Büyük Ölçekli Ultrasonik İletken Mürekkep Üretimi
- Hassas biçimde ayarlanmış parçacık boyutuna sahip, homojen olarak dağılmış gümüş, grafen veya CNT’ler gibi nanoparçacıklar, yüksek iletkenlikli mürekkeplerin üretimi için kritik öneme sahiptir.
- Güçlü ultrasonik disperserler, mükemmel elektriksel iletkenliğe sahip metalik (ör. Ag) ve karbon bazlı (ör. CNT’ler, grafen) nanoparçacıkların yanı sıra nanokompozitlerin sentezlenmesini, deaglomerasyonunu ve dağıtılmasını sağlar.
- Hielscher ultrasonik disperserleri, çok etkili, güvenilir ve uygun maliyetli olmalarının yanı sıra yüksek kaliteli dispersiyonlar sağlar.
İletken Nanoparçacıkların Ultrasonik Dispersiyonu
İletken mürekkep, adından da anlaşılacağı gibi, elektriksel iletkenlik işlevine sahiptir. İletken mürekkepler ve kaplamalar hazırlamak için elektriği ileten bileşenlerin (iletken dolguların) mürekkep bazı içinde son derece homojen biçimde dağıtılması gerekir. Yüksek iletkenlik sağlamak için gümüş, bakır, CNT’ler, grafen, grafit, diğer metal kaplı parçacıklar ve nanokompozitler gibi nanoparçacıklar eklenir.
Ultrasonik işlemciler, van der Waals kuvvetlerini ve moleküler bağları aşabilecek son derece yoğun kesme kuvvetleri oluşturur. Sonikasyon çok dar bir tane boyutu dağılımı, yüksek parçacık işlevselliği ve tekrarlanabilir sonuçlar sağladığından, ultrasonik dispersiyon nanoparçacıkları dağıtmak için tercih edilen tekniktir.
İletken mürekkeplerdeki nanomalzemelerin dispersiyonu için ultrasonik kesikli reaktör.
- Nano-gümüş mürekkepler
- Grafen mürekkepler (çok yüksek grafen yüklemeleriyle)
- Bakır mürekkepler (nanoteller ve nanoparçacıklar)
- CNT mürekkepler
- SWNT mürekkepler
- Nano-altın mürekkepler
- çeşitli nanokompozitler
- 3D baskıya uygun mürekkepler
- elektriksel olarak iletken yapıştırıcılar (ECA’lar)
Dielektrik Nanoparçacıkların Ultrasonik Dispersiyonu
Bir kompozite yalıtkanlık özellikleri kazandırmak için SiO2, ZnO ve alümina-epoksi nanokompozitler gibi dielektrik parçacıkların matrise tekil parçacıklar hâlinde homojen olarak dağıtılması gerekir. Ultrasonik dispersiyon, aglomeraların parçalanmasını ve böylece nanoparçacıkların iyi dağılmasını sağlar. Malzemenin güvenilir bir dielektrik işlevselliğe sahip olması için çok dar bir parçacık dağılımı kritik öneme sahiptir.
Nanodispersiyonlar için Hielscher Yüksek Güçlü Sonikatörleri
Güçlü ultrasonik sistemler, laboratuvar ve tezgâh üstü düzeyden tam endüstriyel ölçeğe kadar nanoparçacıkların güvenilir biçimde dağılmasını sağlar. Diğer ultrasonik ekipman tedarikçileriyle karşılaştırıldığında, Hielscher ultrasonik sistemleri, basit sonotrot geometrileriyle 24/7 kesintisiz çalışırken 200µm’ye kadar çok yüksek genlikler sağlayabilir. Bir uygulama daha da yüksek genlikler ve/veya çok yüksek sıcaklıklar gerektiriyorsa Hielscher, >200µm genlikler sağlayabilen ve çok sıcak ortamlara yerleştirilebilen (ör. metal eriyiklerinin sonikasyonu için) özelleştirilmiş ultrasonik sonotrotlar sunar. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı endüstriyel standartları karşılar. Tüm ekipmanlarımız, ağır hizmet koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmak üzere üretilmiştir.
Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir:
| Kesikli İşlem Hacmi | Debi | Önerilen Cihazlar |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| uygulanamaz | 10–100L/min | UIP16000 |
| uygulanamaz | daha yüksek | cihaz kümesi: UIP16000 |
- ihtiyaca göre ayarlanmış parçacık boyutu
- yüksek iletkenlik
- yüksek parçacık yüklemeleri
- düşükten yükseğe viskoziteler
- proses kontrolü
- kolay işleme
- hızlı
- uygun maliyetli
Endüstriyel ultrasonik işlemci UIP16000 (16kW) – iletken mürekkep üretimi için
Literatür / Kaynak
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
Bilinmesi Gerekenler
Elektriksel Olarak İletken Nanoparçacıklar
Nanoparçacıklar (NP’ler), malzemenin yığın hâlindeki özelliklerinden büyük ölçüde farklı olabilen benzersiz malzeme özellikleri sunar. Nanomalzemeler çeşitli şekillerde bulunur. 1:1.000.000 gibi son derece yüksek bir en-boy oranına (ör. nanotüpler) veya kusursuz bir küresel şekle sahip olabilirler. Nanoparçacıklar, tüpler ve kürelerin yanı sıra çubuk, tel, bıyıkçık, nanoçiçek, lif, pul ve nokta biçiminde de bulunur.
Nanoparçacıkların boyutu ve şekli; NP’lerin çekme dayanımı, esneklik, termomekanik, iletkenlik, dielektrik, manyetik ve optik özellikleri açısından önemli bir rol oynar. Kompozitlere bu işlevleri kazandırmak için NP’lerin matrise homojen biçimde dağıtılması ve karıştırılması gerekir. Bu kadar yüksek kaliteli bir dispersiyon elde etmek için ultrasonikasyon tercih edilen dispersiyon tekniğidir.
Elektriksel olarak iletken nanoparçacıklar, mürekkeplere ve kaplamalara elektriksel iletkenlik kazandırmak için yaygın olarak kullanılır. Nano-gümüş (nano-Ag), iletken mürekkeplerde en çok kullanılan nanodolgulardan biridir. Gümüş bazlı iletken mürekkepler, esnek ve kırışmaya dayanıklı, su bazlı ve serigrafi baskıya uygun mürekkepler olarak formüle edilebilir.
İletken Mürekkepler
İletken mürekkepler, mürekkep püskürtmeli baskı, döndürerek kaplama vb. yöntemlerle uygulanabilen iletken polimerlerdir (polianilin, politiyofen veya polipiroller vb.). Yaygın elektriksel olarak iletken mürekkepler, soy metaller, iletken polimerler veya karbon nanomalzemeler olabilen iletken bileşenlerine göre üç kategoride sınıflandırılabilir. İletken mürekkepler geniş bir uygulama alanına sahiptir ve elektronik ürünler, ambalajlar (PET ve plastik filmler), sensörler, antenler, RFID etiketleri, dokunmatik ekranlar, OLED ekranlar, baskıyla üretilen ısıtıcılar ve daha birçok ürünün imalatında kullanılır.
PEDOT:PSS [poli(3,4-etilendioksitiyofen) poli(stirensülfonat)], yüksek iletkenliğinin yanı sıra şeffaf bir görünüm sunan, en yoğun kullanılan iletken polimerlerden biridir. Karbon nanotüpler, gümüş nanoteller ve/veya grafenden oluşan bir ağ eklenerek PEDOT:PSS’nin iletkenliği önemli ölçüde artırılabilir. Farklı kaplama ve baskı prosesleri için modifiye edilmiş PEDOT:PSS mürekkepleri ve formülasyonları mevcuttur. Su bazlı PEDOT:PSS mürekkepleri esas olarak yarıklı kalıpla kaplama, fleksografi, rotogravür ve mürekkep püskürtmeli baskıda kullanılır.
Dielektrik Mürekkepler
Dielektrik mürekkepler ve kaplamalar elektriksel olarak iletken değildir ve iletken malzemelerin korunması ve geliştirilmesi için yalıtkan bir katman oluşturmak amacıyla elektronik devre kartlarının serigrafi baskısında kullanılır.
Dielektrik nanoparçacıklar, mürekkeplere, pastalara ve kaplamalara yalıtkanlık kazandırmak için kullanılır.
Hielscher Ultrasonics, yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörleri laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar üretir.