Рівномірно дисперсійні CNTs за допомогою Ультрафікації
Для використання виняткових функціональних можливостей вуглецю нанотрубки (CNTs), вони повинні бути homogeneously дисперсних.
Ультразвукові дисперкатори є найбільш поширеним інструментом для розповсюдження CNTs в водних і розчинних основі суспензії.
Ультразвуковий диспергування технологія створює досить високу енергію зсуву для досягнення повного поділу CNTs, не пошкоджуючи їх.
Ультразвукове розсіювання вуглецевих нанотрубок
Вуглецеві нанотрубки (CNTs) мають дуже високі пропорції і демонструють низьку щільність, а також величезну площу поверхні (кілька сотень м2/г), що дає їм унікальні властивості, такі як дуже висока міцність, жорсткість і міцність і дуже висока електрична і теплопровідність. У зв'язку з Ван дер Waals сил, які залучають одного вуглецю нанотрубки (CNTs) один з одним, CNTs організувати зазвичай в пучки або Мони. Ці міжмолекулярні сили тяжіння засновані на π-Бонд явище укладання між сусідніми нанотрубки відомий як π-укладання. Щоб отримати повну вигоду з вуглецевих нанотрубки, ці агломератів повинні бути дезплутані і CNTs повинні бути розподілені рівномірно в однорідній дисперсії. Інтенсивна ультралікація створює акустичну кавітацію в рідинах. Таким чином, породжених місцевих напруга зсуву перерви цнт агрегатів і розсіює їх рівномірно в однорідній підвіски. Ультразвуковий диспергування технологія створює досить високу енергію зсуву для досягнення повного поділу CNTs, не пошкоджуючи їх. Навіть для чутливої сокації успішно застосовується для їх розкута індивідуально. Ультралікація просто забезпечує достатній рівень стресу, щоб відокремити агрегати SWNT, не викликаючи великого руйнування окремих нанотрубки (Хуан, Terentjev 2012).
- Однодисперсійні CNTs
- Однорідний розподіл
- Висока дисперсія ефективності
- Високі навантаження цнт
- Відсутність деградації цнт
- Швидка обробка
- точний контроль процесу
UIP2000hdT – 2kW потужним ультраакулятором для дисперсії цнт
Високоексплуатаційні ультразвукові системи для дисперсій цнт
Hielscher ультразвук поставок потужного і надійного ультразвукового обладнання для ефективної дисперсії CNTs. Чи потрібно готувати невеликі зразки цнт для аналізу та&D або ви повинні виробляти великі промислові партії сипучих дисперсій, асортимент продукції Hielscher пропонує ідеальну ультразвукову систему для ваших потреб. З до 50 Вт ультраакукатори для Lab до 16kW промислові ультразвукові агрегати для комерційного виробництва, Hielscher ультразвук має ви охоплені.
Для виробництва високоякісних нанотрубки дисперсій вуглецю, параметри процесу повинні бути добре контрольованими. Амплітуда, температура, тиск і час зберігання є найбільш важливими параметрами для розподілу навіть цнт. Ультраакукатори Hielscher не тільки дозволяють точний контроль над кожним параметром, всі параметри процесу автоматично записуються на інтегровану SD-карту з цифрових ультразвукових систем Hielscher. Протокол кожного процесу сокації допомагає забезпечити відтворювані результати і послідовну якість. За допомогою пульта дистанційного керування браузером користувач може працювати і контролювати Ультразвуковий пристрій, не перебуваючи на місці ультразвукової системи.
Оскільки одностінні Вуглецеві нанотрубки (Свинтс) і багатостінні Вуглецеві нанотрубки (Ммлтс), а також вибрані водні або розчинні середовища вимагають певної інтенсивності обробки, ультразвуковий амплітуда є ключовим фактором, коли мова заходить про кінцевий продукт. Hielscher ультразвук’ промислові ультразвукові процесори можуть доставити дуже високі, а також дуже м'які амплітуди. Встановіть ідеальну амплітуду для ваших вимог до процесу. Навіть амплітуди до 200 мкм може бути легко безперервно працювати в 24/7 операції. Для ще більш високих амплітуд, індивідуальні ультразвукові сотроди доступні. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє на 24/7 операції на важких умовах і в складних середовищах.
Наші клієнти задоволені видатною надійності і надійністю Hielscher систем ультразвукової. Установка в полях важких додатків, вимогливих середовищах і 24/7 операція забезпечення ефективної та економічної обробки. Процес активізації ультразвукових процесів зменшує час обробки і досягає кращих результатів, тобто більш високу якість, вищу врожайність, інноваційні продукти.
