Producția cu ultrasunete de cerneluri conductoare pe scară largă
- Nanoparticulele dispersate uniform, cum ar fi argintul, grafenul sau CNT-urile, cu o dimensiune a particulelor adaptată cu precizie, sunt esențiale pentru producerea cernelurilor cu conductivitate ridicată.
- Dispersoare puternice cu ultrasunete permit sintetizarea, dezaglomerarea și distribuirea nanoparticulelor metalice (de exemplu, Ag), pe bază de carbon (de exemplu, CNT, grafen), precum și nanocompozite cu conductivitate electrică excelentă.
- Hielscher dispersoare cu ultrasunete asigura dispersii de înaltă calitate, fiind în același timp foarte eficiente, fiabile, și rentabil.
Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor conductoare
Cerneala conductoare are – după cum indică și numele: – funcționalitatea conductivității electrice. Pentru a pregăti cerneluri și acoperiri conductive, componentele care conduc electricitatea (umpluturi conductoare) trebuie să fie dispersate foarte uniform în baza de cerneală. Nanoparticulele precum argintul, cuprul, CNT-urile, grafenul, grafitul, alte particule acoperite cu metal și nanocompozitele sunt încorporate pentru o conductivitate ridicată.
Procesoarele cu ultrasunete creează forțe de forfecare extrem de intense, prin care forțele van der Waals și legăturile moleculare pot fi depășite. Dispersia cu ultrasunete este tehnica preferată pentru dispersarea nanoparticulelor, deoarece sonicare oferă o distribuție foarte îngustă a dimensiunii granulelor, funcționalități ridicate ale particulelor și rezultate reproductibile.
Reactor cu ultrasunete lot pentru dispersia nanomaterialelor în cerneluri conductoare.
- Cerneluri nano-argintii
- Cerneluri de grafen (cu încărcături foarte mari de grafen)
- Cerneluri din cupru (nanofire și nanoparticule)
- Cerneluri CNT
- Cerneluri SWNT
- Cerneluri nano-aurii
- nanocompozite multiple
- Cerneluri imprimabile 3D
- adezivi conductivi electric (ECA)
Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor dielectrice
Pentru a conferi proprietăți izolatoare într-un compozit, particulele dielectrice, cum ar fi SiO2, ZnO, nanocompozitele alumină-epoxidice, printre altele, trebuie dispersate omogen ca particule unice în matrice. Dispersarea cu ultrasunete asigură că aglomeratele sunt rupte, astfel încât nanoparticulele sunt bine dispersate. O distribuție foarte îngustă a particulelor este crucială pentru a obține o funcționalitate dielectrică fiabilă a materialului.
Hielscher ultrasonicators de mare putere pentru nanodispersii
Sistemele ultrasonice puternice asigură dispersia fiabilă a nanoparticulelor – la nivel de laborator și banc-top până la scară complet industrială. în comparație cu alți furnizori cu ultrasunete, sistemul cu ultrasunete Hielscher sunt capabile să furnizeze amplitudini foarte mari de până la 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.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000 |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
- dimensiunea personalizată a particulelor
- conductivitate ridicată
- Încărcături mari de particule
- vâscozități scăzute până la mari
- Controlul procesului
- procesare ușoară
- Repede
- Eficient din punct de vedere al costurilor
Procesor ultrasonic industrial UIP16000 (16kW) pentru producerea cernelurilor conductoare
Literatură / Referințe
- 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.
Fapte care merită știute
Nanoparticule conductoare electric
Nanoparticulele (NP) oferă caracteristici unice ale materialului, care pot diferi drastic de caracteristicile în vrac ale materialului. Nanomaterialele au forme multiple. Acestea pot avea un raport de aspect extrem de ridicat de 1: 1.000.000 (de exemplu, nanotuburi) sau o formă perfect sferică. Pe lângă tuburi și sfere, nanoparticulele au formă de tije, fire, mustăți, nanoflori, fibre, fulgi și puncte.
Dimensiunea și forma nanoparticulelor joacă un rol important în ceea ce privește proprietățile NP, cum ar fi rezistența la tracțiune, flexibilitatea, proprietățile termomecanice, conductive, dielectrice, magnetice și optice. Pentru a conferi aceste funcționalități în compozite, NP trebuie dispersate și amestecate uniform în matrice. Pentru a obține o astfel de dispersie de înaltă calitate, ultrasonication este tehnica preferată de dispersare.
Nanoparticulele conductive electric sunt utilizate pe scară largă pentru a conferi cernelurilor și acoperirilor capacitatea de conducere electrică. Nano-argintul (nano-Ag) este unul dintre cele mai utilizate nanofillere în cernelurile conductoare. Cernelurile conductoare pe bază de argint pot fi formulate ca cerneluri pe bază de apă și serigrafibile, care sunt flexibile și rezistente la șifonare.
Cerneluri conductoare
Cernelurile conductoare sunt polimeri conductori (polianilină, politiofen sau polipiroli etc.), care pot fi depozitați prin imprimare cu jet de cerneală, acoperire prin centrifugare etc. Cernelurile electroconductoare obișnuite pot fi clasificate în trei categorii corespunzătoare componentelor lor conductoare, care pot fi metale nobile, polimeri conductivi sau nanomateriale de carbon. Cernelurile conductoare au o gamă largă de aplicații și sunt utilizate în fabricarea de electronice, ambalaje (filme PET și plastic), senzori, antene, etichete / etichete RFID, ecrane tactile, afișaje OLED, încălzitoare imprimate și multe altele.
PEDOT:PSS [poli(3,4-etilendioxitiofen) poli(stirensulfonat)] este unul dintre cei mai utilizați polimeri conductori, care oferă pe lângă conductivitatea ridicată un aspect transparent. Prin adăugarea unei rețele de nanotuburi de carbon, nanofire de argint și / sau grafen, conductivitatea PEDOT: PSS poate fi îmbunătățită semnificativ. Cernelurile și formulările PEDOT modificate: PSS sunt disponibile pentru diferite procese de acoperire și imprimare. Cernelurile PEDOT:PSS pe bază de apă sunt utilizate în principal în acoperirea matriței sloturilor, flexografie, rotogravură și imprimare cu jet de cerneală.
Cerneluri dielectrice
Cernelurile și acoperirile dielectrice sunt neconductoare din punct de vedere electric și sunt utilizate în serigrafia plăcilor de circuite electronice pentru a construi un strat izolator pentru materialele conductoare de protecție și îmbunătățire.
Nanoparticulele dielectrice sunt utilizate pentru a conferi cernelurilor, pastelor și acoperirilor o capacitate izolatoare.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.