Hielscher Ultrasonics
Radi prediskutujeme váš proces.
Zavolajte nám: +49 3328 437-420
Napíšte nám: info@hielscher.com

Disperzia uhlíkových nanotrubíc v 3D tlačiteľných atramentoch

Rovnomerný rozptyl CNT v atramentoch na 3D tlač môže zlepšiť vlastnosti atramentu a umožniť nové aplikácie v rôznych oblastiach. Ultrazvuk sondového typu je vysoko spoľahlivá dispergačná technika na výrobu stabilných nanosuspenzií CNT v polyméroch.

Účinná a stabilná disperzia CNT v polyméroch vďaka sonikácii

Uhlíkové nanotrubice (CNT) sú často dispergované v kremíkových olejoch pre rôzne aplikácie vďaka svojim 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 tlačiteľné atramenty, napr. na biologickú aditívnu výrobu nositeľných hmatových senzorov, lešenia na regeneráciu tkanív špecifických pre pacienta a flexibilných EKG a EEG elektród.
Okrem toho sa CNT dispergované v kremíkových olejoch môžu použiť ako vodivé atramenty v elektronických zariadeniach, ako sú flexibilné displeje a senzory. CNT pôsobia ako vodivé dráhy, ktoré umožňujú tok elektrického prúdu.

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

Dispergácia CNT v polyetylénglykole (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Miniatúra videa

Žiadosť o informácie







Vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia sú spoľahlivé a vysoko účinné inline miešacie systémy na výrobu nanodisperzií, napr. vodivých 3D tlačiteľných nanoatramentov na aditívnu výrobu.

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

Výhody ultrazvukovej CNT / polymérnej disperzie

Ultrazvuk je veľmi účinná dispergačná technika, ktorá prináša niekoľko výhod. Výhody ultrazvukovej dispergácie uhlíkových nanotrubíc (CNT) v polyméroch zahŕňajú:

  • Vylepšený rozptyl: 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: Ultrazvuková dispergácia môže výrazne skrátiť čas spracovania v porovnaní s inými disperznými metódami, ako je magnetické miešanie alebo sonikácia bez tepla. To môže zlepšiť efektivitu a škálovateľnosť procesu.
  • Univerzálnosť: Ultrazvukové dispergátory môžu spracovávať akýkoľvek druh nanočastíc vrátane nanosfér (napr. nanooxidu kremičitého), nanotrubíc (SWNT, MWNT), nanolistov, ako je grafén alebo borfén, funkcionalizovaných nanomateriálov, ako aj nanočastíc jadrového obalu. Ultrazvukové prístroje Hielscher samozrejme zvládnu vysoké zaťaženie pevnými látkami a sú kompatibilné s akýmikoľvek rozpúšťadlami a kvapalinami.
  • Nákladovo efektívne: Ultrazvukové dispergátory sú relatívne lacné miešacie zariadenie v porovnaní s mlynmi a inými technikami rozprašovania. Okrem toho sú ultrazvukové procesory veľmi robustné, vyžadujú veľmi malú údržbu a sú veľmi energeticky účinné.
  • Dávkové a inline spracovanie: Ultrazvuková disperzia môže byť spustená v dávkovom alebo kontinuálnom režime.
  • Jednoduchá obsluha: Ultrazvukové sondy sú jednoduché a bezpečné na obsluhu. Digitálne ultrazvukové prístroje Hielscher sú programovateľné a dajú sa ovládať na diaľku. Automatické zaznamenávanie údajov pomáha udržiavať štandardy kvality.
  • Lineárna škálovateľnosť: Ultrazvukové dispergované procesy môžu byť úplne lineárne škálované na akúkoľvek veľkosť, vďaka čomu je sonikácia nielen vysoko efektívnou, ale aj praktickou výrobnou metódou pre priemyselnú výrobu.
  • Šetrné k životnému prostrediu: Ultrazvuková dispergácia je zelená a ekologická metóda, ktorá umožňuje vyhnúť sa alebo znížiť používanie škodlivých rozpúšťadiel alebo chemikálií, čo z nej robí bezpečnejšiu a udržateľnú možnosť pre priemyselné aplikácie.
  • Ultrazvukový priemyselný systém pre inline rozpúšťacie procesy.

