Ультразвуковая технология Хильшера

Ультразвуковая композиция армированных композитов

  • Композиты демонстрируют уникальные свойства материала, такие как значительно улучшенная термостойкость, модуль упругости, прочность на растяжение, прочность на разрыв и поэтому широко используются при изготовлении изделий из коллектора.
  • Доказано, что ультразвуковая обработка позволяет получать высококачественные нанокомпозиты с высокодисперсными УНТ, графеном и т. Д.
  • Ультразвуковое оборудование для приготовления армированных композитов доступно в промышленном масштабе.

 

нанокомпозиты

Нанокомпозиты превосходят их механические, электрические, термические, оптические, электрохимические и / или каталитические свойства.
Из-за их исключительно высокого отношения поверхности к объему усиливающей фазы и / или их исключительно высокого соотношения размеров нанокомпозиты значительно более эффективны, чем обычные композиты. Частицы наночастиц, такие как сферический кремнезем, минеральные листы, такие как отслоившийся графен или глина, или нано-волокна, такие как углеродные нанотрубки или электропроводные волокна, часто используются для армирования.
Например, для улучшения электрической и теплопроводности добавляются углеродные нанотрубки, для улучшения механических, термических и водостойких свойств используется наносиликат. Другие виды наночастиц дают улучшенные оптические свойства, диэлектрические свойства, термостойкость или механические свойства, такие как жесткость, прочность и стойкость к коррозии и повреждениям.

Примеры для ультрасодержащих нанокомпозитов:

  • углеродных нанотрубок (УНТ) в матрице винилового эфира
  • УНТ / углеродный лук / нано алмазы в никелевой металлической матрице
  • УНТ в матрице из магниевого сплава
  • УНТ в матрице из поливинилового спирта (PVA)
  • многослойная углеродная нанотрубка (MWCNT) в матрице из эпоксидной смолы (с использованием метилтетрагидрофталевого ангидрида (MTHPA) в качестве отвердителя)
  • оксид графена в матрице поливинилового спирта (PVA)
  • SiC наночастицы в магниевой матрице
  • наносиликат (Aerosil) в матрице из полистирола
  • магнитный оксид железа в гибкой полиуретановой (PU) матрице
  • оксида никеля в графите / поли (винилхлориде)
  • наночастицы титана в матрице полиамидо-со-гликолевой кислоты (PLGA)
  • наногидроксиапатита в матрице полиамидо-со-гликолевой кислоты (PLGA)

Ультразвуковая Дисперсия

Параметры ультразвукового процесса можно точно контролировать и оптимально адаптировать к составу материала и желаемому качеству выпуска. Ультразвуковая дисперсия является рекомендуемым методом включения наночастиц, таких как УНТ или графена, в нанокомпозиты. Долгосрочная проверка на научном уровне и внедрение на многих предприятиях промышленного производства ультразвуковой дисперсии и составления нанокомпозитов является общепринятым методом. Многолетний опыт Hielscher в области ультразвуковой обработки наноматериалов обеспечивает глубокий консалтинг, рекомендацию подходящей ультразвуковой установки и помощи при разработке и оптимизации процесса.
В основном, усиливающие наночастицы диспергируются в матрице во время обработки. Массовая доля добавленного наноматериала варьируется в нижнем масштабе, например, от 0,5% до 5%, так как однородная дисперсия, достигаемая при обработке ультразвуком, позволяет сохранить армирующие наполнители и повысить производительность арматуры.
Типичным применением ультразвука в производстве является составление композита из наночастиц. Для получения УНТ-усиленного винилового эфира ультразвуковая обработка используется для диспергирования и функционализации УНТ. Эти CNT-виниловый эфир характеризуются повышенными электрическими и механическими свойствами.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о дисперсии УНТ!

Неорганические частицы могут функционализироваться с помощью ультразвука

Ультразвуковая функционализация наночастиц

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковые устройства для стендовых и производства, таких как UIP1500hd обеспечивают полный промышленный класс. (Нажмите, чтобы увеличить!)

