Ултразвучна дисперзија наноматеријала (наночестице)
Наноматеријали су постали саставна компонента различитих производа као што су материјали високих перформанси, креме за сунчање, премази за перформансе или пластични композити. Ултразвучна кавитација се користи за распршивање честица нано величине у течности, као што су вода, уље, растварачи или смоле.
Ултразвучна дисперзија наночестица
Примена од Ултразвучна дисперзија наночестица има вишеструке ефекте. Најочигледнији је дисперговање материјала у течностима у циљу разбијања агломерата честица. Други процес је примена ултразвука током синтеза честица или преципитација. Генерално, ово доводи до мањих честица и повећане уједначености величине. ултразвучна кавитација такође побољшава пренос материјала на површинама честица. Овај ефекат се може користити за побољшање површине функционализација материјала који имају велику специфичну површину.
Дисперговање и смањење величине наноматеријала
Наноматеријали, нпр. метални оксиди, наноглине или Царбон Нанотубес имају тенденцију да се агломерирају када се помешају у течност. Ефикасна средства за деагломерацију и Дисперсинг потребни су да би се савладале силе везивања након влажења праха. Ултразвучно разбијање агломератних структура у воденим и неводеним суспензијама омогућава искоришћење пуног потенцијала материјала нано величине. Истраживања различитих дисперзија агломерата наночестица са променљивим садржајем чврстих материја су показала значајну предност ултразвука у поређењу са другим технологијама, као што су миксери роторског статора (нпр. ултра туррак), клипни хомогенизатори или методе влажног млевења, нпр. . Хиелсцхер ултразвучни системи могу да раде на прилично високим концентрацијама чврстих материја. На пример за Силица утврђено је да је стопа лома независна од чврста концентрација до 50% према тежини. Ултразвук се може применити за дисперговање високих концентрација мастер-бачва – обраду течности ниског и високог вискозитета. Ово чини ултразвук добрим решењем за обраду боја и премаза на бази различитих медија, као што су вода, смола или уље.
Ултразвучни хомогенизатор УП400Ст за нано-дисперзије
ултразвучна кавитација
Дисперзија и деагломерација ултразвуком су резултат ултразвучне кавитације. Када се течности излажу ултразвуку, звучни таласи који се шире у течност доводе до наизменичних циклуса високог и ниског притиска. Ово примењује механички стрес на силе привлачења између појединачних честица. ултразвучна кавитација у течностима изазива велике брзине млаза течности до 1000 км/х (приближно 600 мпх). Такви млазници притискају течност под високим притиском између честица и одвајају их једне од других. Мање честице се убрзавају са млазовима течности и сударају се при великим брзинама. Ово чини ултразвук ефикасним средством за распршивање, али и за глодање честица микронске и субмикронске величине.
Ултразвучно потпомогнута синтеза честица / преципитација
Наночестице се могу генерисати одоздо према горе синтезом или преципитацијом. Сонохемија је једна од најранијих техника коришћених за припрему једињења нанозе. Суслицк у свом оригиналном раду, ултразвучни Фе(ЦО)5 било као чиста течност или у раствору деаклина и добијене су аморфне наночестице гвожђа величине 10-20 нм. Генерално, презасићена смеша почиње да формира чврсте честице од високо концентрованог материјала. Ултрасоницатион побољшава мешање прекурсора и повећава пренос масе на површини честица. Ово доводи до мање величине честица и веће униформности.
УИП2000хдТ, 2кВ моћан ултрасоникатор за распршивање СВЦНТ-а.
Функционализација површине помоћу ултразвука
Многи наноматеријали, попут металних оксида, инкјет мастило и пигменти тонера или пунила за перформансе премази, захтевају функционализацију површине. Да би се функционализовала комплетна површина сваке појединачне честице, потребна је добра метода дисперзије. Када су дисперговане, честице су обично окружене граничним слојем молекула привучених површином честице. Да би нове функционалне групе дошле до површине честица, овај гранични слој треба разбити или уклонити. Млазеви течности који настају услед ултразвучне кавитације могу достићи брзину до 1000 км/х. Овај стрес помаже да се превазиђу силе привлачења и носи функционалне молекуле на површину честице. Ин Соноцхемистри, овај ефекат се користи за побољшање перформанси диспергованих катализатора.
Ултрасоницатион пре мерења величине честица
Ултразвучна обрада узорака побољшава тачност мерења величине честица или морфологије. Нови СоноСтеп комбинује ултразвук, мешање и пумпање узорака у компактном дизајну. Једноставан је за руковање и може се користити за испоруку ултразвучних узорака аналитичким уређајима, као што су анализатори величине честица. Интензивна соникација помаже у распршивању агломерираних честица што доводи до конзистентнијих резултата.Кликните овде да прочитате више!
