Siêu âm phân tán của vật liệu nano (hạt nano)
Vật liệu nano đã trở thành một thành phần không thể thiếu của các sản phẩm đa dạng như vật liệu hiệu suất cao, kem chống nắng, lớp phủ hiệu suất, hoặc vật liệu tổng hợp nhựa. Siêu âm cavitation được sử dụng để phân tán các hạt kích thước nano vào chất lỏng, chẳng hạn như nước, dầu, dung môi hoặc nhựa.
Siêu âm phân tán của các hạt nano
Việc áp dụng các Siêu âm phân tán của các hạt nano có tác dụng đa dạng. Rõ ràng nhất là phân tán của vật liệu trong chất lỏng để phá vỡ agglomerates hạt. quá trình khác là việc áp dụng siêu âm trong suốt tổng hợp hạt hay kết tủa. Nói chung, điều này dẫn đến các hạt nhỏ hơn và tăng kích thước đồng đều. cavitation siêu âm cải thiện việc chuyển giao nguyên liệu tại các bề mặt hạt, quá. Hiệu ứng này có thể được sử dụng để cải thiện bề mặt Functionalization vật liệu có diện tích bề mặt riêng cao.
Tẩu tán và Giảm Kích thước của vật liệu nano
Vật liệu nano, ví dụ kim loại oxit, nanoclays hoặc ống nano carbon có xu hướng bị tích tụ khi trộn thành chất lỏng. phương tiện hiệu quả deagglomerating và Phân tán là cần thiết để vượt qua các lực lượng liên kết sau wettening bột. Sự tan rã siêu âm của các cấu trúc kết khối trong hệ thống treo chứa nước và không có nước cho phép sử dụng đầy đủ tiềm năng của vật liệu nanosize. Cuộc điều tra tại phân tán khác nhau của agglomerates nanoparticulate có hàm lượng rắn biến đã chứng minh lợi thế đáng kể của siêu âm khi so sánh với các công nghệ khác, chẳng hạn như máy trộn cánh quạt stator (ví dụ siêu turrax), Máy pha trộn piston, hoặc các phương pháp phay ướt, ví dụ xâu chuỗi các nhà máy hoặc nhà máy keo. hệ thống siêu âm Hielscher có thể chạy ở nồng độ chất rắn khá cao. Ví dụ cho silica tỷ lệ vỡ được tìm thấy là không phụ thuộc vào rắn tập trung lên đến 50% tính theo trọng lượng. Siêu âm có thể được áp dụng cho các phân tán tập trung cao master-lô - chế biến các chất lỏng có độ nhớt thấp và cao. Điều này làm cho giải pháp siêu âm xử lý tốt cho sơn và chất phủ, dựa trên phương tiện truyền thông khác nhau, chẳng hạn như nước, nhựa hoặc dầu.
Siêu âm homogenizer UP400St cho nano-dispersions
cavitation siêu âm
Phân tán và deagglomeration bởi ultrasonication là kết quả của cavitation siêu âm. Khi tiếp xúc chất lỏng để siêu âm các sóng âm thanh truyền vào kết quả chất lỏng trong xen kẽ chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp. Điều này áp dụng cơ khí căng thẳng trên các lực lượng thu hút giữa các hạt riêng biệt. cavitation siêu âm trong chất lỏng gây ra tốc độ cao máy bay phản lực chất lỏng lên đến 1000km / hr (xấp xỉ. 600mph). máy bay phản lực như nhấn lỏng ở áp suất cao giữa các hạt và tách chúng ra khỏi nhau. hạt nhỏ được gia tốc với máy bay phản lực chất lỏng và va chạm ở tốc độ cao. Điều này làm cho siêu âm là một phương tiện hiệu quả cho việc phân tán mà còn cho phay của micron kích thước và các hạt micron kích thước phụ.