Ультразвуковое устройство UIP1500hd с проточным реактором

Графен

Графен предлагает исключительные физические свойства, высокое соотношение сторон и низкую плотность. Графен и оксид графена объединены в составной матрице, чтобы получить легкие, высокие прочностные полимеры. Для достижения механического усиления, графеновые листы / тромбоциты должны быть очень хорошо рассредоточены, для агломерированных графеновые листы ограничивают усиливающий эффект резко.
Научные исследования показали, что величина улучшения в основном зависит от степени дисперсии графеновых листов в матрице. Только равномерно рассредоточены графен дает желаемого эффекта. Благодаря сильным гидрофобность и ван-дер-Ваальса притяжения, графен склонны к агрегации и агломерата в чешуйки слабо взаимодействующих однослойное листов.
В то время как обычные методы диспергирования часто не могут производить гомогенные, неповрежденные графеновые дисперсии, ультразвуковые аппараты высокой мощности обеспечивают высококачественные дисперсии графена. Ультразвуковые приборы Hielscher обрабатывают нетронутый графен, оксид графена и восстановленный оксид графена от низкой до высокой концентрации и от небольших до больших объемов без лишних хлоридов. Обычным используемым растворителем является N-метил-2-пирролидон (NMP), но с высокой степенью ультразвука графен может быть даже диспергирован в бедных растворителях с низкой температурой кипения, таких как ацетон, хлороформ, IPA и циклогексанон.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о массовом отшелушивании графена!

Углеродные нанотрубки и другие наноматериалы

Доказано, что ультразвук с ультрафиолетовым излучением приводит к мелкодисперсным дисперсиям различных наноматериалов, включая углеродные нанотрубки (УНТ), ОСНТ, МУНТ, фуллерены, кремнезем (SiO2), диоксид титана (TiO2), серебро (Ag), оксид цинка (ZnO), нанофибриллированная целлюлоза и многие другие. В общем, обработка ультразвуком превосходит обычные диспергаторы и может достичь уникальных результатов.
Превосходные результаты, кроме измельчения и диспергирования наночастиц, достигаются путем синтеза наночастиц посредством ультразвукового осаждения (восходящий синтез). Было замечено, что размер частиц, например, из ультразвукового синтезированного магнетита, молибдата цинка натрия и других, ниже по сравнению с тем, который получен обычным способом. Более низкий размер объясняется увеличением скорости зародышеобразования и лучшими смесями, обусловленными сдвигом и турбулентностью, вызванной ультразвуковой кавитацией.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковых осадках снизу вверх!

Функциональность ультразвуковых частиц

Удельная площадь поверхности частицы увеличивается с уменьшением размера. Особенно в нанотехнологиях экспрессия материальных характеристик значительно увеличивается за счет увеличения площади поверхности частицы. Площадь поверхности может быть увеличена и модифицирована ультразвуком путем присоединения соответствующих функциональных молекул на поверхности частиц. Что касается применения и использования наноматериалов, то свойства поверхности также важны, как свойства ядра частиц.
Ультразвуковые функционализированные частицы широко используются в полимерах, композитах & биокомпозиты, наножидкости, собранные устройства, наномедицины и т. д. Благодаря функционализации частиц такие характеристики, как стабильность, прочность & жесткость, растворимость, полидисперсность, флуоресценция, магнетизм, суперпарамагнетизм, оптическое поглощение, высокая электронная плотность, фотолюминесценция и т. д. значительно улучшены.
Обычные частицы, которые коммерчески функционализированы с помощью Hielscher’ ультразвуковые системы включают CNT, SWNT, MWNT, графен, графит, диоксид кремния (SiO2), наноалмазы, магнетит (оксид железа, Fe3О4), серебряные наночастицы, наночастицы золота, пористые & мезопористые наночастицы и т. д.
Нажмите здесь, чтобы увидеть отдельные примечания к применению для ультразвуковой обработки частиц!

Ультразвуковые рассеиватели

Ультразвуковое дисперсионное оборудование Hielscher доступно для лабораторного, настольного и промышленного производства. Ультразвуковые приборы Hielscher надежны, прочны, просты в эксплуатации и чистке. Оборудование предназначено для круглосуточной работы в тяжелых условиях эксплуатации. Ультразвуковые системы могут использоваться для пакетной и линейной обработки – гибкой и легко адаптируемой к вашему процессу и требованиям.

