Ультразвукова дисперсія наноматеріалів (наночастинки)

Наноматеріали стали невід'ємною складовою частиною продуктів, як різноманітні, як сонцезахисні засоби, покриттів продуктивності, або пластикові композити. Ультразвукова кавітація використовується для диспергування частинок нано-розміру в рідини, такі як вода, масла, розчинники або смол.

Ультразвукова дисперсія наночастинок

Застосування Ультразвукова дисперсія наночастинок має ефекти, які можна зробити. Найбільш очевидним є диспергирования матеріалів в рідинах для того, щоб зруйнувати агломерати часток. Інший процес, є застосування ультразвуку під час Синтез частинок або опадів, Як правило, це призводить до більш дрібним частинкам і підвищеної однорідності розміру. ультразвукова кавітація покращує передачу матеріалу на поверхні частинок, теж. Цей ефект може бути використаний для поліпшення поверхні функционализации з матеріалів, що мають високу питому площу поверхні.

Диспергирование і зменшення розмірів наноматеріалів

Наноматеріали, наприклад, оксиди металів, або наногліни вуглецеві нанотрубки як правило, агломеруються при змішуванні в рідину. Ефективні засоби дезагломераціі і Розсіювання необхідно для подолання сил зв'язку після wettening порошку. Ультразвукове дроблення агломерату структур у водних і неводних суспензій дозволяє використовуючи повний потенціал нанорозмірних матеріалів. Дослідження на різних дисперсій наночастинок агломератів з перемінним вмістом твердих продемонстрували значну перевагу ультразвуку в порівнянні з іншими технологіями, такими як змішувачі ротора статора (наприклад, Ultra Turrax), поршневі гомогенізатори, або мокрими методами фрезерування, наприклад бісерні млини або колоїдні млини. Hielscher ультразвукові системи можуть бути запущені при досить високій концентрації твердих речовин. Наприклад, для кремнезем швидкість обриву виявилася незалежною від концентрація твердої речовини до 50% за вагою. Ультразвук може бути застосований для диспергування з високою концентрацією майстер-партій - обробка низької і високої в'язкості рідини. Це робить рішення ультразвукової обробки добре для фарб і покриттів, заснованих на різних середовищах, таких як вода, смоли та олії.

Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвуковому диспергуванні вуглецевих нанотрубок.

ультразвукова кавітація

Дисперсія і дезагломерація ультразвуку є результатом ультразвукової кавітації. При експонуванні рідини ультразвуку звукові хвилі, які розповсюджуються в рідини в результаті чергуються циклів високого тиску і низького тиску. Це відноситься механічне напруження на притягають сили між окремими частинками. ультразвукова кавітація в рідини призводить до високої швидкості струменів рідини до 1000 км / год (бл. 600mph). Такі струменя рідини пресів при високому тиску між частинками і відокремити їх один від одного. Більш дрібні частинки прискорюються з струменями рідини і стикаються на високих швидкостях. Це робить ультразвукове дослідження є ефективним засобом для диспергування, а й для фрезерування мікронного розміру часток і суб мікронного розміру.

Синтез ультразвуком частинок / Опади

Наночастки можуть бути отримані від низу до верху шляхом синтезу або осадження. Sonochemistry є одним з найбільш ранніх методів, використовуваних для отримання нанорозмірних з'єднань. Суслик у своїй оригінальній роботі, обробляли ультразвуком Fe (CO)₅ або у вигляді чистої рідини або в розчині deaclin і 10-20nm розміру наночастинок аморфного заліза, отриманих. Як правило, пересичені суміш починає формуватися тверді частинки з висококонцентрованих матеріалу. Обробка ультразвук покращує змішування попередніх курсорів і збільшує массообмен на поверхні частинок. Це призводить до меншого розміру часток і більш високої однорідності.

Натисніть тут, щоб прочитати більше про ультразвуком осадження наноматеріалів.

Функціоналізації поверхні за допомогою ультразвуку

Багато наноматеріали, такі як оксиди металів, чорнило для струменевого друку і тонер пігменти, наповнювачі або для виконання покриттяВимагають функционализации поверхні. Для того, щоб функционализации повної поверхні кожної окремої частки, потрібно хороший метод дисперсії. При розпилюванні, частинки, як правило, оточені прикордонний шар молекул залучали до поверхні частинки. Для того, щоб нових функціональних груп, щоб дістатися до поверхні частинок, цей прикордонний шар повинен бути розбитий або видалені. Струмені рідини, що виникають в результаті ультразвукової кавітації може досягати швидкості до 1000 км / год. Цей стрес допомагає подолати сили тяжіння і несе в собі функціональні молекули на поверхні частинок. в СонохіміяЦей ефект використовується для підвищення продуктивності дисперсних каталізаторів.

Ultrasonication до того розміру часток Вимірювання

Обробка ультразвук зразків підвищує точність вашого розміру часток або вимір морфології. Новий SonoStep поєднує в собі ультразвук, перемішування і накачування зразків в компактній конструкції. Це легко працювати, і може бути використано для доставки зразків обробляли ультразвук в аналітичні прилади, такі як аналізатори розміру часток. Інтенсивне ультразвуком дозволяє розігнати агломеровані частинки, що призводять до більш послідовним результатами.Натисніть тут, щоб дізнатися більше!

