การกระจายอัลตราโซนิกของวัสดุนาโน (อนุภาคนาโน)
วัสดุนาโนได้กลายเป็นส่วนประกอบสําคัญของผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น วัสดุประสิทธิภาพสูง ครีมกันแดด สารเคลือบประสิทธิภาพสูง หรือคอมโพสิตพลาสติก โพรงอากาศอัลตราโซนิกใช้เพื่อกระจายอนุภาคขนาดนาโนลงในของเหลวเช่นน้ําน้ํามันตัวทําละลายหรือเรซิน
การกระจายอัลตราโซนิกของอนุภาคนาโน
การประยุกต์ใช้ การกระจายอัลตราโซนิกของอนุภาคนาโน มีผลมากมาย ที่ชัดเจนที่สุดคือ การกระจายตัวของวัสดุในของเหลว เพื่อทําลายการรวมตัวของอนุภาค อีกกระบวนการหนึ่งคือการใช้อัลตราซาวนด์ระหว่าง การสังเคราะห์อนุภาคหรือการตกตะกอน. โดยทั่วไปสิ่งนี้จะนําไปสู่อนุภาคที่เล็กลงและความสม่ําเสมอของขนาดที่เพิ่มขึ้น โพรงอากาศอัลตราโซนิก ปรับปรุงการถ่ายเทวัสดุที่พื้นผิวอนุภาคด้วย เอฟเฟกต์นี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงพื้นผิว การทํางาน ของวัสดุที่มีพื้นที่ผิวจําเพาะสูง
การกระจายตัวและการลดขนาดของวัสดุนาโน
วัสดุนาโน เช่น โลหะออกไซด์ นาโนเคลย์ หรือ ท่อนาโนคาร์บอน มีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อนเมื่อผสมลงในของเหลว วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแยกตัวและ สลาย จําเป็นต้องเอาชนะแรงยึดเกาะหลังจากทําให้ผงเปียก การสลายตัวด้วยอัลตราโซนิกของโครงสร้างการรวมตัวกันในสารแขวนลอยที่เป็นน้ําและไม่ใช่น้ําช่วยให้สามารถใช้ศักยภาพของวัสดุขนาดนาโนได้อย่างเต็มที่ การตรวจสอบการกระจายตัวต่างๆ ของการรวมตัวกันของอนุภาคนาโนที่มีปริมาณของแข็งแปรผันได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สําคัญของอัลตราซาวนด์เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น เครื่องผสมสเตเตอร์โรเตอร์ (เช่น Ultra Turrax) โฮโมจีไนเซอร์ลูกสูบ หรือวิธีการกัดแบบเปียก เช่น โรงสีลูกปัดหรือโรงสีคอลลอยด์ ระบบอัลตราโซนิก Hielscher สามารถทํางานได้ที่ความเข้มข้นของแข็งที่ค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่น ซิลิกา อัตราการแตกหักพบว่าเป็นอิสระจาก ความเข้มข้นของแข็งสูงถึง 50% ตามน้ําหนัก อัลตราซาวนด์สามารถใช้สําหรับการกระจายตัวของมาสเตอร์แบทช์ที่มีความเข้มข้นสูง – การประมวลผลของเหลวที่มีความหนืดต่ําและสูง สิ่งนี้ทําให้อัลตราซาวนด์เป็นโซลูชันการประมวลผลที่ดีสําหรับสีและสารเคลือบโดยใช้สื่อต่างๆ เช่น น้ํา เรซิน หรือน้ํามัน
โพรงอากาศอัลตราโซนิก
การกระจายตัวและการแยกตัวเป็นก้อนโดยอัลตราโซนิกเป็นผลมาจากโพรงอากาศอัลตราโซนิก เมื่อให้ของเหลวสัมผัสกับอัลตราซาวนด์คลื่นเสียงที่แพร่กระจายเข้าไปในของเหลวจะส่งผลให้เกิดวงจรความดันสูงและความดันต่ําสลับกัน สิ่งนี้ใช้ความเครียดเชิงกลกับแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคแต่ละอนุภาค โพรงอากาศอัลตราโซนิก ในของเหลวทําให้เกิดไอพ่นของเหลวความเร็วสูงถึง 1,000 กม./ชม. (ประมาณ 600 ไมล์ต่อชั่วโมง) ไอพ่นดังกล่าวกดของเหลวที่แรงดันสูงระหว่างอนุภาคและแยกออกจากกัน อนุภาคขนาดเล็กจะถูกเร่งด้วยไอพ่นของเหลวและชนกันด้วยความเร็วสูง สิ่งนี้ทําให้อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสําหรับการกระจายตัว แต่ยังรวมถึง การบด ของอนุภาคขนาดไมครอนและขนาดย่อยไมครอน
