Hielscher faka'ata tekinolosia

Fakaanga'i ultrasonic 'o e malohi 'o e Composites

  • 'Oku fakahaa'i 'e he composites ha ngaahi koloa makehe 'o e ngaahi naunau hange ko e fakalahi atu tu'unga ta'e-ue'ia 'o e fakapaaki, modulus fano, malohi 'o e tensile, fracture 'a e ivi mo e 'oku ko ia faka'aonga'i lahi ki hono ngaohi 'o e koloa manifold.
  • 'Oku fakamo'oni'i 'e sonication ke ma'u ha tu'unga ma'olunga-lelei nanocomposites mo e CNTs kuo fakamovetevete lahi, graphene mo e ha fua.
  • 'Oku ma'u 'i he me'afua lalahi 'a e me'angaue ultrasonic ki he fakaanga'i 'o e malohi 'o e composites.

 

nanocomposites

Nanocomposites fakalakalaka 'aki 'enau fakamakeniki, 'uhila, 'ea, ngaohi, electrochemical, mo e/pe catalytic 'a e ngaahi koloa.
Koe'uhi ko 'enau fu'u ma'olunga a'u hake ki 'olunga ki he kehekehe 'o e konga reinforcing mo/pe honau fika tapa fu'u ma'olunga 'a e voliume, nanocomposites ko e performant lahi ange 'aupito 'i he anga-maheni 'o e composites. 'Oku fa'a faka'aonga'i 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u hange ko spherical silica, 'a ia ko ha ngaahi la'ipepa 'oku pau hange ko exfoliated graphene pe 'umea, pe tutu'u fibres hange ko e kaponi nanotubes pe electrospun fibres he honopoupou'i.
Hange ko 'eni, 'oku tanaki atu ai 'a e kaponi nanotubes ke fakalelei'i e conductivity 'uhila mo e 'ea, 'oku ngaue 'aki ai 'a e tutu'u silica ke fakalelei'i 'a e ngaahi koloa fakamakeniki, thermal mo water-resistance. 'Oku 'oange 'e he ha ngaahi fa'ahinga kehekehe 'o e nanoparticulates 'a e fakalelei'i 'a e ngaahi koloa 'oku, dielectric 'a e ngaahi koloa, vela fakafepaki pe ngaahi koloa fakamisini hange ko kekeva, ivi mo e fakafepaki ki he corrosion mo e maumau.

Ko e ngaahi sipinga ki he nanocomposites ultrasonically kuo fa'u:

  • kaponi nanotubes (CNT) 'i ha matrix vainolo 'Esita
  • CNTs / kaponi onioni / tutu'u taiamoni 'i ha matrix ukamea 'a e seniti 'e nima
  • CNTs 'i he matrix 'aloi 'a ha magnesium
  • CNTs 'i he matrix 'o ha polyvinyl kava malohi (PVA)
  • multiwalled kaponi nanotube (MWCNT) 'i ha epoxy he huhu'a 'o e matrix (faka'aonga'i 'a e methyl tetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) ko e fakafofonga 'o fakafuofua'i)
  • oxide 'a e graphene 'i he matrix 'o ha poly(vinyl alcohol) (PVA)
  • SiC nanoparticles 'i he matrix 'o ha magnesium
  • tutu'u 'a e silica (Aerosil) 'i ha matrix polystyrene
  • fe'auhi va'a oxide 'i he matrix 'o ha feliliuaki polyurethane (PU)
  • oxide seniti 'e nima 'i ha graphite/poly(vinyl chloride)
  • nanoparticles 'a e titania 'i he matrix 'o ha poly ma'a e kakai-lactic-co-glycolic 'esiti (PLGA)
  • hydroxyapatite 'a e tutu'u 'i ha matrix poly ma'a e kakai-lactic-co-glycolic 'esiti (PLGA)