Ултразвучна обрада за лабораторијску и производну скалу
Доступни су ултразвучни процесори и проточне ћелије за деагломерацију и дисперзију Лабораторија и производње ниво. Индустријски системи се лако могу накнадно опремити да раде у линији. За истраживање и развој процеса препоручујемо коришћење УИП1000хд (1.000 вати).
Хиелсцхер нуди широк спектар ултразвучних уређаја и додатака за ефикасно распршивање наноматеријала, нпр. у бојама, мастилима и премазима.
- Компактни лабораторијски уређаји до Снага 400 вати.
Ови уређаји се углавном користе за припрему узорака или почетне студије изводљивости и доступни су за изнајмљивање. - 500 и 1,000 и 2,000 вати ултразвучни процесори попут УИП1000хд сет са проточном ћелијом и разним бустер роговима и сонотродама може да обрађује токове већег обима.
Овакви уређаји се користе за оптимизацију параметара (као што су: амплитуда, радни притисак, брзина протока итд.) у скали столног или пилот постројења. - Ултразвучни процесори од 2кВ, 4кВ, 10кВ и 16кВ а веће групе од неколико таквих јединица могу да обрађују токове обима производње на скоро сваком нивоу.
Столна опрема је доступна за изнајмљивање под добрим условима за пробне процесе. Резултати таквих испитивања могу се линеарно скалирати на ниво производње – смањујући ризик и трошкове који су укључени у развој процеса. Биће нам драго да вам помогнемо онлајн, телефоном или лично. Молим те, нађи наше адресе овде, или користите образац испод.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Наноматеријали – Основне информације
Наноматеријали су материјали величине мање од 100 нм. Брзо напредују у формулације боја, мастила и премаза. Наноматеријали спадају у три широке категорије: метални оксиди, наноглине и Царбон Нанотубес. Наночестице металних оксида укључују цинк оксид, титанијум оксид, гвожђе оксид, церијум оксид и цирконијум оксид, као и мешана метална једињења као што су индијум-калај оксид и цирконијум и титанијум, као и мешана метална једињења као што је индијум -калајни оксид. Ова мала ствар има утицаја на многе дисциплине, као што су физика, хемија и биологија. У бојама и премазима наноматеријали испуњавају декоративне потребе (нпр. боја и сјај), функционалне сврхе (нпр. проводљивост, микробна инактивација) и побољшавају заштиту (нпр. отпорност на гребање, УВ стабилност) боја и премаза. Посебно метални оксиди нано величине, као што су ТиО2 и ЗнО или глиница, церије и Силица а пигменти нано величине налазе примену у новим формулацијама боја и премаза.
Када се материја смањи у величини, она мења своје карактеристике, као што су боја и интеракција са другим материјама, као што је хемијска реактивност. Промена карактеристика је узрокована променом електронских својстава. Од смањење величине честица, повећава се површина материјала. Због тога, већи проценат атома може да ступи у интеракцију са другим материјама, нпр. са матрицом смола.
Површинска активност је кључни аспект наноматеријала. Агломерација и агрегација блокира површину од контакта са другом материјом. Само добро дисперговане или појединачно дисперговане честице омогућавају да се искористи пуни корисни потенцијал материје. Као резултат, добро дисперговање смањује количину наноматеријала која је потребна за постизање истих ефеката. Пошто је већина наноматеријала још увек прилично скупа, овај аспект је од великог значаја за комерцијализацију формулација производа који садрже наноматеријале. Данас се многи наноматеријали производе сувим процесом. Као резултат тога, честице се морају мешати у течне формулације. Овде већина наночестица формира агломерате током влажења. Посебно Царбон Нанотубес су веома кохезивни што отежава њихово распршивање у течности, као што су вода, етанол, уље, полимер или епоксидна смола. Конвенционални уређаји за обраду, нпр. мешалице са високим смицањем или ротор-статор, хомогенизатори високог притиска или колоидни и диск млинови не успевају у раздвајању наночестица у дискретне честице. Посебно за мале материје од неколико нанометара до неколико микрона, ултразвучна кавитација је веома ефикасна у разбијању агломерата, агрегата, па чак и примарних. Када се ултразвук користи за глодање Код серија високе концентрације, млазови течности који настају као резултат ултразвучне кавитације, чине да се честице сударају једна са другом при брзинама до 1000 км/х. Ово разбија ван дер Валсове силе у агломератима, па чак и примарним честицама.
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за апликације за мешање, дисперзију, емулзификацију и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.