas partículas bem dispersas ou de dispersão única permitem utilizar todo o potencial benéfico da matéria. Em resultado, uma boa dispersão reduz a quantidade de nanomateriais necessários para alcançar os mesmos efeitos. Como a maioria dos nanomateriais ainda são bastante caros, esse aspecto é de grande importância para a comercialização de formulações de produtos contendo nanomateriais. Hoje, muitos nanomateriais são produzidos em um processo seco. Como resultado, as partículas precisam ser misturadas em formulações líquidas. Este é o lugar onde a maioria das nanopartículas formam aglomerados durante a molhação. Especialmente nanotubos de carbono são muito coeso o que torna difícil dispersá-los em líquidos, tais como água, etanol, óleo, de polímero ou de resina epoxi. dispositivos de processamento convencionais, por exemplo De alto cisalhamento ou misturadores de rotor-estator, homogeneizadores de alta pressão ou moinhos coloidais e de disco ficam aquém na separação das nanopartículas em partulas discretas. Em especial para as pequenas assunto de vários nanômetros a dois microns, cavitação ultra-sônica é muito eficaz em quebrar aglomerados, agregados e até mesmo primárias. Quando está a ser utilizado ultra-som para a fresagem de lotes de concentração elevada, as correntes de jactos de líquido resultantes da cavitação ultra-sónica, fazer as partículas colidem umas com as outras a velocidades de até 1,000 kmh. Isso quebra de van der Waals em aglomerados e até mesmo partículas primárias.