การสังเคราะห์อนุภาคด้วยอัลตราโซนิกช่วย / การตกตะกอน
อนุภาคนาโนสามารถสร้างจากล่างขึ้นบนโดยการสังเคราะห์หรือการตกตะกอน โซโนเคมีเป็นหนึ่งในเทคนิคแรกสุดที่ใช้ในการเตรียมสารประกอบขนาดนาโน Suslick ในผลงานต้นฉบับของเขา sonicated Fe (CO)5 ไม่ว่าจะเป็นของเหลวที่เรียบร้อยหรือในสารละลาย deaclin และได้อนุภาคนาโนเหล็กอสัณฐานขนาด 10-20 นาโนเมตร โดยทั่วไป ส่วนผสมอิ่มตัวยิ่งยวดจะเริ่มก่อตัวเป็นอนุภาคของแข็งจากวัสดุที่มีความเข้มข้นสูง อัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการผสมของสารตั้งต้นและเพิ่มการถ่ายโอนมวลที่พื้นผิวอนุภาค สิ่งนี้นําไปสู่ขนาดอนุภาคที่เล็กลงและความสม่ําเสมอที่สูงขึ้น
การทํางานของพื้นผิวโดยใช้อัลตราซาวนด์
วัสดุนาโนหลายชนิด เช่น โลหะออกไซด์ หมึกอิงค์เจ็ท และเม็ดสีโทนเนอร์หรือฟิลเลอร์เพื่อประสิทธิภาพ เคลือบต้องการการทํางานพื้นผิว เพื่อให้พื้นผิวที่สมบูรณ์ของอนุภาคแต่ละชิ้นทํางานได้จําเป็นต้องมีวิธีการกระจายตัวที่ดี เมื่อกระจายตัว อนุภาคมักจะล้อมรอบด้วยชั้นขอบเขตของโมเลกุลที่ดึงดูดไปยังพื้นผิวอนุภาค เพื่อให้กลุ่มฟังก์ชันใหม่ไปถึงพื้นผิวอนุภาคชั้นขอบเขตนี้จําเป็นต้องถูกทําลายหรือลบออก ไอพ่นของเหลวที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิกสามารถเข้าถึงความเร็วได้ถึง 1,000 กม./ชม. ความเครียดนี้ช่วยเอาชนะแรงดึงดูดและนําโมเลกุลที่ใช้งานได้ไปยังพื้นผิวอนุภาค ใน โซโนเคมีเอฟเฟกต์นี้ใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่กระจายตัว
อัลตราโซนิกก่อนการวัดขนาดอนุภาค
อัลตราโซนิกของตัวอย่างช่วยเพิ่มความแม่นยําของขนาดอนุภาคหรือการวัดสัณฐานวิทยาของคุณ SonoStep ใหม่ผสมผสานอัลตราซาวนด์ การกวน และการสูบน้ําของตัวอย่างในการออกแบบที่กะทัดรัด ใช้งานง่ายและสามารถใช้เพื่อส่งตัวอย่างที่โซนิคไปยังอุปกรณ์วิเคราะห์เช่นเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาค การ sonication ที่เข้มข้นช่วยในการกระจายอนุภาคที่จับตัวเป็นก้อนซึ่งนําไปสู่ผลลัพธ์ที่สม่ําเสมอมากขึ้นคลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติม!
การประมวลผลอัลตราโซนิกสําหรับห้องปฏิบัติการและขนาดการผลิต
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกและโฟลว์เซลล์สําหรับการแยกตัวเป็นก้อนและการกระจายตัวมีให้สําหรับ ห้องทดลอง และ การผลิต ระดับ ระบบอุตสาหกรรมสามารถติดตั้งเพิ่มเติมเพื่อทํางานแบบอินไลน์ได้อย่างง่ายดาย สําหรับการวิจัยและการพัฒนากระบวนการ เราแนะนําให้ใช้ UIP1000hd (1,000 วัตต์).
Hielscher นําเสนออุปกรณ์อัลตราโซนิกและอุปกรณ์เสริมที่หลากหลายสําหรับการกระจายตัวของวัสดุนาโนอย่างมีประสิทธิภาพเช่นในสีหมึกและสารเคลือบ
- อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด มากถึง กําลังไฟ 400 วัตต์.
อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้สําหรับการเตรียมตัวอย่างหรือการศึกษาความเป็นไปได้เบื้องต้น และสามารถให้เช่าได้ - 500 และ 1,000 และ 2,000 โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกวัตต์เช่น ชุด UIP1000hd พร้อมโฟลว์เซลล์และแตรบูสเตอร์และ sonotrodes ต่างๆ สามารถประมวลผลสตรีมที่มีปริมาณมากขึ้น
อุปกรณ์เช่นนี้ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ (เช่น: แอมพลิจูด ความดันในการทํางาน อัตราการไหล ฯลฯ) ในระดับตั้งโต๊ะหรือโรงงานนําร่อง - โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของ 2 กิโลวัตต์, 4 กิโลวัตต์, 10 กิโลวัตต์ และ 16 กิโลวัตต์ และคลัสเตอร์ขนาดใหญ่ของหน่วยดังกล่าวหลายหน่วยสามารถประมวลผลกระแสปริมาณการผลิตได้เกือบทุกระดับ
มีอุปกรณ์ตั้งโต๊ะให้เช่าในสภาพที่ดีเพื่อดําเนินการทดลองกระบวนการ ผลลัพธ์ของการทดลองดังกล่าวสามารถปรับขนาดเป็นเส้นตรงตามระดับการผลิต ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงและต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนากระบวนการ เรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณทางออนไลน์ทางโทรศัพท์หรือเป็นการส่วนตัว กรุณาค้นหา ที่อยู่ของเราที่นี่หรือใช้แบบฟอร์มด้านล่าง
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วัสดุนาโน – ข้อมูลพื้นฐาน
วัสดุนาโนเป็นวัสดุที่มีขนาดน้อยกว่า 100 นาโนเมตร พวกเขากําลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในสูตรของสีหมึกและสารเคลือบ วัสดุนาโนแบ่งออกเป็นสามประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ โลหะออกไซด์ นาโนเคลย์ และ ท่อนาโนคาร์บอน. อนุภาคนาโนโลหะออกไซด์ ได้แก่ สังกะสีออกไซด์ระดับนาโน ไททาเนียมออกไซด์ เหล็กออกไซด์ ซีเรียมออกไซด์ และเซอร์โคเนียมออกไซด์ ตลอดจนสารประกอบโลหะผสม เช่น อินเดียม-ดีบุกออกไซด์ เซอร์โคเนียมและไททาเนียม ตลอดจนสารประกอบโลหะผสม เช่น อินเดียม-ดีบุกออกไซด์ เรื่องเล็ก ๆ น้อย ๆ นี้มีผลกระทบต่อหลายสาขาวิชา เช่น ฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา ในสีและสารเคลือบวัสดุนาโนตอบสนองความต้องการในการตกแต่ง (เช่นสีและความเงา) วัตถุประสงค์ในการทํางาน (เช่นการนําไฟฟ้าการยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์) และปรับปรุงการป้องกัน (เช่นความต้านทานการขีดข่วนความเสถียรของรังสียูวี) ของสีและสารเคลือบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะออกไซด์ขนาดนาโน เช่น TiO2 และ ZnO หรืออลูมินา Ceria และ ซิลิกา และเม็ดสีขนาดนาโนพบการประยุกต์ใช้ในสูตรสีและการเคลือบใหม่
เมื่อสสารมีขนาดลดลง จะเปลี่ยนลักษณะ เช่น สีและปฏิกิริยากับสสารอื่นๆ เช่น ปฏิกิริยาทางเคมี การเปลี่ยนแปลงลักษณะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ โดย การลดขนาดอนุภาคพื้นที่ผิวของวัสดุจะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้เปอร์เซ็นต์ที่สูงขึ้นของอะตอมจึงสามารถทําปฏิกิริยากับสสารอื่น ๆ ได้เช่นกับเมทริกซ์ของเรซิน
กิจกรรมพื้นผิวเป็นส่วนสําคัญของวัสดุนาโน การรวมตัวกันและการรวมตัวกันจะบล็อกพื้นที่ผิวจากการสัมผัสกับสสารอื่น ๆ เฉพาะอนุภาคที่กระจายตัวได้ดีหรือกระจายตัวเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่สามารถใช้ศักยภาพที่เป็นประโยชน์ของสสารได้อย่างเต็มที่ ส่งผลให้การกระจายตัวที่ดีช่วยลดปริมาณของวัสดุนาโนที่จําเป็นเพื่อให้ได้ผลเดียวกัน เนื่องจากวัสดุนาโนส่วนใหญ่ยังคงมีราคาค่อนข้างแพงแง่มุมนี้จึงมีความสําคัญสูงสําหรับการจําหน่ายสูตรผลิตภัณฑ์ที่มีวัสดุนาโนในเชิงพาณิชย์ ปัจจุบันวัสดุนาโนจํานวนมากผลิตขึ้นในกระบวนการแห้ง ด้วยเหตุนี้จึงต้องผสมอนุภาคลงในสูตรของเหลว นี่คือจุดที่อนุภาคนาโนส่วนใหญ่ก่อตัวเป็นก้อนตัวระหว่างการทําให้เปียก โดยเฉพาะ ท่อนาโนคาร์บอน มีความเหนียวแน่นมากทําให้ยากต่อการกระจายตัวลงในของเหลวเช่นน้ําเอทานอลน้ํามันโพลีเมอร์หรืออีพอกซีเรซิน อุปกรณ์การประมวลผลทั่วไป เช่น เครื่องผสมแรงเฉือนสูงหรือโรเตอร์สเตเตอร์ โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง หรือคอลลอยด์และเครื่องบดดิสก์ขาดการแยกอนุภาคนาโนออกเป็นอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับสสารขนาดเล็กตั้งแต่หลายนาโนเมตรถึงสองสามไมครอนโพรงอากาศอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากในการทําลายการรวมตัวของมวลรวมและแม้แต่ปฐมทัศน์ เมื่อใช้อัลตราซาวนด์สําหรับ การบด ของแบทช์ที่มีความเข้มข้นสูงกระแสไอพ่นของเหลวที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิกทําให้อนุภาคชนกันด้วยความเร็วสูงถึง 1,000 กม. / ชม. สิ่งนี้ทําลายแรงของฟานเดอร์วาลส์ในการรวมตัวกันและแม้แต่อนุภาคหลัก