Disperzia uhlíkových nanorúrok v tlačiarenských farbách vhodných na 3D tlač

Rovnomerný rozptyl CNT v tlačiarenských farbách podporujúcich 3D tlač môže zlepšiť vlastnosti atramentu a umožniť nové aplikácie v rôznych oblastiach. Ultrazvukom typu sondy je vysoko spoľahlivá dispergačná technika na výrobu stabilných nanosususpenzií CNT v polyméroch.

Efektívna a stabilná disperzia CNT v polyméroch vďaka ultrazvukom

Uhlíkové nanorúrky (CNT) sú často dispergované v kremíkových olejoch pre rôzne aplikácie kvôli ich jedinečným vlastnostiam. Disperzia CNT v kremíkových olejoch môže zlepšiť mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti výsledných materiálov. Jednou z takýchto aplikácií je výroba polymérov dopovaných CNT pre vodivé 3D tlačené atramenty, napr. na výrobu aditív na biologickej báze nositeľných hmatových senzorov, lešení na regeneráciu tkanív špecifických pre pacienta a flexibilných elektród EKG a EEG.
Okrem toho sa CNT dispergované v kremíkových olejoch môžu používať ako vodivé atramenty v elektronických zariadeniach, ako sú flexibilné displeje a snímače. CNT pôsobia ako vodivé dráhy, ktoré umožňujú tok elektrického prúdu.

Disperzia uhlíkových nanorúrok (CNT) v polyméroch je typickou aplikáciou pre ultrazvukové sondy, ako je UIP1000hdT. Ultrazvukové rozptyľovače zabezpečujú rovnomerné rozloženie CNT v rozpúšťadlách a polyméroch, napr. na výrobu 3D tlačených atramentov.

Dispergovanie CNT v polyetylénglykole (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Miniatúra videa

Žiadosť o informácie





Vysokovýkonné ultrasonicators sú spoľahlivé a vysoko účinné inline miešacie systémy na výrobu nanodisperzií, napr. vodivé 3D-tlačiteľné nano-atramenty pre aditívnu výrobu.

Priemyselný výkonový ultrazvukový systém pre priemyselnú inline disperziu: Vysokovýkonné ultrasonicators sú spoľahlivé a vysoko účinné inline miešacie systémy na výrobu nanodisperzií, ako sú CNT v polyméroch.

Výhody ultrazvukovej CNT / polymérnej disperzie

Ultrazvukom je veľmi efektívna dispergačná technika, ktorá prichádza s niekoľkými výhodami. Výhody ultrazvukového dispergovania uhlíkových nanorúrok (CNT) v polyméroch zahŕňajú:

  • Zlepšená disperzia: Ultrazvuková energia môže účinne rozložiť aglomeráty CNT a podporiť ich rovnomernú disperziu v polyméroch. Výsledkom je homogénna zmes so zlepšenými mechanickými vlastnosťami, elektrickou vodivosťou a tepelnou vodivosťou.
  • Presné ovládanie: Ultrazvuková energia umožňuje lepšiu kontrolu nad disperzným procesom, ako je stupeň disperzie a veľkosť CNT. To môže pomôcť dosiahnuť požadované vlastnosti výsledného nanokompozitného materiálu.
  • Skrátený čas spracovania: Ultrazvukové dispergovanie môže významne znížiť čas spracovania v porovnaní s inými disperznými metódami, ako je magnetické miešanie alebo ultrazvukom bez tepla. To môže zlepšiť efektívnosť a škálovateľnosť procesu.
  • Univerzálnosť: Ultrazvukové rozptyľovače môžu spracovať akýkoľvek druh nanočastíc vrátane nanosfér (napr. Nano-oxid kremičitý), nanorúrky (SWNT, MWNT), nanolisty, ako je grafén alebo borfén, funkcionalizované nanomateriály, rovnako ako jadro-shell nanočastice. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators môžu zvládnuť vysoké pevné zaťaženie a sú kompatibilné s akýmikoľvek rozpúšťadlami a kvapalinami.
  • Nákladovo efektívne: Ultrazvukové rozptyľovače sú relatívne lacné miešacie zariadenie v porovnaní s mlynmi a inými technikami dispesingu. Okrem toho, ultrazvukové procesory sú veľmi robustné, vyžadujú veľmi malú údržbu a sú veľmi energeticky účinné.
  • Dávkové a inline spracovanie: Ultrazvuková disperzia môže byť spustená v dávkovom alebo kontinuálnom prietokovom režime.
  • Operácia tváre: Ultrazvukové sondy sú jednoduché a bezpečné na obsluhu. Hielscher digitálne ultrasonicators sú programovateľné a môžu byť diaľkovo ovládané. Automatické zaznamenávanie údajov pomáha udržiavať štandardy kvality.
  • Lineárna škálovateľnosť: Ultrazvukové dispergačné procesy môžu byť úplne lineárne škálované na akúkoľvek veľkosť, čo robí ultrazvukom nielen vysoko efektívnu, ale aj praktickú výrobnú metódu pre priemyselnú výrobu.
  • Šetrné k životnému prostrediu: Ultrazvukové rozptýlenie je zelená a ekologická metóda, ktorá umožňuje vyhnúť sa alebo znížiť použitie škodlivých rozpúšťadiel alebo chemikálií, čo z neho robí bezpečnejšiu a udržateľnú možnosť pre priemyselné aplikácie.
  • Ultrazvukový priemyselný systém pre inline rozpúšťacie procesy.