Siêu âm Assisted Hạt tổng hợp / Lượng mưa
Hạt nano có thể được tạo ra từ dưới lên bằng cách tổng hợp hoặc kết tủa. Sonochemistry là một trong những kỹ thuật đầu tiên sử dụng để chuẩn bị các hợp chất nanosize. Suslick trong tác phẩm gốc của mình, âm trong Fe (CO)5 hoặc như một chất lỏng gọn gàng hoặc trong một dung dịch deaclin và thu được kích thước 10-20nm hạt nano sắt vô định hình. Nói chung, một hỗn hợp quá bão hòa bắt đầu hình thành các hạt rắn ra khỏi một nguyên liệu tập trung cao độ. Ultrasonication cải thiện sự pha trộn của các pre-con trỏ và tăng khối lượng chuyển ở bề mặt hạt. Điều này dẫn đến kích thước hạt nhỏ hơn và đồng đều cao.
UIP2000hdT, một ultrasonicator mạnh mẽ 2kW để phân tán SWCNTs.
Surface functionalization Sử dụng siêu âm
Nhiều vật liệu nano, như oxit kim loại, mực in phun và sắc tố mực, hoặc chất độn cho hiệu suất lớp phủ, Yêu cầu functionalization bề mặt. Để functionalize bề mặt hoàn toàn của mỗi hạt riêng biệt, một phương pháp phân tán tốt là bắt buộc. Khi phân tán, hạt thường được bao quanh bởi một lớp ranh giới của các phân tử hấp dẫn bởi bề mặt hạt. Để cho các nhóm chức năng mới để có được vào bề mặt hạt, lớp ranh giới này cần phải được chia nhỏ hoặc loại bỏ. Các máy bay phản lực chất lỏng do cavitation siêu âm có thể đạt tốc độ lên đến 1000km / hr. căng thẳng này giúp để vượt qua những lực lượng thu hút và mang các phân tử chức năng lên bề mặt hạt. Trong Sonochemistry, Hiệu ứng này được sử dụng để cải thiện hiệu suất của các chất xúc tác phân tán.
Ultrasonication trước Kích thước hạt Đo lường
Ultrasonication mẫu cải thiện tính chính xác của kích thước hạt của bạn hoặc đo lường hình thái. Các SonoStep mới kết hợp siêu âm, khuấy và bơm mẫu trong một thiết kế nhỏ gọn. Nó rất dễ dàng để hoạt động và có thể được sử dụng để cung cấp những mẫu âm trong các thiết bị phân tích, chẳng hạn như phân tích kích thước hạt. Các sonication dữ dội giúp phân tán các hạt kết tụ dẫn đến kết quả nhất quán hơn.Nhấn vào đây để đọc thêm!
Siêu âm xử lý cho phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất
bộ vi xử lý siêu âm và các tế bào dòng chảy cho deagglomeration và phân tán có sẵn cho Phòng thí nghiệm và sản xuất cấp độ. Các hệ thống công nghiệp có thể dễ dàng trang bị thêm để làm việc inline. Đối với việc nghiên cứu và quá trình phát triển, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng UIP1000hd (1.000 watt).
Hielscher cung cấp một loạt các thiết bị siêu âm và phụ kiện cho các phân tán hiệu quả của vật liệu nano, ví dụ trong sơn, mực và chất phủ.
- thiết bị phòng thí nghiệm nhỏ gọn lên đến 400 watt điện.
Các thiết bị này chủ yếu được sử dụng để chuẩn bị mẫu hoặc nghiên cứu khả thi ban đầu và có sẵn để cho thuê. - 500 và 1.000 và 2.000 watt bộ vi xử lý siêu âm như UIP1000hd thiết lập với tế bào dòng chảy và sừng tăng cường khác nhau và sonotrodes có thể xử lý các luồng khối lượng lớn hơn.
Các thiết bị như thế này được sử dụng trong việc tối ưu hóa các thông số (như: biên độ, áp suất hoạt động, tốc độ dòng chảy, vv) trong băng ghế dự bị-top hoặc quy mô nhà máy thí điểm. - bộ vi xử lý siêu âm 2kW, 4kW, 10kW và 16kW và cụm lớn hơn của một số đơn vị như vậy có thể xử lý các luồng khối lượng sản xuất ở hầu hết các cấp.
Thiết bị Bench hàng đầu có sẵn cho thuê tại điều kiện tốt để chạy thử nghiệm quá trình. Kết quả của các thử nghiệm như vậy có thể được thu nhỏ tuyến tính đến mức sản xuất – giảm nguy cơ và chi phí liên quan đến quá trình phát triển. Chúng tôi sẽ được vui để hỗ trợ bạn trực tuyến, trên điện thoại hoặc cá nhân. Xin vui lòng tìm địa chỉ của chúng tôi ở đâyHoặc sử dụng mẫu dưới đây.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:
| batch Khối lượng | Tốc độ dòng | Thiết bị khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500ml | 10 đến 200mL / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL / phút | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 đến 20L | 00,2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
| N.A. | lớn hơn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!