Ультразвукова обробка для лабораторії і серійного виробництва

Ультразвукові процесори і проточні комірки для деагломераціі і дисперсії доступні для Лабораторія і виробництво рівень. Промислові системи можуть бути легко переобладнані для роботи в лінію. Для розвитку наукових досліджень і процесу ми рекомендуємо використовувати UIP1000hd (1000 Вт).

Хільшер пропонує широкий спектр ультразвукових пристроїв і аксесуарів для ефективного диспергування наноматеріалів, наприклад, в фарбах, фарб і покриттів.

• Компактні лабораторні прилади до 400 Вт потужності
  Ці пристрої використовуються в основному для підготовки проб або первісних техніко-економічних обгрунтувань і доступні для оренди.
• 500 і 1000 і 2000 Вт ультразвукові процесори типу UIP1000hd встановити з проточною осередком і різні бустерних рогів і хвилеводи-концентратори може обробляти великі потоки обсягу.
  Пристрої, як це використовується в процесі оптимізації параметрів (наприклад: амплітуди, робочий тиск, швидкість потоку і т.д.) в стендовій або масштабі пілотної установки.
• ультразвукові процесори 2, 4, 10 і 16кВт і більші кластери декількох таких блоків може обробляти потоки обсяг виробництва майже на будь-якому рівні.

Стендове обладнання доступне для оренди в хороших умовах для запуску технологічних випробувань. Результати таких випробувань можуть бути масштабовані до рівня виробництва – зниження ризику та витрат, що беруть участь у розробці процесу. Ми будемо раді допомогти вам в Інтернеті, по телефону або особисто. Будь ласка, знайдіть наші адреси тутАбо використовувати форму нижче.

Література

Агарон думки (2004): Використання сонохіміі для виготовлення наноматеріалів, ультразвукове Sonochemistry Запрошених Внесків, 2004 Elsevier BV

Наноматеріали – Довідкова інформація

Наноматеріали матеріали менш ніж 100 нм за розміром. Вони швидко прогресує в рецептурах фарб, фарб і покриттів. Наноматеріали діляться на три основні категорії: оксиди металів, наногліни, і вуглецеві нанотрубки, наночастинки оксиду металу, включають в себе нанорозмірний оксид цинку, оксид титану, оксид заліза, оксид церію і оксид цирконію, а також сполуки, змішані метали, такі як оксид індії-олово і цирконій і титан, а також сполуки, змішані метали, такі як індій олова, оксид. Цей дрібниця впливає на багатьох дисциплінах, таких як фізика, Хімія і біології. В лакофарбових наноматеріалах виконати декоративну потреби (наприклад, колір і блиск), функціональні цілі (наприклад, провідність, мікробна інактивація) і поліпшити захист (наприклад, стійкість до подряпин УФ-стабільність) фарб і покриттів. Зокрема нанорозмірних металевих оксидів, таких як TiO2 і ZnO або оксид алюмінію, оксид церію і кремнезем і нано-розміру пігментів знаходять застосування в нових фарб і покриттів складів.

Коли речовина зменшено в розмірах вона змінює свої характеристики, такі як колір і взаємодія з іншими речовинами, такі як хімічні реакції. Зміна характеристик викликано зміною електронних властивостей. По зменшення розмірів частинок, площа поверхні матеріалу збільшується. Через це більший відсоток атомів може взаємодіяти з іншим речовиною, наприклад, з матрицею смол.

Поверхнева активність є ключовим аспектом наноматеріалів. Агломерація та агрегація блоків поверхні області від контакту з іншими речовинами. Тільки добре дисперговані або однодисперсні частинки дозволяють використати повний корисний потенціал речовини. В результаті добре розпорошування зменшує кількість наноматеріалів, необхідних для досягнення тих самих ефектів. Оскільки більшість наноматеріалів залишаються досить дорогими, цей аспект має велике значення для комерціалізації формули продуктів, що містять наноматеріали. Сьогодні багато наноматеріалів виробляється сухим способом. У результаті частинки потрібно змішувати до рідких композицій. Саме тут більшість наночастинок утворюють агломерати під час зволоження. Особливо вуглецеві нанотрубки дуже згуртований що ускладнює їх розгону в рідини, такі як вода, етанол, масла, полімеру або епоксидної смоли. Звичайні пристрої обробки, наприклад, з високим зусиллям зсуву або ротор-статорні змішувачі, гомогенізатори високого тиску або колоїдні млини і дискової позбавлені в відділенні наночастинок в дискретні частинки. Зокрема, для невеликого речовини від декількох нанометрів до декількох мікрон, ультразвукова кавітація є дуже ефективною в руйнуванні агломератів, агрегатів і навіть праймеріз. Коли ультразвук використовується для фрезерування високої концентрації партій, рідкі струмені потоки, що виникають в результаті ультразвукової кавітації, зробити частинки стикаються один з одним при швидкостях до 1000 км / год. Це порушує ван-дер-Ваальса в агломерати і навіть первинних частинок.