    Ultrazvukový priemyselný systém pre procesy rozpúšťania v linke, napr. rovnomerná disperzia uhlíkových nanorúrok do polymérnych formulácií.

    Žiadosť o informácie





    V tomto videu vám ukážeme 2 kilowattový ultrazvukový systém pre inline prevádzku v očistiteľnej skrinke. Hielscher dodáva ultrazvukové zariadenia do takmer všetkých priemyselných odvetví, ako je chemický priemysel, farmaceutický, kozmetický, petrochemické procesy, ako aj pre procesy extrakcie na báze rozpúšťadiel. Táto čistiteľná skrinka z nehrdzavejúcej ocele je určená na prevádzku v priestoroch s nebezpečenstvom výbuchu. Za týmto účelom môže zákazník utesnenú skrinku prepláchnuť dusíkom alebo čerstvým vzduchom, aby sa zabránilo vniknutiu horľavých plynov alebo pár do skrinky.

    2x 1000 Watts Ultrasonicators v čistiteľnej skrinke pre inštaláciu v nebezpečných priestoroch

    Miniatúra videa

    Všeobecný protokol pre ultrazvukovú výrobu kompozitov CNT / PDMS

    Ultrazvukom sa používa na disperziu mnohých nano-veľkých materiálov v polyméroch. Špecifickou a bežne používanou aplikáciou je disperzia uhlíkových nanorúrok (CNT) v dimetylpolysiloxáne (PDMS) pomocou sondovej ultrazvukom. Na rozptýlenie CNT do matrice PDMS sa používa výkonový ultrazvuk a výsledné účinky akustickej kavitácie na oddelenie nanorúrok a ich rovnomerné zmiešanie do nanosuspenzie. Sonikácia sondového typu je výkonná metóda na dispergovanie CNT vďaka svojej schopnosti generovať intenzívne kavitačné sily, ktoré môžu účinne rozbiť a rozptýliť aglomerované CNT.
    Ultrazvukové dispergovanie je jednoduchý krok spracovania, ktorý nevyžaduje žiadnu špecifickú pred- alebo post-liečbu. Samotné ultrazvukové zariadenie je bezpečné a ľahko ovládateľné.
    Proces disperzie pomocou sondovej ultrazvukom zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:

    1. Príprava zmesi CNT-PDMS: Vopred určené množstvo CNT sa pridá do matrice PDMS a vopred sa premieša pomocou mechanického miešadla. Je zaujímavé, že preddispergovaním CNT v rozpúšťadle by sa mohla zvýšiť elektrická vodivosť. Najlepšie výsledky dosahuje tetrahydrofurán (THF), acetón alebo chloroform (zoradené podľa najlepších výsledkov).
    2. Sonikácia typu sondy: Zmes je vystavená sondovej ultrazvukom pomocou ultrazvukovej sondy s vysokou intenzitou, ktorá generuje ultrazvukové vlny s frekvenciou typicky približne 20 kHz. V závislosti od objemu a formulácie sa ultrazvukom zvyčajne vykonáva niekoľko minút, aby sa zabezpečila úplná disperzia CNT.
    3. Monitorovanie rozptylu: Disperzia CNT sa monitoruje pomocou techník, ako je skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM), transmisná elektrónová mikroskopia (TEM) alebo UV-VIS spektroskopia. Tieto techniky môžu byť použité na vizualizáciu distribúcie CNT v rámci matice PDMS a na zabezpečenie rovnomerného rozptylu CNT.

    Stručne povedané, sondová ultrazvukom je výkonná metóda na dispergovanie CNT v polyméroch, ako je PDMS, vďaka svojej schopnosti generovať intenzívne kavitačné sily, ktoré môžu účinne rozbiť a rozptýliť aglomerované CNT.

    Prípadové štúdie ultrazvukovej výroby CNT / polymérnych kompozitov

    Disperzia nanorúrok a iných nanomateriálov na báze uhlíka pomocou ultrazvukom typu sondy bola rozsiahle skúmaná a následne bola implementovaná do priemyselnej výroby. Nižšie uvádzame niekoľko výskumných štúdií, ktoré demonštrujú výnimočnú účinnosť disperzie ultrazvukových nanorúrok.