Ультразвуковая периодическая и линейная емкость

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
От 5 до 200 мл От 50 до 500 мл / мин Uf200 ः т, Up400s
0.1 до 2L 0От 25 до 2 м3/ час Uip1000hd, UIP2000hd
0.4 до 10L От 1 до 8 м3/ час UIP4000
не доступно От 4 до 30 м3/ час UIP16000
не доступно выше 30 м3/ час кластер UIP10000 или UIP16000

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию о ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить Вам ультразвуковые системы, отвечающей вашим требованиям.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковой аппарат UP200S для модификации частиц и уменьшения размера (Нажмите, чтобы увеличить!)

Ультразвуковое лабораторное устройство для функционализации частиц

Литература / Ссылки

  • Kapole, SA :; Bhanvase, BA; Pinjari, DV; Gogate, PR; Кулками, РД; Sonawane, SH; Пандит, AB (2014): “Исследование эффективности ингибирования коррозии ультразвуковой формы нанопигмента молибдата цинка цинка в двухкомпонентном эпоксидно-полиамидном покрытии. Композитные интерфейсы 21/9, 2015. 833-852.
  • Nikje, MMA; Могаддам, ST; Норузян М. (2016): Приготовление новых нанокомпозитов магнитной полиуретановой пены с использованием наночастиц ядра-оболочки. Polímeros vol.26 no.4, 2016.
  • Tolasz, J .; Stengl, V .; Ecorchard, P. (2014): Приготовление композитного материала оксида-полистирола графена. 3-я Международная конференция по окружающей среде, химии и биологии. IPCBEE vol.78, 2014.


Полезные сведения

О композитных материалах

Композиционные материалы (также известные как композиционный материал) описываются как материал, изготовленный из двух или более компонентов, которые характеризуются существенно различными физическими или химическими свойствами. Когда эти составные материалы объединяются, новый материал – так называемый составной – , который показывает разные характеристики от отдельных компонентов. Отдельные компоненты остаются отдельными и различны в пределах готовой структуры.
Новый материал обладает лучшими свойствами, например, он прочнее, легче, более устойчив или дешевле по сравнению с обычными материалами. Усовершенствования нанокомпозитов варьируются от механических, электрических / проводящих, тепловых, оптических, электрохимических до каталитических свойств.

Типичные конструкционные композиционные материалы включают:

  • био-композитов
  • армированные пластмассы, такие как армированный волокном полимер
  • металлические композиты
  • керамические композиты (керамическая матрица и композит из металлической матрицы)

Композиционные материалы обычно используются для изготовления и структурирования материалов, таких как корпуса судов, столешницы, кузовы автомобилей, ванны, резервуары для хранения, имитационный гранит и культурные мраморные раковины, а также в космических аппаратах и ​​самолетах.

Композиты также могут использовать металлические волокна, армирующие другие металлы, например, в композитах из металлических матриц (MMC) или керамических матричных композитов (CMC), которые включают в себя кость (гидроксиапатит, армированный коллагеновыми волокнами), кермет (керамика и металл) и бетон.
Композиты органической матрицы / керамического заполнителя включают асфальтобетон, полимерный бетон, мастичный асфальт, гибрид гибридных мастик, зубной композит, синтаксическую пену и перламутр.

Об ультразвуковых эффектах на частицы

Свойства частиц могут наблюдаться при уменьшении размера частиц до определенного уровня (известного как критический размер). Когда размеры частиц достигают уровня нанометра, взаимодействия в фазовых интерфейсах становятся значительно улучшенными, что имеет решающее значение для повышения характеристик материалов. Таким образом, площадь поверхности: объемное отношение материалов, которые используются для армирования в нанокомпозитах, является наиболее значительным. Нанокомпозиты предлагают технологические и экономические преимущества практически для всех отраслей промышленности, в том числе для аэрокосмической, автомобильной, электронной, биотехнологической, фармацевтической и медицинской отраслей. Еще одним большим преимуществом является их экологичность.
Ультразвук мощности улучшает смачиваемость и гомогенизацию между матрицей и частицами благодаря интенсивному перемешиванию и диспергированию – Сгенерированно с помощью Ультразвуковая кавитация, Поскольку обработка ультразвуком является наиболее широко используемым и наиболее успешным методом дисперсии, когда речь идет о наноматериалах, ультразвуковые системы Hielscher устанавливаются в лаборатории, опытной установке и производстве по всему миру.