Hielscher ultraljud teknik

Ultraljudappaarter att skingra nanomaterial

Nanomaterial har blivit en integrerad komponent av produkter så olika som solskyddsmedel, funktionell färg, eller plastkompositer. Ultraljud kavitation används för att dispergera partiklar i nanostorlek i vätskor, såsom vatten, olja, lösningsmedel eller hartser.

UP200S ultraljudshomogenisator för partikeldispersion

Tillämpningen av ultraljud för nanomaterial har mångahanda effekter. Den mest uppenbara är dispergering av material i vätskor för att bryta partikelagglomerat. Annan process är tillämpningen av ultraljud under partikelsyntes eller utfällning. Generellt leder detta till mindre partiklar och ökad storlek enhetlighet. ultraljud kavitation förbättrar materialöverföring vid partikelytorna, också. Denna effekt kan användas för att förbättra ytan funktionalisering av material som har en hög specifik ytarea.

Dispergering och storlek minskning av nanomaterial

Degussa titandioxid pulver före och efter ultraljuds cavitational bearbetning.Nanomaterial, t.ex. metalloxider, nanoleror eller kolnanorör tenderar att agglomereras när de blandas in i en vätska. Effektiva medel för deagglomerating och spridning behövs för att övervinna bindningskrafterna efter wettening pulvret. Ultraljuds uppbrytning av de agglomererade strukturer i vattenhaltiga och icke-vattenhaltiga suspensioner tillåter utnyttjande av den fulla potentialen av nanomaterial. Undersökningar på olika dispersioner av nanopartikulära agglomerat med en variabel fast innehåll har visat den väsentliga fördelen av ultraljud i jämförelse med andra tekniker, såsom rotor stator blandare (t ex Ultra Turrax), kolv homogenisatorer, eller våta malningsmetoder, t.ex. bead kvarnar eller kolloidkvarnar. Hielscher ultraljud system kan köras på ganska höga koncentrationer av fasta ämnen. Till exempel kiseldioxid brotthastigheten befanns vara oberoende av den fast koncentration av upp till 50% efter vikt. Ultraljud kan appliceras för dispergeringen av högkoncentrerade master-satser - bearbetning låg och hög viskositet vätskor. Detta gör ultraljud bra bearbetning lösning för färger och beläggningar, baserade på olika medier, såsom vatten, harts eller olja.

Klicka här för att läsa mer om ultraljud dispergering av kolnanorör.

ultraljud kavitation

Ultrasonic Kavitation i vatten som orsakas av intensiv ultraljudDispersion och deagglomeration genom ultraljudsbehandling är ett resultat av ultraljud kavitation. När exponera vätskor för ultraljud ljudvågor som propagerar in i vätske resultatet i omväxlande högtrycks- och lågtryckscykler. Detta gäller mekaniska belastningen av de attraherande krafterna mellan de individuella partiklarna. ultraljud kavitation i vätskor orsakar hög hastighet sprutade vätskor upp till 1000 km / h (ca. 600mph). Sådana strålar trycker vätska vid högt tryck mellan partiklarna och skilja dem från varandra. Mindre partiklar accelereras med vätskestrålarna och kolliderar vid höga hastigheter. Detta gör ultraljud ett effektivt medel för dispergering men också för fräsning av mikron-storlek och sub micron-storlek partiklar.

Ultraljud Assisted Partikel Synthesis / Nederbörd

Optimerad sono-kemisk reaktor (Banert et al., 2006)Nanopartiklar kan genereras nedifrån och upp genom syntes eller utfällning. Sonochemistry är en av de tidigaste tekniker som används för att framställa nanoföreningar. Suslick i sitt ursprungliga arbete, sonikerad Fe (CO)5 antingen som en ren vätska eller i en deaclin lösningen och erhållna 10-20nm storlek amorfa järnnanopartiklar. Allmänhet, startar en övermättad blandning bilda fasta partiklar ur en högkoncentrerad material. Ultrasonication förbättrar blandningen av förelöpare och ökar massöverföring vid partikelytan. Detta leder till mindre partikelstorlek och högre likformighet.

Klicka här för att läsa mer om ultraljud hjälp utfällning av nanomaterial.

Ytfunktionalisering med ultraljud

Många nanomaterial, såsom metalloxider, bläckstrålebläck och toner pigment eller fyllmedel för prestanda beläggningar, Kräver ytfunktionalisering. För att funktionalisera den fullständiga ytan av varje enskild partikel, är en god dispersion metod krävs. Vid dispergering, är partiklar typiskt omgivna av ett gränsskikt av molekyler attraheras till partikelytan. För att nya funktionella grupper för att komma till partikelytan, behöver denna gränsskikt för att brytas upp eller tas bort. De vätskestrålar som härrör från ultraljud kavitation kan nå hastigheter på upp till 1000 km / h. Denna stress bidrar till att övervinna de attraherande krafterna och bär de funktionella molekyler till partikelytan. I sonochemistry, Denna effekt används för att förbättra prestanda av dispergerade katalysatorer.

Ultrasonication innan partikelstorlek mätning

Pumpning, omrörning och ultraljudsbehandling med allt-i-ett ultraljud enhet SonoStep (Klicka för att förstora!)

Ultrasonication prover förbättrar noggrannheten hos din partikelstorlek eller morfologi mätning. Den nya SonoStep kombinerar ultraljud under omrörning och pumpning av prover i en kompakt design. Det är lätt att använda och kan användas för att leverera sonikerade prov till analytiska anordningar, såsom partikelstorlek analysatorer. Den intensiva ultraljudsbehandling hjälper till att sprida agglomererade partiklar som leder till mer konsekventa resultat.Klicka här för att läsa mer!

