Ultrasonic Formulation of Reinforced Composites

• คอมโพสิตแสดงคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์เช่นความเสถียรทางความร้อนที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญโมดูลัสยืดหยุ่นความต้านทานแรงดึงความต้านทานการแตกหักดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์ท่อร่วม
• Sonication ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผลิตนาโนคอมโพสิตคุณภาพสูงด้วย CNTs กราฟีน ฯลฯ ที่มีการกระจายตัวสูง
• อุปกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการกําหนดคอมโพสิตเสริมแรงมีอยู่ในระดับอุตสาหกรรม

นาโนคอมโพสิต

นาโนคอมโพสิตมีความโดดเด่นในด้านคุณสมบัติทางกล ไฟฟ้า ความร้อน ออปติคัล ไฟฟ้าเคมี และ/หรือตัวเร่งปฏิกิริยา
เนื่องจากอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรของเฟสเสริมแรงที่สูงเป็นพิเศษและ/หรืออัตราส่วนภาพที่สูงเป็นพิเศษนาโนคอมโพสิตจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมโพสิตทั่วไปอย่างมีนัยสําคัญ อนุภาคนาโน เช่น ซิลิกาทรงกลม แผ่นแร่ เช่น กราฟีนหรือดินเหนียวที่ขัดผิว หรือเส้นใยนาโน เช่น ท่อนาโนคาร์บอนหรือเส้นใยไฟฟ้าสปันมักใช้ในการเสริมแรง
ตัวอย่างเช่นมีการเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนเพื่อปรับปรุงการนําไฟฟ้าและความร้อนนาโนซิลิกาถูกนํามาใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลความร้อนและการกันน้ํา อนุภาคนาโนชนิดอื่น ๆ ให้คุณสมบัติทางแสงคุณสมบัติไดอิเล็กทริกความต้านทานความร้อนหรือคุณสมบัติทางกลเช่นความแข็งความแข็งแรงและความต้านทานต่อการกัดกร่อนและความเสียหาย

ตัวอย่างสําหรับนาโนคอมโพสิตสูตรอัลตราโซนิก:

• ท่อนาโนคาร์บอน (CNT) ในเมทริกซ์ไวนิลเอสเทอร์
• CNTs / หัวหอมคาร์บอน / เพชรนาโนในเมทริกซ์โลหะนิกเกิล
• CNTs ในเมทริกซ์แมกนีเซียมอัลลอยด์
• CNT ในเมทริกซ์โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA)
• ท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNT) ในเมทริกซ์อีพอกซีเรซิน (โดยใช้เมทิลเตตระไฮโดรฟทาลิกแอนไฮไดรด์ (MTHPA) เป็นสารบ่ม)
• กราฟีนออกไซด์ในเมทริกซ์โพลี (ไวนิลแอลกอฮอล์) (PVA)
• อนุภาคนาโน SiC ในเมทริกซ์แมกนีเซียม
• นาโนซิลิกา (Aerosil) ในเมทริกซ์โพลีสไตรีน
• เหล็กออกไซด์แม่เหล็กในเมทริกซ์โพลียูรีเทน (PU) แบบยืดหยุ่น
• นิกเกิลออกไซด์ในกราไฟท์ / โพลี (ไวนิลคลอไรด์)
• อนุภาคนาโนไททาเนียในเมทริกซ์กรดโพลีแลคติก-โคไกลโคลิก (PLGA)
• นาโนไฮดรอกซีอะพาไทต์ในเมทริกซ์กรดโพลีแลคติก-โคไกลโคลิก (PLGA)

