Nanomateriallarni (nanopartikullarni) ultratovush yordamida dispersiyalash
Nanomateriallar yuqori samarali materiallar, quyoshdan himoyalovchi vositalar, yuqori ekspluatatsion xususiyatli qoplamalar yoki plastik kompozitlar kabi turli mahsulotlarning ajralmas tarkibiy qismiga aylangan. Ultratovushli kavitatsiya nanooʻlchamli zarrachalarni suv, moy, erituvchilar yoki qatronlar kabi suyuqliklarda dispersiyalash uchun qoʻllaniladi.
Nanopartikullarni ultratovush yordamida dispersiyalash
Ushbu nanopartikullarni ultratovush yordamida dispersiyalash usulining qoʻllanilishi turli taʼsirlarga ega. Eng yaqqol taʼsir – materiallarni suyuqliklarda dispersiyalash orqali zarracha aglomeratlarini parchalashdir. Yana bir jarayon – zarrachalar sintezi yoki choʻktirish davomida ultratovushni qoʻllashdir. Odatda, bu zarrachalarning kichrayishiga va oʻlchamlarining bir xilligi ortishiga olib keladi. Ultratovushli kavitatsiya zarrachalar sirtida modda koʻchishini ham yaxshilaydi. Bu taʼsirdan solishtirma sirt maydoni katta boʻlgan materiallar sirtini funksionallashtirishni yaxshilash uchun foydalanish mumkin.
Nanomateriallarni dispersiyalash va oʻlchamini kichraytirish
Nanomateriallar, masalan, metall oksidlari, nanogillar yoki uglerod nanonaychalari suyuqlikka aralashtirilganda aglomeratlar hosil qilishga moyil boʻladi. Kukun namlangandan keyin bogʻlanish kuchlarini yengish uchun aglomeratlarni parchalash va dispersiyalashning samarali vositalari kerak. Suvli va suvsiz suspenziyalardagi aglomerat tuzilmalarini ultratovush yordamida parchalash nanooʻlchamli materiallarning toʻliq imkoniyatlaridan foydalanishga yordam beradi. Qattiq modda miqdori oʻzgaruvchan boʻlgan nanopartikul aglomeratlarining turli dispersiyalarida oʻtkazilgan tadqiqotlar ultratovushning rotor-stator aralashtirgichlari (masalan, ultra turrax), porshenli gomogenizatorlar yoki nam maydalash usullari, masalan, munchoqli tegirmonlar yoki kolloid tegirmonlar kabi boshqa texnologiyalarga nisbatan sezilarli ustunligini koʻrsatdi. Hielscher ultratovush tizimlari qattiq moddaning ancha yuqori konsentratsiyalarida ishlashi mumkin. Masalan, kremniy dioksidi uchun parchalanish tezligi qattiq modda konsentratsiyasi 50% gacha boʻlganda, massa boʻyicha hisoblangan ushbu konsentratsiyaga bogʻliq emasligi aniqlandi. Ultratovush yuqori konsentratsiyali masterbatchlarni dispersiyalash uchun qoʻllanilishi mumkin – bunda past va yuqori qovushqoqlikdagi suyuqliklarga ishlov beriladi. Bu ultratovushni suv, qatron yoki moy kabi turli muhitlarga asoslangan boʻyoqlar va qoplamalarga ishlov berish uchun yaxshi yechimga aylantiradi.
Ultratovushli gomogenizator UP400St nanodispersiyalar uchun
Ultratovushli kavitatsiya
Ultratovush bilan ishlov berish orqali dispersiyalash va aglomeratlarni parchalash ultratovushli kavitatsiya natijasidir. Suyuqliklar ultratovush taʼsiriga uchraganda, suyuqlik ichida tarqaladigan tovush toʻlqinlari navbatma-navbat yuqori bosimli va past bosimli sikllarni hosil qiladi. Bu alohida zarrachalar orasidagi tortishish kuchlariga mexanik zoʻriqish taʼsirini oʻtkazadi. Ultratovushli kavitatsiya suyuqliklarda tezligi 1000km/hr gacha (taxminan 600mph) boʻlgan yuqori tezlikdagi suyuqlik oqimlarini hosil qiladi. Bunday oqimlar suyuqlikni yuqori bosim ostida zarrachalar orasiga siqib kiritadi va ularni bir-biridan ajratadi. Kichikroq zarrachalar suyuqlik oqimlari bilan tezlashtiriladi va yuqori tezlikda toʻqnashadi. Bu ultratovushni mikron va mikrondan kichik oʻlchamdagi zarrachalarni dispersiyalash, shuningdek, maydalash uchun samarali vositaga aylantiradi.