Vật liệu nano – Thông tin lai lịch
Vật liệu nano là vật liệu nhỏ hơn 100nm trong kích thước. Họ đang nhanh chóng tiến vào công thức sơn, mực và chất phủ. Vật liệu nano rơi vào ba loại chính: oxit kim loại, nanoclays, và ống nano carbon. hạt nano oxit kim loại, bao gồm oxit nano kẽm, oxit titan, oxit sắt, ôxít xeri và zirconium oxide, cũng như các hợp chất hỗn hợp kim loại như indium-thiếc oxit và zirconi và titan, cũng như các hợp chất hỗn hợp kim loại như indium oxit -tin. vấn đề nhỏ này có ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như vật lý, Hóa học và sinh học. Trong sơn và chất phủ vật liệu nano đáp ứng nhu cầu trang trí (ví dụ màu sắc và độ bóng), mục đích chức năng (ví dụ dẫn, bất hoạt vi khuẩn) và tăng cường bảo vệ (ví dụ chống trầy xước, ổn định UV) của sơn và chất phủ. Đặc biệt kích thước nano kim loại oxit, chẳng hạn như TiO2 và ZnO hoặc Alumina, Ceria và silica và sắc tố kích thước nano tìm ứng dụng trong sản xuất sơn và sơn công thức mới.
Khi vấn đề được giảm kích thước nó thay đổi đặc điểm của nó, chẳng hạn như màu sắc và tương tác với vật chất khác như phản ứng hóa học. Sự thay đổi trong những đặc điểm được gây ra bởi sự thay đổi các thuộc tính điện tử. Bằng giảm kích thước hạt, diện tích bề mặt của vật liệu được tăng lên. Do đó, một tỷ lệ phần trăm cao hơn của các nguyên tử có thể tương tác với các vấn đề khác, ví dụ như với ma trận của nhựa.
Hoạt động bề mặt là một khía cạnh quan trọng của vật liệu nano. Kết tụ và khối tập hợp diện tích bề mặt từ liên lạc với vật chất khác. Chỉ có phân tán tốt hoặc các hạt phân tán đơn cho phép sử dụng tiềm năng mang lại lợi ích đầy đủ của vấn đề. Kết quả phân tán tốt làm giảm số lượng vật liệu nano cần thiết để đạt được các hiệu ứng tương tự. Vì hầu hết các vật liệu nano vẫn còn khá đắt tiền, khía cạnh này có tầm quan trọng cao đối với việc thương mại hóa các công thức sản phẩm có chứa vật liệu nano. Ngày nay, nhiều vật liệu nano được sản xuất trong một quá trình khô. Kết quả là, các hạt cần phải được trộn vào công thức lỏng. Đây là nơi mà hầu hết các hạt nano tạo thành agglomerates trong quá trình làm ướt. Đặc biệt ống nano carbon rất gắn kết làm cho nó khó khăn để giải tán chúng thành chất lỏng, như nước, ethanol, dầu, polymer hoặc nhựa epoxy. thiết bị chế biến truyền thống, ví dụ -Cắt cao hoặc rotor-stator máy trộn, Máy pha trộn áp suất cao hoặc các nhà máy keo và đĩa rơi ngắn trong việc tách các hạt nano vào các hạt rời rạc. Đặc biệt đối với vấn đề nhỏ từ vài nanomet đến vài micron, cavitation siêu âm là rất hiệu quả trong việc phá vỡ agglomerates, tổ máy và thậm chí cử sơ bộ. Khi siêu âm đang được sử dụng cho phay lô nồng độ cao, các máy bay phản lực dòng chất lỏng do cavitation siêu âm, làm cho các hạt va chạm với nhau ở vận tốc lên tới 1000km / h. Điều này phá vỡ van der Waals trong agglomerates và thậm chí hạt sơ cấp.
Hielscher Ultrasonics sản xuất hiệu suất cao siêu âm homogenizers cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.