Ultrazvočna proizvodnja prevodnih črnil v velikem obsegu
- Enakomerno razpršeni nanodelci, kot so srebro, grafen ali CNT z natančno prilagojeno velikostjo delcev, so ključnega pomena za proizvodnjo visoko prevodnih črnil.
- Močni ultrazvočni razpršilniki omogočajo sintezo, deaglomeracijo in distribucijo kovinskih (npr. Ag), nanodelcev na osnovi ogljika (npr. CNT, grafen) in nanokompozitov z odlično električno prevodnostjo.
- Hielscher ultrazvočni dispergatorji zagotavljajo visoko kakovostne disperzije, hkrati pa so zelo učinkoviti, zanesljivi in stroškovno učinkoviti.
Ultrazvočna disperzija prevodnih nanodelcev
Prevodno črnilo ima – kot že ime pove – funkcionalnost električne prevodnosti. Za pripravo prevodnih črnil in premazov morajo biti komponente, ki vodijo elektriko (prevodna polnila), zelo enakomerno razpršene v črnilno podlago. Nanodelci, kot so srebro, baker, CNT, grafen, grafit, drugi kovinski delci in nanokompoziti, so vključeni za visoko prevodnost.
Ultrazvočni procesorji ustvarjajo izjemno intenzivne strižne sile, s katerimi je mogoče premagati van der Waalsove sile in molekularne vezi. Ultrazvočna disperzija je najprimernejša tehnika za razpršitev nanodelcev, saj ultrazvočna razbijanje daje zelo ozko porazdelitev velikosti zrn, visoke funkcionalnosti delcev in ponovljive rezultate.
Ultrazvočni šaržni reaktor za disperzijo nanomaterialov v prevodnih črnilih.
- Nano-srebrna črnila
- Grafenska črnila (z zelo visokimi obremenitvami grafena)
- Bakrena črnila (nanožice in nanodelci)
- CNT črnila
- Črnila SWNT
- Nano-zlata črnila
- Raznovrstni nanokompoziti
- Črnila za 3D-tiskanje
- električno prevodna lepila (ECA)
Ultrazvočna disperzija dielektričnih nanodelcev
Da bi kompozitu dali izolacijske lastnosti, je treba dielektrične delce, kot so SiO2, ZnO, aluminijev epoksidni nanokompoziti, med drugim homogeno razpršiti kot posamezni delci v matrico. Ultrazvočna disperzija zagotavlja, da se aglomerati razbijejo, tako da so nanodelci dobro razpršeni. Zelo ozka porazdelitev delcev je ključnega pomena za zanesljivo dielektrično funkcionalnost materiala.
Hielscher ultrazvočni aparati visoke moči za nanodisperzije
Zmogljivi ultrazvočni sistemi zagotavljajo zanesljivo disperzijo nanodelcev – Na ravni laboratorija in na namizni plošči do popolnoma industrijskega obsega. v primerjavi z drugimi ultrazvočnimi dobavitelji lahko Hielscher ultrazvočni sistem zagotovi zelo visoke amplitude do 200 μm – 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.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
- Prilagojena velikost delcev
- visoka prevodnost
- Velike obremenitve delcev
- nizke do visoke viskoznosti
- Nadzor procesa
- enostavna obdelava
- Hiter
- Stroškovno učinkovit
Industrijski ultrazvočni procesor UIP16000 (16kW) za proizvodnjo prevodnih črnil
Literatura / Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
električno prevodni nanodelci
Nanodelci (NP) ponujajo edinstvene lastnosti materiala, ki se lahko drastično razlikujejo od lastnosti materiala. Nanomateriali so na voljo v različnih oblikah. Lahko imajo izjemno visoko razmerje širine in višine 1: 1.000.000 (npr. nanocevke) ali popolnoma sherikalno obliko. Poleg cevi in kroglic so nanodelci v obliki palic, žic, brkov, nanocvetov, vlaken, kosmičev in pik.
Velikost in oblika nanodelcev igrata pomembno vlogo pri lastnostih NP, kot so natezna trdnost, prožnost, termomehanske, prevodne, dielektrične, magnetne in optične lastnosti. Da bi te funkcije prenesli v kompozite, morajo biti NP razpršeni in enakomerno zmešani v matriko. Da bi dobili tako visoko kakovostno disperzijo, je ultrasonication najprimernejša tehnika razprševanja.
Električno prevodni nanodelci se pogosto uporabljajo, da črnilom in premazom dajejo zmogljivost električne ugodnosti. Nano-srebro (nano-Ag) je eno najpogosteje uporabljenih nanopolnil v prevodnih črnilih. Prevodna črnila na osnovi srebra so lahko oblikovana kot črnila na vodni osnovi in za sitotisk, ki so prožna in odporna proti gubanju.
prevodna črnila
Prevodna črnila so prevodni polimeri (polianilin, politiofen ali polipiroli, itd.), ki se lahko nanesejo s brizgalnim tiskanjem, spin-premazom itd. Običajna elektroprevodna črnila lahko razvrstimo v tri kategorije, ki ustrezajo njihovim prevodnim komponentam, ki so lahko žlahtne kovine, prevodni polimeri ali ogljikovi nanomateriali. Prevodna črnila imajo širok spekter uporabe in se uporabljajo v proizvodnji elektronike, embalaže (PET in plastične folije), senzorjev, anten, RFID oznak/nalepk, zaslonov na dotik, OLED zaslonov, tiskanih grelcev in mnogih drugih.
PEDOT:PSS [poli(3,4-etilendioksitiofen) poli(stirensulfonat)] je eden najbolj uporabljenih prevodnih polimerov, ki poleg visoke prevodnosti ponujajo tudi transparenten videz. Z dodajanjem mreže ogljikovih nanocevk, srebrovih nanožic in/ali grafena se lahko prevodnost PEDOT:PSS znatno poveča. Modificirana črnila in formulacije PEDOT:PSS so na voljo za različne postopke premazovanja in tiskanja. Črnila PEDOT:PSS na vodni osnovi se uporabljajo predvsem pri premazovanju rež, fleksografiji, globoki in brizgalnem tisku.
Dielektrična črnila
Dielektrična črnila in premazi so električno neprevodni in se uporabljajo pri sitotisku elektronskih vezij za izdelavo izolacijske plasti za zaščito in izboljšanje prevodnih materialov.
Dielektrični nanodelci se uporabljajo za izolacijsko sposobnost črnil, past in premazov.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.