Ultratovush yordamida zarrachalar sintezi / choʻktirish
Nanopartikullarni sintez yoki choʻktirish orqali kichik tuzilmalardan boshlab hosil qilish mumkin. Sonokimyo nanooʻlchamli birikmalarni tayyorlash uchun qoʻllanilgan eng dastlabki usullardan biridir. Suslick oʻzining dastlabki ishida Fe(CO)5 ga sof suyuqlik holida yoki deaclin eritmasida ultratovush bilan ishlov bergan va 10–20nm oʻlchamdagi amorf temir nanopartikullarini olgan. Odatda, oʻta toʻyingan aralashma yuqori konsentratsiyali moddadan qattiq zarrachalar hosil qila boshlaydi. Ultratovush bilan ishlov berish boshlangʻich reagentlarning aralashishini yaxshilaydi va zarrachalar sirtida massa almashinuvini oshiradi. Bu zarracha oʻlchamining kichrayishiga va bir xillikning ortishiga olib keladi.
UIP2000hdT, SWCNTlarni dispersiyalash uchun 2kW quvvatli kuchli ultratovush qurilmasi.
Ultratovush yordamida sirtni funksionallashtirish
Metall oksidlari, purkagichli bosma siyohi va toner pigmentlari yoki yuqori ekspluatatsion xususiyatli qoplamalar uchun toʻldirgichlar kabi koʻplab nanomateriallar sirtini funksionallashtirishni talab qiladi. Har bir alohida zarrachaning butun sirtini funksionallashtirish uchun yaxshi dispersiyalash usuli kerak. Dispersiyalangan zarrachalar odatda zarracha sirtiga tortiladigan molekulalarning chegara qatlami bilan oʻralgan boʻladi. Yangi funksional guruhlar zarracha sirtiga yetib borishi uchun ushbu chegara qatlamini parchalash yoki olib tashlash kerak. Ultratovushli kavitatsiya natijasida hosil boʻladigan suyuqlik oqimlari 1000km/hr gacha tezlikka erishishi mumkin. Bu zoʻriqish tortishish kuchlarini yengishga yordam beradi va funksional molekulalarni zarracha sirtiga olib boradi. Sonokimyoda bu taʼsir dispersiyalangan katalizatorlarning samaradorligini yaxshilash uchun qoʻllaniladi.
Zarracha oʻlchamini oʻlchashdan oldin ultratovush bilan ishlov berish
Namunalarga ultratovush bilan ishlov berish zarracha oʻlchami yoki morfologiyasini oʻlchash aniqligini yaxshilaydi. Yangi SonoStep ixcham konstruksiyada ultratovushni, namunalarni aralashtirishni va nasos bilan uzatishni birlashtiradi. Uni boshqarish oson va undan ultratovush bilan ishlov berilgan namunalarni zarracha oʻlchami analizatorlari kabi tahlil qurilmalariga yetkazish uchun foydalanish mumkin. Jadal ultratovush bilan ishlov berish aglomeratlangan zarrachalarni dispersiyalashga yordam beradi va yanada izchil natijalarga olib keladi.Batafsil oʻqish uchun bu yerni bosing!
Laboratoriya va ishlab chiqarish miqyosida ultratovush bilan ishlov berish
Aglomeratlarni parchalash va dispersiyalash uchun ultratovush protsessorlari va oqim hujayralari laboratoriya va ishlab chiqarish miqyoslari uchun mavjud. Sanoat tizimlarini oqim liniyasida ishlash uchun osongina moslashtirish mumkin. Tadqiqotlar va jarayonni ishlab chiqish uchun UIP1000hd (1 000 vatt)dan foydalanishni tavsiya qilamiz.
Hielscher nanomateriallarni, masalan, boʻyoqlar, siyohlar va qoplamalarda samarali dispersiyalash uchun ultratovush qurilmalari va aksessuarlarining keng assortimentini taklif etadi.
- Ixcham laboratoriya qurilmalari quvvati 400 vattgacha boʻlgan qurilmalardir.
Bu qurilmalar asosan namuna tayyorlash yoki dastlabki amalga oshirish imkoniyatini oʻrganish uchun qoʻllaniladi va ijaraga beriladi. - 500 va 1 000 va 2 000 vatt quvvatli ultratovush protsessorlari, masalan, oqim hujayrasi, turli amplituda kuchaytirgichlari va sonotrodlari boʻlgan UIP1000hd toʻplami, kattaroq hajmli oqimlarga ishlov bera oladi.
Bunday qurilmalar stol usti yoki tajriba ishlab chiqarish miqyosida parametrlarni (masalan, amplituda, ish bosimi, hajmiy oqim tezligi va hokazo) optimallashtirish uchun qoʻllaniladi. - Quvvati 2kW, 4kW, 10kW va 16kW boʻlgan ultratovush protsessorlari hamda bir nechta shunday qurilmadan tashkil topgan kattaroq klasterlar deyarli har qanday miqyosdagi ishlab chiqarish hajmidagi oqimlarga ishlov bera oladi.