Nofo movetevete ultrasonic

Ngaahi parameters founga ultrasonic ke tofu pe mapule'i 'a e 'e lava ke mo lakaange ai hono 'o fakatatau ki he fa'unga fakaemamani pea holi output lelei. Nofo movetevete ultrasonic ko e founga 'oku fokotu'u atu ke fakakau atu 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u hange ko e CNTs pe graphene ki he nanocomposites. Femahino'aki sivi'i ai kitautolu 'i he tu'unga fakasaienisi mo fakahoko 'i ha fu'u 'akau lahi 'o e fa'u 'o e faiva, ko e nofo movetevete ultrasonic mo e fakaanga'i 'o e nanocomposites ko ha founga lelei kuo fokotu'u. 'Oku fakapapau'i 'e he taukei fuoloa 'a e Hielscher 'i he ngaue'anga ultrasonic 'o e ngaahi naunau 'a e tutu'u ha feongoongoi loloto, e fakaongoongolelei 'o ha fokotu'utu'u ultrasonic fe'unga pea mo e tokoni 'i he lolotonga 'a e founga 'o e fakalakalaka mo e optimization.
Meimei, 'oku fakamovetevete 'a e ngaahi momo'i me'a tutu'u 'e reinforcing ki he matrix lolotonga e ngaue ki he. Na'e faka'ata 'a e peseti mamafa (konga si'i pe ia hono fakamafola lahi fau) 'o e manafa fakamatelie 'a e tutu'u tanaki atu 'i he me'afua ma'ulalo, e.g. 0.5% ke 5%, talu mei he movetevete teunga 'oku a'usia 'e he sonication 'a e fakahaofi 'a e e fakamamafa'i 'a me'a ke fakafonufonu aki mo e fakahoko ngaue honopoupou'i ma'olunga ange.
Ko e ha hono faka'aonga'i angamaheni 'o e ultrasonics ki hono ngaohi ko e fakaanga'i 'a e fokotu'utu'u 'o e huhu'a 'o e nanoparticulate. Ke ma'u ha toe fakamamafa'i e CNT vainolo 'Esita, 'oku faka'aonga'i 'a e sonication ke fakamovetevetea atu mo functionalize CNTs. 'Oku fakafotunga 'a e ngaahi CNT-vainolo 'Esita 'e fakatupulekina ko e 'uhila mo e ngaahi me'a fakamisini ko e koloa.
Lomi'i 'i heni ke lau ha me'a lahi ange fekau'aki mo e movetevete 'a e CNTs!

'E lava ke functionalized 'a e ngaahi momo'i me'a inorganic 'i he ultrasonication

Kihi'i konga si'i 'o e tutu'u ultrasonically functionalized

Kole 'a e fakamatala




Fakatokanga'i ange 'etau Tu'utu'uni totonu fakatautaha.


'Oku 'omi 'e he ngaahi device ultrasonic ki he tafa'aki ki 'olunga 'a e sea mo e faiva hange ko e UIP1500hd 'a e maaka ngaue kakato. (Lomi'i ke fakalahi!)

Me'angaue ultrasonic UIP1500hd 'i he tafe-'o fakafou 'i he pa 'a e 'atomi

graphene

'Oku 'omi 'e he Graphene 'a e ngaahi koloa fakatu'asino makehe, ko ha fika ma'olunga 'o e tafa'aki mo e density ma'ulalo. 'Oku fakakau 'a e Graphene mo e graphene 'o e oxide ki ha matrix fakataha'i kae lava ke ma'u 'a e ivi tu'a, ma'olunga polymers. Ke a'usia e honopoupou'i fakamisini, 'a e ngaahi la'ipepa 'i he graphene / platelets kuo pau ke lelei 'aupito fakamovetevete, he fakangatangata e ola reinforcing 'a agglomerated graphene la'ipepa lahi.
Kuo fakaha 'e ha fakatotolo fakasaienisi ko e kafakafa 'o e fakalakalaka lahi taha pe 'oku makatu'unga ia he kalasi 'o e movetevete 'o e ngaahi la'ipepa graphene 'i he matrix. Pe fakamovetevete homogeneously graphene 'oku 'omi 'e he ngaahi nunu'a 'oku fie ma'u. Koe'uhi ko hono malohi 'o e hydrophobicity mo e Waals van der fetokanga'aki, graphene ko e fakahehema ke aggregate mo e agglomerate ki he fepunakaki holo e ngaahi weakly ki he fengaue'aki 'a e ngaahi la'ipepa monolayered.
Lolotonga e ngaahi founga angamaheni 'o e movetevete fa'a lava 'o ma'u ha graphene homogeneous, undamaged dispersions, ne 'omi 'e he malohi ma'olunga ultrasonicators ma'olunga-lelei graphene dispersions. 'Oku tokanga'i 'e he ultrasonicators 'a e Hielscher 'a e graphene mokomoko mo ma'a, graphene oxide mo e oxide 'o e reduced graphene mei ma'ulalo ke ma'olunga 'o e tokanga mo e iiki mo e lalahi 'o e ngaahi tohi hasslefree. Ha faito'o hono ngaue 'aki angamaheni ko N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ka mo malohi ma'olunga ultrasonics, graphene 'e lava ke ke neongo kuo fakamovetevete 'i he ngaahi tu'unga masiva, ma'ulalo boiling hange ko acetone, chloroform, IPA, mo cyclohexanone.
Lomi'i 'i heni ke lau lahi ange kau ki he exfoliation 'o e graphene hu koloa lalahi!

