Produção ultrassônica de tintas condutoras em larga escala
- Nanopartículas uniformemente dispersas, como prata, grafeno ou CNTs, com um tamanho de partícula precisamente adaptado, são cruciais para a produção de tintas altamente condutoras.
- Poderosos dispersores ultrassônicos permitem sintetizar, desaglomerar e distribuir nanopartículas metálicas (por exemplo, Ag), à base de carbono (por exemplo, CNTs, grafeno), bem como nanocompósitos com excelente condutividade elétrica.
- Os dispersores ultrassônicos Hielscher garantem dispersões de alta qualidade, ao mesmo tempo em que são muito eficazes, confiáveis e econômicos.
Dispersão ultrassônica de nanopartículas condutoras
A tinta condutora tem – como o próprio nome indica – a funcionalidade da condutividade elétrica. Para preparar tintas e revestimentos condutores, os componentes que conduzem eletricidade (cargas condutoras) devem ser dispersos de maneira muito uniforme na base de tinta. Nanopartículas como prata, cobre, CNTs, grafeno, grafite, outras partículas revestidas de metal e nanocompósitos são incorporadas para alta condutividade.
Os processadores ultrassônicos criam forças de cisalhamento extremamente intensas, pelas quais as forças de van der Waals e as ligações moleculares podem ser superadas. A dispersão ultrassônica é a técnica preferida para dispersar nanopartículas, uma vez que a sonicação fornece uma distribuição de tamanho de grão muito estreita, altas funcionalidades de partículas e resultados reprodutíveis.
Reator ultrassônico em batelada para dispersão de nanomateriais em tintas condutoras.
- Tintas nano-prateadas
- Tintas de grafeno (com cargas de grafeno muito altas)
- Tintas de cobre (nanofios e nanopartículas)
- Tintas CNT
- Tintas SWNT
- Tintas nano-douradas
- nano-compósitos múltiplos
- Tintas imprimíveis em 3D
- adesivos eletricamente condutores (ECAs)
Dispersão ultrassônica de nanopartículas dielétricas
Para conferir propriedades isolantes a um compósito, partículas dielétricas como SiO2, ZnO, nanocompósitos de alumina-epóxi, entre outras, devem ser dispersas homogeneamente como partículas únicas na matriz. A dispersão ultrassônica garante que os aglomerados sejam quebrados para que as nanopartículas fiquem bem dispersas. Uma distribuição de partículas muito estreita é crucial para obter uma funcionalidade dielétrica confiável do material.
Ultrassônicos de alta potência Hielscher para nanodispersões
Sistemas ultrassônicos poderosos garantem a dispersão confiável de nanopartículas – em nível de laboratório e bancada até escala totalmente industrial. em comparação com outros fornecedores ultrassônicos, o sistema ultrassônico Hielscher é capaz de fornecer amplitudes muito altas de até 200μm – continuously run in 24/7 operation and with simple sonotrode shapes. If an application requires even higher amplitudes and/or very high temperatures, Hielscher offers customized ultrasonic sonotrodes, which can deliver amplitudes of >200µm and inserted into very hot environments (e.g. for sonication of metal melts). The robustness of Hielscher ultrasonic equipment fullfils industrial standards. All our equipment is built for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
- tamanho de partícula sob medida
- alta condutividade
- Altas cargas de partículas
- viscosidades baixas a altas
- Controle de processo
- Processamento fácil
- Rápido
- Custo-benefício
Processador ultrassônico industrial UIP16000 (16kW) para a produção de tintas condutoras
Literatura / Referência
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Fatos, vale a pena conhecer
nanopartículas eletricamente condutoras
As nanopartículas (NPs) oferecem características únicas do material, que podem diferir drasticamente das características a granel do material. Os nanomateriais vêm em várias formas. Eles podem ter uma proporção extremamente alta de 1:1.000.000 (por exemplo, nanotubos) ou formato perfeitamente esférico. Ao lado de tubos e esferas, as nanopartículas têm a forma de bastonetes, fios, bigodes, nanoflores, fibras, flocos e pontos.
O tamanho e a forma das nanopartículas desempenham um papel importante em relação às propriedades das NPs, como resistência à tração, flexibilidade, propriedades termomecânicas, condutoras, dielétricas, magnéticas e ópticas. Para transmitir essas funcionalidades em compósitos, os NPs devem ser dispersos e misturados uniformemente na matriz. Para obter uma dispersão de alta qualidade, a ultrassonografia é a técnica de dispersão preferida.
As nanopartículas eletricamente condutoras são amplamente utilizadas para dar às tintas e revestimentos a capacidade de condutividade elétrica. A nano-prata (nano-Ag) é um dos nanofillers mais utilizados em tintas condutoras. As tintas condutoras à base de prata podem ser formuladas como tintas à base de água e serigrafias, que são flexíveis e resistentes a vincos.
tintas condutoras
As tintas condutoras são polímeros condutores (polianilina, politiofeno ou polipirróis, etc.), que podem ser depositados por impressão a jato de tinta, revestimento giratório, etc. As tintas eletrocondutoras comuns podem ser classificadas em três categorias correspondentes aos seus componentes condutores, que podem ser metais nobres, polímeros condutores ou nanomateriais de carbono. As tintas condutoras têm uma ampla gama de aplicações e são utilizadas na fabricação de eletrônicos, embalagens (PET e filmes plásticos), sensores, antenas, etiquetas/rótulos RFID, telas sensíveis ao toque, displays OLED, aquecedores impressos e muitos outros.
PEDOT: PSS [poli (3,4-etilenodioxitiofeno) poli (estirenosulfonato)] é um dos polímeros condutores mais utilizados, que oferecem além de sua alta condutividade uma aparência transparente. Ao adicionar uma rede de nanotubos de carbono, nanofios de prata e / ou grafeno, a condutividade do PEDOT: PSS pode ser significativamente aumentada. PEDOT modificado: As tintas e formulações PSS estão disponíveis para diferentes processos de revestimento e impressão. PEDOT à base de água: As tintas PSS são usadas principalmente em revestimento de matriz de ranhura, flexografia, rotogravura e impressão a jato de tinta.
Tintas dielétricas
As tintas e revestimentos dielétricos são eletricamente não condutores e são usados na serigrafia de placas de circuito eletrônico para construir uma camada isolante para proteção e aprimoramento de materiais condutores.
As nanopartículas dielétricas são usadas para dar às tintas, pastas e revestimentos uma capacidade isolante.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de labrador Para tamanho industrial.