Jarayon sinovlarini oʻtkazish uchun stol usti uskunalari qulay shartlarda ijaraga beriladi. Bunday sinovlar natijalarini ishlab chiqarish miqyosigacha chiziqli ravishda kengaytirish mumkin – bu jarayonni ishlab chiqish bilan bogʻliq xavf va xarajatlarni kamaytiradi. Sizga onlayn, telefon orqali yoki shaxsan yordam berishdan mamnun boʻlamiz. Manzillarimizni bu yerda topishingiz mumkin, yoki quyidagi shakldan foydalaning.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tashkil topgan klaster: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Nanomateriallar – umumiy maʼlumot
Nanomateriallar oʻlchami 100nm dan kichik boʻlgan materiallardir. Ular boʻyoqlar, siyohlar va qoplamalar tarkibiga tez surʼatlarda kirib bormoqda. Nanomateriallar uchta keng toifaga boʻlinadi: metall oksidlari, nanogillar va uglerod nanonaychalari. Metall oksidi nanopartikullariga nanooʻlchamli rux oksidi, titan oksidi, temir oksidi, seriy oksidi va sirkoniy oksidi, shuningdek, indiy-qalay oksidi kabi aralash metall birikmalari va sirkoniy va titan, shuningdek, indiy-qalay oksidi kabi aralash metall birikmalari kiradi. Bu mayda modda fizika, kimyo va biologiya kabi koʻplab fan sohalariga taʼsir koʻrsatadi. Boʻyoqlar va qoplamalarda nanomateriallar bezak talablarini (masalan, rang va yaltiroqlik) va funksional maqsadlarni (masalan, elektr oʻtkazuvchanlik, mikroblarni inaktivatsiyalash) taʼminlaydi hamda boʻyoqlar va qoplamalarning himoya xususiyatlarini (masalan, tirnalishga chidamlilik, UV taʼsiriga barqarorlik) yaxshilaydi. Xususan, TiO2 va ZnO yoki alyuminiy oksidi, seriy dioksidi va kremniy dioksidi kabi nanooʻlchamli metall oksidlari hamda nanooʻlchamli pigmentlar yangi boʻyoq va qoplama tarkiblarida qoʻllaniladi.
Moddaning oʻlchami kichraytirilganda, uning rang va boshqa moddalar bilan oʻzaro taʼsir, masalan, kimyoviy reaksiyaga kirishish qobiliyati kabi xususiyatlari oʻzgaradi. Xususiyatlarning oʻzgarishi elektron xossalarning oʻzgarishidan kelib chiqadi. Zarracha oʻlchamini kichraytirish orqali materialning sirt maydoni oshadi. Shu tufayli atomlarning kattaroq ulushi boshqa moddalar, masalan, qatron matritsasi bilan oʻzaro taʼsirlasha oladi.
Sirt faolligi nanomateriallarning asosiy jihatlaridan biridir. Aglomeratsiya va agregatsiya sirt maydonining boshqa moddalar bilan aloqaga kirishishiga toʻsqinlik qiladi. Faqat yaxshi dispersiyalangan yoki alohida-alohida dispersiyalangan zarrachalar moddaning barcha foydali imkoniyatlaridan foydalanishga yordam beradi. Natijada yaxshi dispersiyalash bir xil taʼsirlarga erishish uchun zarur boʻlgan nanomateriallar miqdorini kamaytiradi. Koʻpchilik nanomateriallar hali ham ancha qimmat boʻlgani sababli, bu jihat nanomateriallarni oʻz ichiga olgan mahsulot tarkiblarini tijoratlashtirish uchun katta ahamiyatga ega. Bugungi kunda koʻplab nanomateriallar quruq jarayonda ishlab chiqariladi. Natijada zarrachalarni suyuq tarkiblarga aralashtirish kerak boʻladi. Aynan shu bosqichda koʻpchilik nanopartikullar namlanish vaqtida aglomeratlar hosil qiladi. Ayniqsa, uglerod nanonaychalari bir-biriga juda kuchli yopishadi, bu esa ularni suv, etanol, moy, polimer yoki epoksi qatroni kabi suyuqliklarda dispersiyalashni qiyinlashtiradi. Anʼanaviy ishlov berish qurilmalari, masalan, yuqori siljish kuchli yoki rotor-stator aralashtirgichlari, yuqori bosimli gomogenizatorlar yoki kolloid va diskli tegirmonlar nanopartikullarni alohida zarrachalarga ajratishda yetarli samara bermaydi. Xususan, bir necha nanometrdan bir-ikki mikrongacha boʻlgan mayda moddalar uchun ultratovushli kavitatsiya aglomeratlar, agregatlar va hatto birlamchi zarrachalarni parchalashda juda samaralidir. Ultratovush yuqori konsentratsiyali partiyalarni maydalash uchun qoʻllanilganda, ultratovushli kavitatsiyadan hosil boʻladigan suyuqlik oqimlari zarrachalarni bir-biri bilan 1000km/h gacha tezlikda toʻqnashtiradi. Bu aglomeratlardagi va hatto birlamchi zarrachalardagi van der Waals kuchlarini uzadi.
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba ishlab chiqarish va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlarni ishlab chiqaradi.