Nanotubes kaponi mo e ngaahi naunau kehe 'a e tutu'u

'Oku fakamo'oni'i 'a e malohi ultrasonics ke hoko e ola 'i he dispersions 'a e lahi fakakatoa 'o e ngaahi naunau tutu'u kehekehe kau ai 'a e kaponi nanotubes (CNTs), SWNTs, MWNTs, fullerenes, silica (SiO2), titanium taiokisaiti (TiO2), siliva (Ag), singiki oxide (ZnO), nanofibrillated cellulose pea mo ha ni'ihi kehe tokolahi. Ko hono fakalukufua, ko e sonication outperforms dispersers 'o e anga-maheni pea 'e lava ke ne a'usia 'a e ngaahi ola makehe.
Makehe mei he milling mo e dispersing 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u, 'oku ma'u 'a e ola lelei 'aupito 'e he synthesizing 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e tutu'u 'o fakafou 'i he ultrasonic precipitation (synthesis hake 'i lalo). Kuo 'osi mamata ia ko e kihi'i konga si'i, e.g. magnetite ultrasonically synthesized, ko e sotiume singiki molybdate mo e ni'ihi kehe, 'oku lahi ma'ulalo fakafehoanaki 'e ma'u 'i hono faka'aonga'i he founga anga-maheni. E size ma'ulalo ko e tupu mei he nucleation fakalelei'i vave mo lelei ange hono tuifio he ngaahi sipinga totonu ki he kosi mo e 'alotamaki 'oku fakatupu 'e he ultrasonic cavitation.
Lomi'i 'i heni ke ako lahi ange fekau'aki mo e precipitation 'a e konga ki lalo-hake ultrasonic!

Functionalization ha kihi'i konga si'i ultrasonic

Ko hono fakasi'isi'i 'i he lahi 'o e tupulaki 'a e feitu'u pau 'o e fukahi ha kihi'i konga si'i. Tautautefito 'i nanotechnology, 'oku mahu'inga hono fakalahi e e fakahaa'i ia 'o e ngaahi naunau 'o e ngaahi 'ulungaanga 'i kuo 'osi fakalahi fukahi faka'elia 'a e kihi'i konga si'i. He fukahi ko e feitu'u 'e lava ke ke ultrasonically tupulaki mo e liliu 'e hono fakataha'i 'o e totonu 'a e molecules 'oku lele lelei 'i he fukahi kihi'i konga si'i. 'Oku mahu'inga ange 'i he ngaahi koloa mahu'inga 'a e kihi'i konga si'i 'a e ngaahi koloa 'o e fukahi fekau'aki mo hono faka'aonga'i pea mo hono faka'aonga'i 'o e ngaahi naunau 'a e tutu'u.
'Oku lahi hono faka'aonga'i 'a e ngaahi momo'i me'a ultrasonically functionalized 'i he polymers, composites & biocomposites, nanofluids, kuo fakataha mai 'a e ngaahi device, nanomedicines, etc. 'Aki ha kihi'i konga si'i functionalization, ko e ngaahi 'ulungaanga hange ko e tu'unga ta'e-ue'ia, 'a ia ko e malohi & 'Oku fakalakalaka lahi 'a e kekeva, solubility, polydispersity, fluorescence, mohu fakakaukau, superparamagnetism, absorption ngaohi, ma'olunga 'o e electron density, photoluminiscence mo e ha fua.
Ngaahi momo'i me'a angamaheni 'a ia 'oku fakakomesiale functionalized mo e Hielscher’ Ngaahi System ultrasonic incude CNTs, SWNTs, MWNTs, graphene, graphite, silica (SiO2), nanodiamonds, magnetite (oxide ukamea, Fei3'OIAUE4), siliva tutu'u ngaahi momo'i me'a, koula tutu'u ngaahi momo'i me'a, porous & mesoporous 'a e nanoparticles mo e ha fua.
Lomi'i 'i heni ke mamata ki he ngaahi fakamatala kuo filifili 'a e ngaahi tohi kole ngaue ki ha kihi'i konga si'i ultrasonic faito'o!

