Dispersia cu ultrasunete a nanomaterialelor (Nanoparticule)
Nanomaterialele au devenit o componentă integrantă a produselor la fel de diverse ca materialele de înaltă performanță, produsele de protecție solară, acoperirile de performanță sau compozitele din plastic. Cavitația cu ultrasunete este utilizată pentru a dispersa particulele nano-size în lichide, ar fi apa, uleiul, solvenții sau rășinile.
Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor
Aplicarea Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor are efecte multiple. Cea mai evidentă este dispersarea materialelor în lichide în scopul de a sparge aglomeratele de particule. Un alt proces este aplicarea ultrasunete în timpul Sinteza particulelor sau precipitare. În general, acest lucru duce la particule mai mici și a crescut uniformitate dimensiuni. cavitatie cu ultrasunete îmbunătățește transferul de material la suprafețe de particule, de asemenea. Acest efect poate fi utilizat pentru a îmbunătăți suprafață functionalizarea din materiale cu o suprafață specifică ridicată.
Și reducerea dimensiunii dispersant de Nanomateriale
Nanomaterialele, de ex oxizi metalici, nanoclays sau nanotuburi de carbon tind să fie aglomerat atunci când sunt amestecate într-un lichid. mijloace eficiente de deaglomerarea și dispersant sunt necesare pentru a depăși forțele de unire după wettening pulberea. Ruperea cu ultrasunete a structurilor aglomerați în suspensii apoase și neapoase permite utilizarea întregului potențial al materialelor nanosize. Investigații la diferite dispersii ale aglomeratelor nanoparticulate cu un conținut solid variabil au demonstrat avantajul considerabil de ultrasunete în comparație cu alte tehnologii, cum ar fi amestecătoare rotor stator (Turrax exemplu ultra), omogenizatoare cu piston, sau metode de măcinare umedă, de ex bead mori sau mori coloidale. Sistemele cu ultrasunete Hielscher pot fi rulate la concentrații relativ ridicate de solide. De exemplu, pentru silice rata de rupere sa dovedit a fi independentă a concentrație solidă de până la 50% după greutate. Ultrasunete poate fi aplicat pentru dispersarea concentrație mare master-loturi - prelucrare lichide joasă și înaltă vâscozitate. Acest lucru face ca soluție de ultrasunete de prelucrare bună pentru vopsele și acoperiri, bazate pe diferite medii, cum ar fi apa, rășină sau ulei.
omogenizator cu ultrasunete UP400St pentru nano dispersii
cavitatie cu ultrasunete
Dispersia și dezaglomerare prin ultrasonare sunt un rezultat al cavitație cu ultrasunete. Atunci când expunerea la ultrasunete lichide undele de sunet care se propagă în rezultatul lichid alternativ cicluri de înaltă presiune și joasă presiune. Acest lucru se aplică de stres mecanic asupra forțelor care atrag între particulele individuale. cavitatie cu ultrasunete în lichide cauze de mare viteză jet de lichid de până la 1000km / oră (aproximativ 600 mph). Astfel de jeturi de lichid apăsați la presiune ridicată între particule și le separă unele de altele. Particulele mai mici sunt accelerate cu jet de lichid și se ciocnesc la viteze mari. Acest lucru face cu ultrasunete un mijloc eficient pentru dispersie dar și pentru frezare de microni dimensiuni și particule de dimensiunea micronilor sub.
Ultrasunetelor Assisted Sinteza particulelor / precipitare
Nanoparticulele pot fi generate de jos în sus prin sinteză sau precipitare. Sonochemistry este una dintre cele mai vechi tehnici folosite pentru prepararea compușilor nanosize. Suslick în lucrarea sa originală, sonicat Fe (CO)5 fie ca lichid simplu sau într-o soluție deaclin și dimensiunea 10-20nm nanoparticule de fier amorf obținute. In general, un amestec supersaturated începe formarea particulelor solide dintr-un material foarte concentrat. Ultrasonication îmbunătățește amestecarea pre-cursoarele și crește masa de transfer la suprafața particulei. Acest lucru duce la dimensiunea particulelor mai mică și mai mare uniformitate.
UIP2000hdT, un ultrasonicator 2kW puternic pentru a dispersa SWCNTs.
Funcționalizarea suprafeței cu ultrasunete
Multe nanomateriale, cum ar fi oxizi metalici, cerneală cu jet de cerneală și pigmenți de toner, sau materiale de umplutură pentru performanță Materiale de acoperire, Necesită funcționalizarea de suprafață. Pentru a functionalize întreaga suprafață a fiecărei particule individuale, este necesară o metodă de dispersie bună. Atunci când dispersate, particulele sunt de obicei înconjurate de un strat limită de molecule atrase la suprafața particulei. Pentru ca noi grupuri funcționale pentru a ajunge la suprafața particulelor, acest strat limită trebuie să fie rupt în sus sau eliminate. Jeturile de lichid care rezultă din cavitatie cu ultrasunete poate atinge viteze de până la 1000 km / h. Acest stres ajută la depășirea forțelor care atrag și poartă moleculele funcționale la suprafața particulei. În Sonochemistry, Acest efect este utilizat pentru a îmbunătăți performanța catalizatorilor dispersați.
Ultrasonication înainte Măsurarea mărimii particulelor
Ultrasonication de probe îmbunătățește precizia de dimensiunea particulelor sau de măsurare morfologie. Noul SonoStep combina cu ultrasunete, prin agitare și pomparea de probe într-un design compact. Este ușor de operat și poate fi folosit pentru a furniza eșantioane sonicată la dispozitive analitice, cum ar fi analizoare ale dimensiunii particulelor. Sonicare intensă ajută la dispersarea particulelor aglomerate care conduc la rezultate mai consistente.Click aici pentru a citi mai mult!