Ultraljuds Behandling för Lab och produktionsskala

Ultraljud processorer och flödesceller för deagglomeration och dispersion är tillgängliga för Laboratorium och produktion nivå. Industrisystem kan enkelt eftermonteras arbeta inline. För forskning och processutveckling rekommenderar vi att du använder UIP1000hd (1000 watt).

Hielscher erbjuder ett brett sortiment av ultraljud enheter och tillbehör för effektiv dispergering av nanomaterial, t.ex. i färger, tryckfärger och beläggningar.

  • Kompakta laboratorie enheter upp till 400 watt effekt
    Dessa anordningar används huvudsakligen för provberedning eller inledande genomförbarhetsstudier och är tillgängliga för uthyrning.
  • 500 och 1000 och 2000 watt ultraljud processorer som den UIP1000hd set med flödescell och olika booster horn och sonotroder kan bearbeta större volymströmmar.
    Anordningar som denna används i optimeringen av parametrarna (som: amplitud, driftstrycket, flödeshastighet etc.) i bänkbaserade eller pilotanläggningsskala.
  • Ultraljud processorer av 2, 4, 10 och 16kW och större kluster av flera sådana enheter kan bearbeta produktionsvolymströmmar vid nästan alla nivåer.

Bänk utrustning finns att hyra på goda förutsättningar för att köra processförsök. Resultaten av dessa försök kan skalas linjärt till produktionsnivån - att minska risker och kostnader som är involverade i processutveckling. Vi ska vara glada att hjälpa dig på nätet, via telefon eller personligen. Här hittar våra adresser här, Eller använd formuläret nedan.

Begär ett förslag till denna punkt!

För att få ett förslag, lägg dina kontaktuppgifter i formuläret nedan. En konfiguration typisk anordning är förväljas. Känn dig fri att revidera valet innan du klickar på knappen för att begära att förslaget.








Ange den information som du vill få nedan:






Observera att våra Integritetspolicy.


Litteratur


Aharon tankar (2004): Använda sonochemistry för tillverkning av nanomaterial, ultraljud Sonochemistry Inbjuden Bidrag2004 Elsevier B.V.

nano~~POS=TRUNC – Bakgrundsinformation

Nanomaterial är material som är mindre än 100 nm i storlek. De snabbt framåt i formuleringar av färger, tryckfärger och beläggningar. Nanomaterial delas in i tre huvudkategorier: metalloxider, nanoleror och kolnanorör. Metall-oxidnanopartiklar, inkluderar nanoskala zinkoxid, titanoxid, järnoxid, ceriumoxid och zirkoniumoxid, liksom blandade-metallföreningar, såsom indium-tennoxid och zirkonium och titan, såväl som blandade metallföreningar, såsom indium -tin oxid. Denna lilla sak påverkar många discipliner, såsom fysik, Kemi och biologi. I färg- och coatings nanomaterial uppfylla dekorativa behov (t ex färg och glans), funktionella ändamål (t ex ledningsförmåga, mikrobiell inaktivering) och förbättra skyddet (t ex reptålighet, UV-stabilitet) av färger och beläggningar. Särskilt nanostorlek metalloxider, såsom TiO2 och ZnO eller Alumina, Ceria och kiseldioxid och nanostorlek pigment finna tillämpning i ny färg och beläggningsformuleringar.

När ärendet förminskas den ändrar dess egenskaper, såsom färg och interaktion med andra material såsom kemisk reaktivitet. Förändringen i egenskaperna orsakas av förändringen av de elektroniska egenskaperna. Vid partikelstorleksreduktionökas materialets ytarea. På grund av detta, en högre andel av atomerna kan interagera med andra frågor, e.g. med matrisen av hartser.

Ytaktivitet är en viktig aspekt av nanomaterial. Tät bebyggelse och agg regering blockerar ytarea från kontakt med annan materia. Endast väl spridda eller enstaka spridda partiklar gör det möjligt att utnyttja den fulla gynnsamma potentialen i frågan. I resultat bra spridning minskar mängden nanomaterial som behövs för att uppnå samma effekter. Eftersom de flesta nanomaterial fortfarande är ganska dyra är denna aspekt av stor betydelse för kommersialiseringen av produkt formuleringar som innehåller nanomaterial. Idag produceras många nanomaterial i en torr process. Som ett resultat, partiklarna måste blandas i flytande formuleringar. Det är där de flesta nanopartiklar bildar agglomeratbildning under vätning. Särskilt kolnanorör är mycket kohesiv vilket gör det svårt att dispergera dem i vätskor, såsom vatten, etanol, olja, polymer eller epoxiharts. Konventionella bearbetningsanordningar, t.ex. hög skjuvning eller rotor-stator-blandare, högtrycks homogenisatorer eller kolloida och skivkvarnar misslyckas vid separering nanopartiklarna till diskreta partiklar. I synnerhet för små material från flera nanometer till några mikrometer, är ultraljud kavitation mycket effektivt för att bryta agglomerat, aggregat och även primärvalen. När ultraljud används för fräsning av höga koncentrations satser, vätskestrålarna strömmar till följd av ultraljud kavitation, göra partiklarna kolliderar med varandra med hastigheter på upp till 1000 km / h. Detta bryter van der Waals-krafter i agglomerat och även primära partiklar.