    Ultrazvuková disperzia CNT v PDMS pre nositeľné senzory

    Ultrazvukový sondový homogenizátor UP400St pre disperziu a syntézu nanokompozitu.Del Bosque et al. (2022) porovnávali trojvalcové frézovanie a ultrazvukom pre ich účinnosť disperzie CNT. Analýza disperzného postupu nanočastíc do polymérnej matrice ukazuje, že ultrazvuková technika poskytuje vyššiu elektrickú citlivosť v porovnaní s trojvalcovým mletím v dôsledku vyššej homogenity distribúcie CNT indukovanej kavitačnými silami. Pri testovaní rôznych zaťažení CNT sa zistilo, že prahová hodnota perkolácie systému CNT-PDMS, t. j. kritický obsah CNT, v ktorom sa stáva elektricky vodivým, je 0,4 hm. % CNT. Viacstenné uhlíkové nanorúrky (MWCNT) boli rozptýlené ultrazvukom pomocou Hielscher ultrasonicator UP400ST (pozri obrázok vľavo) pri 0,5 pulzných cykloch a 50% amplitúde po dobu 2 hodiny. Účinky ultrazvukového dispergovania v priebehu ultrazvukom sú uvedené na obrázku nižšie.
    Na základe tejto analýzy boli optimálne podmienky pre výrobu nositeľných senzorov vybrané ako 0,4 hm.% CNT pomocou ultrazvukového procesu. V tomto ohľade analýza elektrickej odozvy v po sebe nasledujúcich cykloch zaťaženia ukázala vysokú robustnosť vyvinutých snímačov bez prítomnosti poškodenia pri 2%, 5% a 10% namáhaní, vďaka čomu sú tieto snímače spoľahlivé pre monitorovanie stredného namáhania.

    Ultarzvuková disperzia uhlíkových nanorúrok je vysoko účinná na rovnomernú distribúciu nanorúrok v polymérnych matriciach, ako je dimetylpolysiloxán (PDMS)

    Ultrazvuková disperzia MWCNTs v PDMS pomocou ultrasonicator UP400St v rôznych časoch ultrazvukom.
    (Štúdia a obrázok: ©del Bosque et al., 2022)

    Vysokovýkonné ultrazvukové dispergačné zariadenia pre CNT / polymérne nanokompozity

    Ultrasonicator UIP2000hdT je mobilný horný homogenizátor pre početné kvapalné a tuhé kvapalné aplikácie.Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové sondy pre náročné dispergačné aplikácie v laboratóriu, bench-top a priemysle. Hielscher Ultrazvukom rozptyľovače poskytujú efektívnu a presnú homogenizáciu a disperziu nanomateriálov v rozpúšťadlách, polyméroch a kompozitoch.
    Vďaka svojej pokročilej ultrazvukovej technológii ponúkajú tieto rozptyľovače rýchle a jednoduché riešenie na dosiahnutie rovnomernej distribúcie veľkosti častíc, stabilných disperzií a / alebo funkcionalizácie nanočastíc.
    Skrátením času spracovania a minimalizáciou spotreby energie môžu rozptyľovače ultrazvukových sond zlepšiť produktivitu a znížiť prevádzkové náklady podnikov v rôznych priemyselných odvetviach.
    Hielscher ultrasonicators môžu byť tiež prispôsobené tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám, s možnosťami pre celý rad veľkostí sond, posilňovacie rohy, úrovne výkonu a prietokové bunky, čo ich robí všestrannými a prispôsobiteľnými rôznym nano-formuláciám a objemom.
    Celkovo sú ultrazvukové rozptyľovače sond vynikajúcou investíciou pre laboratóriá a priemyselné odvetvia, ktoré chcú optimalizovať svoje pracovné postupy spracovania nanomateriálov a dosiahnuť konzistentné a spoľahlivé výsledky.

    Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

    Hielscher ultrasonicators sú dobre známe pre svoju najvyššiu kvalitu a dizajnové štandardy. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú hladkú integráciu našich ultrasonicators do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie sú spoľahlivo zvládnuté Hielscher ultrasonicators.

    Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysoko výkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators sú v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

    Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

    Objem šaržeprietokOdporúčané Devices
    0.5 až 1,5 mLneuvVialTweeter
    1 až 500mL10 až 200mL/minUP100H
    10 až 2000mL20 až 400mL/minUP200Ht, UP400St
    0.1 až 20L02 až 4 l / minUIP2000hdT
    10 až 100L2 až 10 l / minUIP4000hdT
    15 až 150 l3 až 15 l/minUIP6000hdT
    neuv10 až 100 l / minUIP16000
    neuvväčšiastrapec UIP16000

    Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

    Požiadajte o ďalšie informácie

    Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









    Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


    Ultrazvukový rozptyl uhlíkových nanotrubice: Hielscher ultrasonicator UP400S (400W) rozptyľuje a kondicionér cnts rýchlo a efektívne do jediného nanotrubice.

    Rozptyľuje uhlíkové nanotrubice vo vode pomocou UP400S

    Miniatúra videa

    Ultrazvukové high-shear homogenizers sa používajú v laboratóriu, bench-top, pilotné a priemyselné spracovanie.

    Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.



    Priemyselný miešací reaktor pre nanodisperzie pomocou vysokovýkonných ultrazvukových sond.

    Ultrazvukový dávkový reaktor pre priemyselné spracovanie, napr. začlenenie CNT a iných nanoplnív do polymérov pre 3D tlačené atramenty pre aditívnu výrobu.


    Literatúra/referencie


    Vysoko výkonné ultrazvukom! Hielscherov sortiment pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicatora cez bench-top jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

    Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.


    Radi prediskutujeme váš proces.

    Poďme sa skontaktovať.