Ultrasonic Dispersers

'Oku ma'u ai 'a e loki fakasaienisi, taupotu ki 'olunga 'a e sea mo industrial hono ngaohi 'a e me'angaue 'a e Hielscher 'o e dispersing ultrasonic. Ultrasonicators 'a e Hielscher 'oku falala'anga, longomo'ui, mo faingofua ke fakalele mo ma'a. 'Oku fakataumu'a 'a e ngaahi me'angaue ki he tafa 24/7 'i he tu'unga ko ha fatongia mamafa. 'E lava ke faka'aonga'i 'a e polokalama ultrasonic ki he kulupu (batch) mo e ngaue ki he – anga fakafaingofua mo e faingofua hono adaptable ki ho'o founga ngaue mo e ngaahi fie ma'u.

Kulupu (batch) ultrasonic mo he me'a 'e malava

Kulupu (batch) 'o e tohi 'Oku tafe mai 'a e 'ea 'Oku fokotu'u atu 'a e ngaahi me'angaue
5 ki he 200mL 50 ki he 500mL/miniti 'e UP200Ht, UP400S
0.1 ke 2L 0mita 'e.25 ke 23/HR UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 ki he 10L mita 'e 1 ki he 83/HR UIP4000
n.a. 4 ki he 30m3/HR UIP16000
n.a. 'i 'olunga 'i ha mita 'e 303/HR fakataha'i 'o e UIP10000 pe UIP16000

Kole ki ha fakamatala lahi ange

Kataki 'o faka'aonga'i e foomu 'i lalo, kapau 'oku ke loto ke kole ha fakamatala lahi ange fekau'aki mo e ultrasonic homogenization. Te tau fiefia ke 'oatu ha polokalama ultrasonic fakataha ho'o ngaahi fie ma'u.









Kataki 'o fakatokanga'i ange 'etau Tu'utu'uni totonu fakatautaha.


Ultrasonicator 'a e UP200S ki he kihi'i konga si'i liliu mo e size ko hono fakasi'isi'i 'i (lomi'i ke fakalahi!)

Me'angaue 'a e loki fakasaienisi ultrasonic ki he kihi'i konga si'i 'o e functionalization

Ngaahi fakamo'oni fakafolofola/ngaahi tohi

  • Kapole, S.A:; Bhanvase, mata'itohi B.A.; Pinjari, D.V.; Gogate, P.R.; Kulkami, R.D.; Sonawane, S.H.; Pandit, A.B. (2014): “Fakatotolo 'o e ngaue 'o e inhibition corrosion 'o e ultrasonically 'a e mateuteu ko e sotiume singiki molybdate nanopigment 'i he coating ua-puha epoxy-polyamide. Fakataha'i fakafehokotaki 21/9, 2015. 833-852.
  • Nikje, M.M.A.; Moghaddam, S.T.; Noruzian, M.(2016): Teuteu 'o tohi talanoa koa fe'auhi polyurethane nanocomposites 'aki hono faka'aonga'i e ngaahi tefito'i-nge'esi nanoparticles. Polímeros vol.26 no.4, 2016
  • Tolasz, J.; Stengl, V.; Ecorchard, P. (2014): E teuteu 'o e ngaahi naunau 'a e fakataha'i 'o e Graphene Oxide – Polystyrene. 3rd e ngaahi konifelenisi fakavaha'a-pule'anga ki he 'atakai, fakakemi mo e saienisi 'o e mo'ui. IPCBEE vol.78, 2014.