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

    Žiadosť o informácie







    V tomto videu vám ukážeme 2 kilowattový ultrazvukový systém pre inline prevádzku v čistiacej skrini. Spoločnosť Hielscher dodáva ultrazvukové zariadenia takmer do všetkých priemyselných odvetví, ako je chemický priemysel, farmaceutický, kozmetický, petrochemický proces, ako aj pre extrakčné procesy založené na rozpúšťadlách. Táto čistiaca skriňa z nehrdzavejúcej ocele je určená na prevádzku v priestoroch s nebezpečenstvom výbuchu. Na tento účel môže zákazník vyčistiť utesnenú skriňu dusíkom alebo čerstvým vzduchom, aby sa zabránilo vniknutiu horľavých plynov alebo pár do skrinky.

    2x 1000 W ultrazvukové prístroje v čistiacej skrini na inštaláciu v priestoroch s nebezpečenstvom výbuchu

    Miniatúra videa

    Všeobecný protokol pre ultrazvukovú výrobu kompozitov CNT / PDMS

    Ultrazvuk sa používa na disperziu mnohých nanomateriálov v polyméroch. Špecifickou a bežne používanou aplikáciou je disperzia uhlíkových nanotrubíc (CNT) v dimetylpolysiloxáne (PDMS) pomocou sondového typu. Na rozptýlenie CNT do matice PDMS sa na rozmotanie nanotrubíc a ich rovnomerné zmiešanie do nanosuspenzie používa výkonový ultrazvuk a výsledné účinky akustické kavitácie. Sonikácia sondového typu je výkonná metóda na rozptýlenie CNT vďaka svojej schopnosti generovať intenzívne kavitačné sily, ktoré môžu účinne rozbiť a rozptýliť aglomerované CNT.
    Ultrazvuková dispergácia je jednoduchý krok spracovania, ktorý nevyžaduje žiadnu špecifickú predbežnú alebo následnú úpravu. Samotné ultrazvukové zariadenie je bezpečné a ľahko ovládateľné.
    Proces disperzie pomocou sonikácie typu sondy zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:

    1. Príprava zmesi CNT-PDMS: Vopred určené množstvo CNT sa pridá do matice PDMS a vopred sa zmieša pomocou mechanického miešadla. Zaujímavé je, že predbežnou dispergáciou CNT v rozpúšťadle by sa mohla zvýšiť elektrická vodivosť. Najlepšie výsledky sa dosahujú tetrahydrofuránom (THF), acetónom alebo chloroformom (zoradené podľa najlepších výsledkov).
    2. Sonikácia typu sondy: Zmes sa podrobí sonikácii typu sondy pomocou ultrazvukovej sondy s vysokou intenzitou, ktorá generuje ultrazvukové vlny s frekvenciou typicky cca. 20 kHz. V závislosti od objemu a zloženia sa sonikácia 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 možno použiť na vizualizáciu distribúcie CNT v matici PDMS a na zabezpečenie rovnomerného rozptýlenia CNT.

    Stručne povedané, sonikácia sondového typu je účinnou metódou na dispergáciu 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 nanotrubíc a iných nanomateriálov na báze uhlíka pomocou ultrazvuku typu sondy bola rozsiahlo skúmaná a následne implementovaná do priemyselnej výroby. Nižšie uvádzame niekoľko výskumných štúdií, ktoré demonštrujú výnimočnú účinnosť disperzie ultrazvukových nanotrubíc.

    Ultrazvuková disperzia CNT v PDMS pre nositeľné senzory

    Ultrazvukový homogenizátor sondového typu UP400St na disperziu a syntézu nanokompozitu.Del Bosque a kol. (2022) porovnávali trojvalcové frézovanie a sonikáciu z hľadiska ich účinnosti disperzie CNT. Analýza disperzného postupu nanočastíc do polymérnej matrice ukazuje, že ultrazvuková technika poskytuje vyššiu elektrickú citlivosť v porovnaní s trojvalcovým frézovaním v dôsledku vyššej homogenity distribúcie CNT indukovanej kavitačnými silami. Pri testovaní rôznych zaťažení CNT sa zistilo, že prah perkolácie systému CNT-PDMS, teda kritický obsah CNT, v ktorom sa stáva elektricky vodivým, je 0,4 hm. % CNT. Viacstenné uhlíkové nanotrubice (MWCNT) boli rozptýlené ultrazvukom pomocou Hielscherovho ultrazvukového UP400ST (pozri obrázok vľavo) pri 0,5 pulzných cykloch a 50 % amplitúde počas 2 hodín. Účinky ultrazvukovej dispergácie v priebehu času sonikácie sú znázornené na obrázku nižšie.
    Na základe tejto analýzy boli pomocou ultrazvukového procesu zvolené optimálne podmienky na výrobu nositeľných senzorov ako 0,4 hm. % CNT. V tomto ohľade analýza elektrickej odozvy pri po sebe idúcich zaťažovacích cykloch preukázala vysokú robustnosť vyvinutých snímačov bez akejkoľvek prítomnosti poškodenia pri 2 %, 5 % a 10 % namáhaní, vďaka čomu sú tieto snímače spoľahlivé na monitorovanie namáhania média.

