Ультразвуковое производство проводящих чернил в больших масштабах
- Равномерно диспергированные наночастицы, такие как серебро, графен или УНТ, с точно подобранным размером частиц, имеют решающее значение для производства чернил с высокой проводимостью.
- Мощные ультразвуковые диспергаторы позволяют синтезировать, деагломерировать и распределять наночастицы металлов (например, Ag), углерода (например, УНТ, графен), а также нанокомпозиты с отличной электропроводностью.
- Ультразвуковые диспергаторы Hielscher обеспечивают высокое качество диспергирования, будучи при этом очень эффективными, надежными и экономичными.
Ультразвуковое диспергирование проводящих наночастиц
Проводящие чернила имеют – как следует из его названия – функциональность электропроводности. Для приготовления проводящих чернил и покрытий компоненты, проводящие электричество (проводящие наполнители), должны быть очень равномерно диспергированы в красочной основе. Наночастицы, такие как серебро, медь, УНТ, графен, графит, другие частицы с металлическим покрытием и нанокомпозиты, добавляются для обеспечения высокой проводимости.
Ультразвуковые процессоры создают чрезвычайно интенсивные сдвиговые силы, с помощью которых можно преодолеть силы Ван-дер-Ваальса и молекулярные связи. Ультразвуковое диспергирование является предпочтительным методом диспергирования наночастиц, поскольку ультразвуковая обработка дает очень узкое распределение зерен по размерам, высокую функциональность частиц и воспроизводимые результаты.
Ультразвуковой реактор периодического действия для диспергирования наноматериалов в проводящих чернилах.
- Наносеребряные чернила
- Графеновые чернила (с очень высокой нагрузкой графена)
- Медные чернила (нанопроволоки и наночастицы)
- Чернила CNT
- Краски SWNT
- Нано-золотые чернила
- Многообразные нанокомпозиты
- Чернила для 3D-печати
- электропроводящие клеи (ЭХА)
Ультразвуковое диспергирование диэлектрических наночастиц
Чтобы придать композиту изоляционные свойства, диэлектрические частицы, такие как SiO2, ZnO, оксидо-эпоксидные нанокомпозиты и другие, должны быть равномерно диспергированы в виде отдельных частиц в матрице. Ультразвуковое диспергирование обеспечивает разрушение агломератов таким образом, что наночастицы хорошо диспергируются. Очень узкое распределение частиц имеет решающее значение для получения надежной диэлектрической функциональности материала.
Ультразвуковые аппараты Hielscher высокой мощности для нанодисперсий
Мощные ультразвуковые системы обеспечивают надежное диспергирование наночастиц – на лабораторном и настольном уровне до полностью промышленного масштаба. По сравнению с другими поставщиками ультразвуковой техники, ультразвуковые системы Hielscher способны обеспечивать очень высокую амплитуду до 200 мкм – 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.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | UIP4000 |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
- Индивидуальный размер частиц
- высокая проводимость
- Высокая концентрация частиц
- Низкая и высокая вязкость
- Управление технологическим процессом
- Легкая обработка
- Быстрый
- Экономичность
Промышленный ультразвуковой процессор UIP16000 (16 кВт) для производства проводящих чернил
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Электропроводящие наночастицы
Наночастицы (НЧ) обладают уникальными характеристиками материала, которые могут кардинально отличаться от объемных характеристик материала. Наноматериалы бывают самых разных форм. Они могут иметь чрезвычайно высокое соотношение сторон 1:1 000 000 (например, нанотрубки) или идеально сферическую форму. Помимо трубок и сфер, наночастицы имеют форму стержней, проволоки, усов, наноцветов, волокон, хлопьев и точек.
Размер и форма наночастиц играют важную роль в отношении таких свойств НЧ, как прочность на разрыв, гибкость, термомеханические, проводящие, диэлектрические, магнитные и оптические свойства. Чтобы придать эти функциональные возможности композитам, НЧ должны быть диспергированы и равномерно смешаны в матрице. Для получения такого высококачественного диспергирования ультразвуковая технология является предпочтительным методом диспергирования.
Электропроводящие наночастицы широко используются для придания чернилам и покрытиям электрической активности. Наносеребро (nano-Ag) является одним из наиболее часто используемых нанонаполнителей в проводящих чернилах. Проводящие чернила на основе серебра могут быть изготовлены в виде чернил на водной основе и для трафаретной печати, которые являются гибкими и устойчивыми к сминанию.
Проводящие чернила
Проводящие чернила – это проводящие полимеры (полианлин, политиофен или полипирролы и т.д.), которые могут быть нанесены с помощью струйной печати, спиннингового покрытия и т.д. Обычные электропроводящие чернила можно разделить на три категории, соответствующие их проводящим компонентам, которые могут быть как благородными металлами, проводящими полимерами, так и углеродными наноматериалами. Проводящие чернила имеют широкий спектр применения и используются в производстве электроники, упаковки (ПЭТ и пластиковые пленки), датчиков, антенн, RFID-меток/этикеток, сенсорных экранов, OLED-дисплеев, печатных нагревателей и многих других.
PEDOT: PSS [поли(3,4-этилендиокситиофен) поли(стиролсульфонат)] является одним из наиболее активно используемых проводящих полимеров, которые придают помимо своей высокой проводимости прозрачный вид. Добавив сеть углеродных нанотрубок, серебряных нанопроволок и/или графена, проводимость PEDOT:PSS может быть значительно увеличена. Модифицированные чернила и составы PEDOT:PSS доступны для различных процессов нанесения покрытий и печати. Чернила PEDOT: PSS на водной основе в основном используются для нанесения покрытий на щелевых штампов, флексографии, ротогравюры и струйной печати.
Диэлектрические чернила
Диэлектрические чернила и покрытия являются электрически непроводящими и используются в трафаретной печати электронных печатных плат для создания изоляционного слоя для защиты и улучшения проводящих материалов.
Диэлектрические наночастицы используются для придания чернилам, пастам и покрытиям изоляционной способности.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.