Ultrasonic Dispersion

พารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและปรับให้เข้ากับองค์ประกอบของวัสดุและคุณภาพผลผลิตที่ต้องการ การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่แนะนําในการรวมอนุภาคนาโน เช่น CNTs หรือกราฟีนเข้ากับนาโนคอมโพสิต การทดสอบเป็นเวลานานในระดับวิทยาศาสตร์และนําไปใช้ในโรงงานผลิตอุตสาหกรรมหลายแห่งการกระจายอัลตราโซนิกและการกําหนดนาโนคอมโพสิตเป็นวิธีการที่มั่นคง ประสบการณ์อันยาวนานของ Hielscher ในการประมวลผลอัลตราโซนิกของวัสดุนาโนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการให้คําปรึกษาอย่างลึกซึ้งคําแนะนําของการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่เหมาะสมและความช่วยเหลือในระหว่างการพัฒนากระบวนการและการเพิ่มประสิทธิภาพ
ส่วนใหญ่อนุภาคนาโนเสริมแรงจะกระจายตัวเข้าไปในเมทริกซ์ในระหว่างการประมวลผล เปอร์เซ็นต์น้ําหนัก (เศษส่วนมวล) ของช่วงวัสดุนาโนที่เพิ่มเข้ามาในระดับที่ต่ํากว่าเช่น 0.5% ถึง 5% เนื่องจากการกระจายตัวที่สม่ําเสมอซึ่งทําได้โดย sonication ช่วยให้สามารถประหยัดฟิลเลอร์เสริมแรงและประสิทธิภาพการเสริมแรงที่สูงขึ้น
การประยุกต์ใช้อัลตราโซนิกทั่วไปในการผลิตคือการกําหนดคอมโพสิตอนุภาคนาโน-เรซิน ในการผลิตไวนิลเอสเทอร์เสริม CNT จะใช้ sonication เพื่อกระจายและทําให้ CNT ทํางานได้ CNT-ไวนิลเอสเทอร์เหล่านี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลที่เพิ่มขึ้น
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายตัวของ CNTs!

Graphene

กราฟีนมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยมอัตราส่วนภาพสูงและความหนาแน่นต่ํา กราฟีนและกราฟีนออกไซด์ถูกรวมเข้ากับเมทริกซ์คอมโพสิตเพื่อให้ได้โพลีเมอร์ที่มีน้ําหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง เพื่อให้ได้การเสริมแรงเชิงกลแผ่นกราฟีน / เกล็ดเลือดจะต้องกระจายตัวอย่างละเอียดมากสําหรับแผ่นกราฟีนที่จับตัวกันจะ จํากัด ผลการเสริมแรงอย่างมาก
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าขนาดของการปรับปรุงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับการกระจายตัวของแผ่นกราฟีนในเมทริกซ์ เฉพาะกราฟีนที่กระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันเท่านั้นที่ให้ผลที่ต้องการ เนื่องจากความไม่ชอบน้ําที่แข็งแกร่งและแรงดึงดูดของแวนเดอร์วาลกราฟีนจึงมีแนวโน้มที่จะรวมตัวและรวมตัวเป็นเกล็ดของแผ่นชั้นเดียวที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนแอ
ในขณะที่เทคนิคการกระจายตัวทั่วไปมักไม่สามารถสร้างการกระจายตัวของกราฟีนที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เสียหาย แต่อัลตราโซนิกกําลังสูงจะสร้างการกระจายตัวของกราฟีนคุณภาพสูง เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher จัดการกับกราฟีนที่บริสุทธิ์กราฟีนออกไซด์และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงจากความเข้มข้นต่ําถึงสูงและจากขนาดเล็กไปจนถึงปริมาณมากโดยไม่ยุ่งยาก ตัวทําละลายที่ใช้กันทั่วไปคือ N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) แต่ด้วยอัลตราโซนิกกําลังสูง กราฟีนสามารถกระจายตัวในตัวทําละลายที่มีจุดเดือดต่ําได้ไม่ดี เช่น อะซิโตน คลอโรฟอร์ม IPA และไซโคลเฮกซาโนน
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการขัดผิวกราฟีนจํานวนมาก!