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

    Ultrazvuková disperzia MWCNT v PDMS pomocou ultrazvuku UP400St v rôznych časoch sonikácie.
    (Štúdia a obrázok: ©del Bosque a kol., 2022)

    Vysokovýkonné ultrazvukové dispergačné zariadenie pre CNT/polymérne nanokompozity

    Ultrazvuk UIP2000hdT je mobilný nadzemný homogenizátor pre množstvo aplikácií kvapalín a pevných látok.Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové sondy pre náročné dispergované aplikácie v laboratóriách, stoloch a priemysle. Dispergátory Hielscher Ultrasonics poskytujú účinnú a presnú homogenizáciu a disperziu nanomateriálov v rozpúšťadlách, polyméroch a kompozitoch.
    Vďaka svojej pokročilej ultrazvukovej technológii ponúkajú tieto dispergátory rýchle a jednoduché riešenie na dosiahnutie rovnomerného rozloženia veľkosti častíc, stabilných disperzií a/alebo funkcionalizácie nanočastíc.
    Skrátením času spracovania a minimalizáciou spotreby energie môžu ultrazvukové dispergátory sond zvýšiť produktivitu a znížiť prevádzkové náklady podnikov v rôznych priemyselných odvetviach.
    Ultrazvukové prístroje Hielscher je možné tiež prispôsobiť tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám, s možnosťami pre celý rad veľkostí sond, posilňovacích klaksónov, úrovní výkonu a prietokových článkov, vďaka čomu sú všestranné a prispôsobiteľné rôznym nanoformuláciám a objemom.
    Celkovo sú rozprašovače ultrazvukových 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

    Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie spoľahlivo zvládajú ultrazvukové prístroje Hielscher.

    Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

    Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:

    Objem dávky Prietok Odporúčané zariadenia
    05 až 1,5 ml N.A. VialTweeter
    1 až 500 ml 10 až 200 ml/min UP100H
    10 až 2000 ml 20 až 400 ml/min UP200Ht, UP400St
    0.1 až 20 l 00,2 až 4 l/min UIP2000hdT
    10 až 100 l 2 až 10 l/min UIP4000hdT
    15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
    N.A. 10 až 100 l/min UIP16000
    N.A. väčší Zhluk UIP16000

    Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!

    Požiadajte o ďalšie informácie

    Pomocou nižšie uvedeného formulára si môžete vyžiadať ďalšie informácie o ultrazvukových procesoroch, aplikáciách a cene. Radi s vami prediskutujeme váš proces a ponúkneme vám ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









    Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov.




    Ultrazvuková disperzia uhlíkových nanotrubíc: Hielscherov ultrazvuk UP400S (400W) rýchlo a efektívne rozptyľuje a rozčesáva CNT do jednotlivých nanotrubíc.

    Dispergácia uhlíkových nanotrubíc vo vode pomocou UP400S

    Miniatúra videa

    Ultrazvukové homogenizátory s vysokým šmykom sa používajú v laboratórnych, stolových, pilotných a priemyselných spracovaniach.

    Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.



    Priemyselný miešací reaktor pre nanodisperzie s použitím vysokovýkonných ultrazvukových sond.

    Ultrazvukový dávkový reaktor na priemyselné spracovanie, napr. začlenenie CNT a iných nanoplnív do polymérov pre 3D tlačiteľné atramenty na aditívne použitie.


    Literatúra / Referencie


    High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

    Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.

    Radi prediskutujeme váš proces.

    Let's get in contact.