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:
| пакетний Обсяг | швидкість потоку | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| 0.5 до 1.5мл | застосовується | VialTweeter |
| Від 1 до 500мл | Від 10 до 200мл / хв | UP100H |
| Від 10 до 2000мл | Від 20 до 400мл / хв | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20 л | 0.2 до 4л / хв | UIP2000hdT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л / хв | UIP4000hdT |
| застосовується | Від 10 до 100 л / хв | UIP16000 |
| застосовується | більший | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!
Високосилові ультразвукові процесори від лабораторії до пілотного і промислового масштабу.
Література/довідники
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Факти варті знати
вуглецеві нанотрубки
Вуглецеві нанотрубки (CNTs) є частиною спеціального класу одномірних вуглецевих матеріалів, що проявляє виняткові механічні, електричні, теплові та оптичні властивості. Вони є основним компонентом, який використовується в розробці і виробництві передових наноматеріалів, таких як нано-композитів, армованих полімерів і т. д., тому використовуються в сучасних технологіях. CNTs піддавати дуже високу міцність на розтяг, чудові властивості теплової передачі, низькою смугою прогалин і оптимальна хімічна і фізична стабільність, що робить нанотрубки перспективним добавка для різноманіття матеріалів.
Залежно від їх структури, CNTS розрізняють в одностінні Вуглецеві нанотрубки (Свинтс), Двостінні Вуглецеві нанотрубки (DWCNTs), і багатостінні Вуглецеві нанотрубки (Ммлтс).
НТС порожнисті, довгі циліндричні трубки виготовлені з одного атома товщиною вуглецевої стінки. Атомний лист вугілля влаштований у стільній решітці. Часто вони концептуально порівнюють з згорнуті листами одношарового графіту або графена.
DWCNTs складається з двох одностінні нанотрубки, з одним вкладеним в інший.
Ммлтс є формою цнт, де кілька одностінні Вуглецеві нанотрубки вкладені один в інший. Так як їх діаметр коливається від 3-30 нм і, як вони можуть рости кілька см завдовжки, їх пропорції можуть варіюватися від 10 до 10 000 000. У порівнянні з вуглецевими нановолокнами, Ммлтс мають різну структуру стін, менший зовнішній діаметр і порожнистий інтер'єр. Широко використовується індустріально доступна типіка Ммлц, наприклад, Baytubes® C150P, Наноіл® NC7000, Арцема Графітеміцність® C100, і FutureCarbon цнт-МВт.
Синтез CNTs: CNTs може бути виготовлений шляхом плазмового синтезу методом або дугового розряду випаровування методом, метод лазерного абляції, процес теплової синтез, хімічне осадження парів (ВРС) або плазми підвищеної хімічного осадження.
Функціоналізація CNTs: Для поліпшення характеристик вуглецевих нанотрубки і зробити їх таким чином більш підходящим для конкретного застосування, CNTs часто функціоналізований, наприклад, додавши карбонові кислоти (COOH) або гідроксил (-OH) груп.
Диспергатори
Кілька розчинниках, таких як супер кислоти, іонні рідини, і N-циклогекліл-2-піроліджоден з них здатні готувати відносно висококонцентрації дисперсій CNTs, в той час як найпоширеніші Розчинники для нанотрубки, такі як N-метил-2-піроролізробили (NMP), діметилформіамід (DMF), і 1,2-дихролобену, може розігнати нанотрубки тільки при дуже низьких концентраціях (наприклад, як правило <0.02 WT% одностінні CNTs). Найбільш поширеними дисперсійні речовини є поліетиленпіроліз (PVP), Доделиловий бензол сульфонат (SDBS), тритон 100, або Додеціл натрію сульфонат (SDS).
Креслс є групою промислових хімічних речовин, які можуть обробляти CNTs при концентрації до десятків відсотків ваги, в результаті чого безперервний перехід від розбавлених дисперсій, товстих паст, і вільно стоять гелі для безпрецедентного тесту, як стан, як Збільшення навантаження цнт. Ці держави демонструють полімер-як реологічні та в'язкопружні властивості, які не досяжні з іншими поширеними розчинниками, припускаючи, що нанотрубки дійсно розпадається і дрібно розсіяних в креслс. Крероли можуть бути вилучені після обробки з підігрівом або миття, без зміни поверхні CNTs. [Chiou ET Al. 2018]
Застосування дисперсії цнт
Щоб використовувати переваги CNTs, вони повинні бути розсіяні в рідині, таких як полімери, рівномірно дисперсних CNTs використовуються для виготовлення струмопровідної пластмаси, рідкокристалічні дисплеї, органічні світлодіодні діоди, сенсорні екрани, гнучкі дисплеї, сонячні елементи , струмопровідні фарби, матеріали статичного контролю, включаючи плівки, піни, волокна, тканини, полімерні покриття та Клеї, високоякісні полімерні композити з винятковими механічними міцністю і міцністю, полімерні/цнт композитні волокна, а також легких і антистатик матеріалів.