Prelucrarea cu ultrasunete pentru laborator și de producție la scară
Procesoarele ultrasonice și celule de flux pentru dezaglomerare și dispersia sunt disponibile pentru Laborator și producere nivel. Sistemele industriale pot fi ușor de montat ulterior pentru a lucra in linie. Pentru dezvoltarea de cercetare și de proces vă recomandăm să folosiți UIP1000hd (1000 wați).
Hielscher oferă o gamă largă de dispozitive cu ultrasunete și accesorii pentru dispersie eficientă a nanomaterialelor, de exemplu în vopsele, cerneluri și acoperiri.
- Dispozitive de laborator compacte de până la putere de 400 wați.
Aceste dispozitive sunt utilizate în principal pentru pregătirea probei sau a studiilor de fezabilitate inițiale și sunt disponibile pentru închiriere. - 500 de și 1000 și 2000 wați procesoare cu ultrasunete, cum ar fi UIP1000hd set cu celule de debit și diverse coarne de rapel și sonotrodes poate procesa fluxuri de volum mai mare.
Dispozitivele de acest tip sunt utilizate în optimizarea parametrilor (cum ar fi: amplitudine, presiune operațională, debit etc.) în banc-top sau statie pilot. - procesoare cu ultrasunete a 2kW. 4kW. 10kW și 16kW și grupuri mai mari de câteva astfel de unități pot procesa fluxuri de volum de producție la aproape orice nivel.
Bench echipamente de top este disponibil pentru închiriere în condiții bune pentru a rula procesele de proces. Rezultatele unor astfel de studii pot fi scalate liniar la nivelul de producție – reducând riscul și costurile implicate în dezvoltarea procesului. Vom fi bucuroși să vă ajutăm online, la telefon sau personal. Vă rugăm să găsiți adresele noastre aiciSau utilizați formularul de mai jos.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:
| volum lot | Debit | Aparate recomandate |
|---|---|---|
| 1 la 500mL | 10 până la 200 ml / min | UP100H |
| 10 la 2000ml | 20 până la 400ml / min | Uf200 ः t. UP400St |
| 0.1 la 20L | 0.2 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 la 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
nanomaterialele – Informații generale
Nanomaterialele sunt materiale de mai puțin de 100 nm în dimensiune. Ele sunt progresează rapid în formulări de vopsele, cerneluri și acoperiri. Nanomaterialele se împart în trei mari categorii: oxizi metalici, nanoclays, și nanotuburi de carbon. nanoparticule de metal-oxid, includ oxid nanoscala de zinc, oxid de titan, oxid de fier, oxid de ceriu și oxid de zirconiu, precum și compuși de amestec de metale, cum ar fi oxidul de indiu-staniu și zirconiu și titan, precum și compuși de amestec de metale, cum ar fi indiu oxid de staniu. Această chestiune mică are un impact asupra multor discipline, cum ar fi fizica, Chimie și biologie. În vopsele și acoperiri nanomaterialele îndeplini nevoile decorative (de exemplu, de culoare și luciu), în scopuri funcționale (de exemplu, conductivitate, inactivarea microbiană) și îmbunătățirea protecției (de exemplu, rezistența la zgârieturi, stabilitate UV) de vopsele și acoperiri. În special nano-size-oxizi metalici, cum ar fi TiO2 și ZnO sau Alumina, ceriu și silice și pigmenți nano-size găsi aplicații în noi formulări de vopsea și de acoperire.
Când materia este redusă în mărime se schimbă caracteristicile sale, cum ar fi culoarea și interacțiunea cu alte materiale, cum ar fi reactivitate chimică. Schimbarea în caracteristicile este cauzată de modificarea proprietăților electronice. Langa Reducerea dimensiunii particulelor, suprafața materialului este mărită. Datorită acestui fapt, un procent mai mare de atomi poate interacționa cu alte materii, de exemplu cu matricea rășinilor.
Activitatea pe suprafață este un aspect-cheie al nanomaterialelor. Aglomerarea și agregarea blochează aria suprafeței de contactul cu alte materii. Numai particulele bine dispersate sau singure dispersate permit să se utilizeze întregul potențial benefic al materiei. În rezultat, dispersia bună reduce cantitatea de nanomateriale necesară pentru a obține aceleași efecte. Deoarece majoritatea nanomaterialelor sunt încă destul de scumpe, acest aspect are o importanță deosebită pentru comercializarea formulărilor de produse care conțin nanomateriale. Astăzi, multe nanomateriale sunt produse într-un proces uscat. Ca urmare, particulele trebuie amestecate în formulări lichide. Aici nanoparticulele formează aglomerate în timpul udării. In mod deosebit nanotuburi de carbon sunt foarte coezivă ceea ce face dificilă dispersarea lor în lichide, cum ar fi apa, etanol, ulei, polimer sau o rășină epoxidică. Dispozitivele de prelucrare convenționale, de exemplu Forfecare înaltă sau rotor-stator mixere, omogenizatoare de înaltă presiune sau coloidale și disc mori încadrează scurt în separarea nanoparticule în particule discrete. În special pentru materie mici de la câteva nanometri la cuplu de microni, cavitatie cu ultrasunete este foarte eficient în spargerea aglomeratelor, agregate și chiar primare. Atunci când este utilizat cu ultrasunete pentru frezare loturilor cu concentrații mari, jet de lichid fluxuri care rezultă din cavitatie cu ultrasunete, fac particule se ciocnesc unele cu altele, la viteze de până la 1000km / h. Acest lucru pauze van der Waals aglomerate și chiar particule primare.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.