Ngaahi mo'oni'i me'a 'oku mahu'inga ke 'ilo'i

Fekau'aki mo e fakataha'i 'o e ngaahi naunau

'Oku fakamatala'i 'e he fakataha'i ngaahi naunau ('oku 'iloa foki ta'anga naunau) ko ha ngaahi naunau 'oku ngaohi mei he 'otometiki 'e ua pe lahi ange 'a ia 'oku fakafotunga 'e he ngaahi koloa fakaetu'asino pe kemikale kehe 'aupito. 'I he taimi 'oku fakataha'i ai 'a e ngaahi naunau 'i he vahenga, ha ngaahi naunau fo'ou – e fokotu'utu'u 'ulungaanga – 'Oku fa'u 'e he, 'a ia 'oku fakahaa'i 'e he kehekehe 'o e ngaahi 'ulungaanga mei he ngaahi konga fakafo'ituitui. Na'e nofo 'a e ngaahi kongokonga fakafo'ituitui mavahevahe mo kehekehe ai 'i loto 'i he fa'unga 'osi.
Kuo lelei ange 'a e ngaahi koloa 'a e ngaahi naunau fo'ou, e.g. 'Oku toe malohi ange, ma'ama'a ange, fefeka pe ma'ama'a 'i hono fakafehoanaki ki he anga-maheni 'o e ngaahi naunau. Fakalelei'i 'a e kehekehe 'o e nanocomposites mei he ngaahi me'a fakamisini, 'uhila / conductive, thermal, ngaohi, electrochemical ke catalytic 'a e ngaahi koloa.

'Oku kau 'i he angamaheni 'asi fakataha'i e ngaahi naunau 'a e:

  • piokalafi-composites
  • pelesitiki malohi, hange ko e toe fakamamafa'i e filo polymer
  • composites ukamea
  • totao composites (matrix totao mo matrix ukamea fokotu'utu'u)

'Oku angamaheni 'aki hono faka'aonga'i 'a e fakataha'i 'o e ngaahi naunau fale pea mo e fokotu'utu'u 'a e ngaahi naunau hange ko e vaka hulls, funga kanita, kaa sino, bathtubs, tangike tau fakatolonga, Kalanite loi mo e ma'olunga 'o e maka mapele 'u pesoni tafitafi foki hange ko spacecraft mo e vakapuna.

'E lava foki ke faka'aonga'i 'e he composites ha fibres ukamea 'oku fakamamafa'i 'a e ngaahi ukamea kehe, hange ko e ukamea matrix composites (MMC) pe totao matrix composites (CMC), 'a ia 'oku kau ai 'a e hui (toe fakamamafa'i mo fibres 'o e collagen 'o e hydroxyapatite), cermet (ceramic mo e ngaohi 'aki e ukamea) mo ha sima.
'Oku kau 'i he koa fufulu matrix/ceramic aggregate composites 'a e valitaa sima, ha polymer sima, mastic valitaa, e mastic Lola hybrid, composite nifo, e koa syntactic mo e fa'e 'a e Mata'itofe.

Fekau'aki mo e ngaahi nunu'a Ultrasonic 'i e ngaahi momo'i me'a

'E lava ke ke fakatokanga'i 'a e kihi'i konga si'i 'o e koloa 'i he taimi 'oku fakasi'isi'i 'a e kihi'i konga si'i 'o e size ki ha tu'unga makehe ('a ia 'oku 'iloa ko e matu'aki mahu'inga 'o e size). 'I he taimi na'e a'u 'a e dimensions kihi'i konga si'i ki he tu'unga 'o e nanometre, ngaahi fengaue'aki 'i he konga fakafehokotaki hoko lahi fakalakalaka, 'a ia 'oku mahu'inga ai ke fakatupulaki 'a e ngaahi 'ulungaanga 'o e ngaahi naunau. Koe'uhi, he fukahi Faka'elia: ko e mahu'inga taha 'a e kehekehe 'o e ngaahi naunau, 'oku faka'aonga'i ki he honopoupou'i 'i he nanocomposites 'a e Voliume. 'Oku 'oatu 'e he Nanocomposites fakatekinolosia mo faka'ekonomika 'o e ngaahi lelei ki he feitu'u 'o e fa'a-ngaue, kau ai 'a e feitu'u he sosaieti aerospace, me'alele, faka'ilekitulonika, biotechnological, fakafaito'o pea mo fakafaito'o he e meimei kotoa 'o e sosaieti. Ko honau 'atakai-anga fakakaume'a 'a ha faingamalie lahi ange.
Malohi ha fakalelei'i 'a e wettability mo e homogenization 'i he vaha'a 'o e matrix mo e ngaahi momo'i me'a 'aki hono lahi hono tuifio mo e dispersing – Na'e fakatupu 'e 'e Ultrasonic cavitation. Koe'uhi ko sonication e founga movetevete 'a e lahi taha hono ngaue 'aki mo e ola lelei taha 'i he taimi 'oku hoko mai ia ki he ngaahi naunau tutu'u, 'oku fola 'a e ngaahi polokalama ultrasonic 'a e Hielscher 'i he fale fakatotolo fakakemi, pailate 'o e fu'u 'akau mo hono ngaohi 'o e funga 'o e mamani.