ท่อนาโนคาร์บอนและวัสดุนาโนอื่น ๆ

อัลตราโซนิกกําลังได้รับการพิสูจน์แล้วว่าส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของวัสดุนาโนต่างๆ ในขนาดละเอียด รวมถึงท่อนาโนคาร์บอน (CNTs), SWNTs, MWNTs, ฟูลเลอรีน, ซิลิกา (SiO₂), ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO₂), เงิน (Ag), สังกะสีออกไซด์ (ZnO), เซลลูโลสนาโนไฟบริลเลต และอื่นๆ อีกมากมาย โดยทั่วไป sonication มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องกระจายตัวทั่วไปและสามารถบรรลุผลลัพธ์ที่ไม่เหมือนใคร
นอกเหนือจากการกัดและกระจายอนุภาคนาโนแล้วผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมยังทําได้โดยการสังเคราะห์อนุภาคนาโนผ่านการตกตะกอนอัลตราโซนิก (การสังเคราะห์จากล่างขึ้นบน) มีการสังเกตว่าขนาดอนุภาค เช่น แมกนีไทต์ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก โซเดียมซิงค์โมลิบเดต และอื่นๆ นั้นต่ํากว่าเมื่อเทียบกับที่ได้จากวิธีการทั่วไป ขนาดที่ต่ํากว่านั้นเกิดจากอัตราการเกิดนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้นและรูปแบบการผสมที่ดีขึ้นเนื่องจากแรงเฉือนและความปั่นป่วนที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิก
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตกตะกอนจากล่างขึ้นบนด้วยอัลตราโซนิก!

การทํางานของอนุภาคอัลตราโซนิก

พื้นที่ผิวจําเพาะของอนุภาคจะเพิ่มขึ้นตามการลดขนาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในนาโนเทคโนโลยีการแสดงออกของลักษณะวัสดุจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญโดยพื้นที่ผิวที่ขยายใหญ่ขึ้นของอนุภาค พื้นที่ผิวสามารถเพิ่มขึ้นและปรับเปลี่ยนด้วยอัลตราโซนิกได้โดยการติดโมเลกุลที่ใช้งานได้ที่เหมาะสมบนพื้นผิวอนุภาค เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้และการใช้วัสดุนาโนคุณสมบัติของพื้นผิวมีความสําคัญพอๆ กับคุณสมบัติของแกนอนุภาค
อนุภาคที่ทํางานได้ด้วยอัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายในโพลีเมอร์คอมโพสิต & ไบโอคอมโพสิต, นาโนฟลูอิด, อุปกรณ์ประกอบ, ยานาโน ฯลฯ โดยการทํางานของอนุภาคลักษณะเช่นความเสถียรความแข็งแรง & ความแข็ง, ความสามารถในการละลาย, การกระจายตัวของความหลากหลาย, การเรืองแสง, แม่เหล็ก, superparamagnetism, การดูดซึมแสง, ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูง, โฟโตลูมิสซินซ์ ฯลฯ ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก
อนุภาคทั่วไปที่ใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ด้วย Hielscher’ ระบบอัลตราโซนิก ได้แก่ CNTs, SWNTs, MWNTs, กราฟีน, กราไฟท์, ซิลิกา (SiO₂), นาโนไดมอนด์, แมกนีไทต์ (เหล็กออกไซด์, Fe₃O₄), อนุภาคนาโนเงิน, อนุภาคนาโนทอง, รูพรุน & อนุภาคนาโน mesoporous เป็นต้น
คลิกที่นี่เพื่อดูบันทึกการใช้งานที่เลือกสําหรับการรักษาอนุภาคอัลตราโซนิก!

เครื่องกระจายอัลตราโซนิก

อุปกรณ์กระจายอัลตราโซนิกของ Hielscher มีให้สําหรับห้องปฏิบัติการการผลิตแบบตั้งโต๊ะและอุตสาหกรรม เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher มีความน่าเชื่อถือทนทานใช้งานง่ายและทําความสะอาด อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบมาสําหรับการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้สภาวะงานหนัก ระบบอัลตราโซนิกสามารถใช้สําหรับการประมวลผลแบบแบทช์และแบบอินไลน์ – ยืดหยุ่นและปรับให้เข้ากับกระบวนการและความต้องการของคุณได้อย่างง่ายดาย

แบทช์อัลตราโซนิกและความจุแบบอินไลน์