Formulación ultrasónica u materiales compuestos u reforzados
- Le materiales compuestos muestran propiedades ts'aak únicas, bey termoestabilidad, xook elástico, resistencia le tracción yéetel resistencia ti' le fractura significativamente mejorados yéetel, tune', ku utilizan ampliamente ti' le fabricación yik'áalil ya'ab k'oja'ano'ob.
- U ts'o'ok demostrado ka u sonicación u yaantal nanocompuestos ka'anal calidad yéetel CNTs ma'alob dispersos, etcétera grafeno.
- Le nu'ukulo'ob ultrasónicos utia'al u formulación compuestos reforzados u disponibles u escala industrial.
Nanocompuestos
Le nanocompuestos destacan tumen u propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, ópticas, electroquímicas yo'osal u chíikpajal ba'ax catalíticas.
Debido a u relación superficie-volumen excepcionalmente ka'anal ti' le fase refuerzo yo'osal u chíikpajal ba'ax yaan u relación bey excepcionalmente ka'anal, le nanocompuestos yaan jump'éel rendimiento significativamente asab u convencionales le compuestos. Utia'al u refuerzo u utilizan con frecuencia nanopartículas bey le sílice esférica, láminas minerales bey le grafeno wa u arcilla exfoliados, wa nanofibras bey le nanotubos carbono wa le fibras electrohiladas.
Je'ebix, ku agregan nanotubos carbono yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u conductividad eléctrica yéetel térmica, le nano sílice ku meyaj yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob le propiedades mecánicas, térmicas yéetel resistencia ja'. La tipos nanopartículas proporcionan propiedades ópticas u mejoradas, propiedades dieléctricas, resistencia ti' le u yooxol wa propiedades mecánicas bey rigidez, resistencia yéetel resistencia le corrosión yéetel le tu p'ataji'.
Ejemplos ku nanocompuestos formulados tumen ultrasonidos:
- nanotubos carbono (CNT) ti' jump'éel matriz u éster vinilo
- CNTs leti' cebollas carbono leti' nano diamantes ti' matriz metálica u níquel
- CNTs ti' jump'éel matriz aleación magnesio
- CNTs ti' jump'éel matriz alcohol polivinílico (PVA).
- nanotubo carbono multipared (MWCNT) ti' jump'éel matriz u resina epoxi (utilizando anhídrido tetrahidroftálico ti' metilo (MTHPA) bey aj nu'uktaj u curado).
- óxido grafeno ti' jump'éel matriz poli (alcohol vinílico) (PVA).
- Nanopartículas u SiC ti' jump'éel matriz magnesio
- nano sílice (Aerosil) ti' jump'éel matriz poliestireno
- óxido hierro magnético ti' jump'éel matriz flexible ti' poliuretano (PU).
- óxido níquel ti' grafito leti' poli (cloruro vinilo).
- Nanopartículas titania ti' jump'éel matriz ácido poliláctico co-glicólico (PLGA).
- nano hidroxiapatita ti' jump'éel matriz ácido poliláctico co-glicólico (PLGA).
Dispersión ultrasónica
Ultrasonic process parameters can be exactly controlled and optimally adapted to material composition and desired output quality. Ultrasonic dispersion is the recommended technique to incorporate nano particles such as CNTs or graphene into nanocomposites. Long-time tested on scientific level and implemented on many industrial production plant, the ultrasonic dispersion and formulation of nanocomposites is a well-established method. Hielscher’s long experience in ultrasonic processing of nano materials ensures a profound consulting, the recommendation of a suitable ultrasonic setup and assistance during process development and optimization.
Tu su mayoría, le nanopartículas refuerzo ku dispersan ti' le matriz ichil le procesamiento. Le porcentaje tu peso (fracción juuch') ti' le nanomaterial añadido varía ti' le escala inferior, je'ebix, ichil le 0,5 ti chúumuk le 5 ti chúumuk, ts'o'ok u le dispersión xan lograda tumen sonicación ku cha'antik ahorrar le rellenos refuerzo yéetel jump'éel asab rendimiento le refuerzo.
Jump'éel ka'anatako'ob típica ti' le ultrasonidos ti' le fabricación jach formulación compuestos nanopartículas yéetel u resina. Utia'al u producir éster vinilo reforzado yéetel CNT, ku meyajtiko'ob le sonicación yo'osal dispersar yéetel funcionalizar le CNT. Le ésteres vinilo CNT ku caracterizan tumen propiedades eléctricas yéetel mecánicas mejoradas.
Mentej clic waye' utia'al xook asab yóok'ol le dispersión le CNT!
Nanopartícula funcionalizada tumen ultrasonidos
Dispositivo ultrasónico UIP1500hd yéetel reactor flujo continuo
grafeno
Le grafeno ku propiedades meyajtbilo' u excepcionales, ka'anal relación bey yéetel juntúul baja densidad. Le grafeno yéetel le óxido grafeno ku integran ti' jump'éel matriz tu'ux yaan tia'al polímeros ligeros yéetel u ka'anal resistencia. Utia'al u kaxta'al u yúuchul le refuerzo mecánico, le láminas grafeno leti' plaquetas k'a'abéet yaantal jach dispersas finamente, ts'o'ok u le láminas grafeno aglomeradas limitan drásticamente efecto refuerzo.
Le investigación científica u demostrado u magnitud le mejora yaantal yo'osal chuunil laat'a'an ti' le grado dispersión le láminas grafeno ti' le matriz. Chéen le grafeno dispersado homogéneamente ku ts'aik le deseados táanil. Debido a u k'a'am hidrofobicidad yéetel le atracción van der Waals, le grafeno jach propenso u ts'áabal u yéetel aglomerar ti' escamas láminas monocapa interactúan débilmente.
While common dispersion techniques often cannot produce homogeneous, undamaged graphene dispersions, high power ultrasonicators produce high-quality graphene dispersions. Hielscher’s ultrasonicators handle pristine graphene, graphene oxide, and reduced graphene oxide from low to high concentration and from small to large volumes hasslefree. A common used solvent is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), but with high power ultrasonics, graphene can be even dispersed in poor, low boiling point solvents such as acetone, chloroform, IPA, and cyclohexanone.
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Nanotubos carbono yéetel uláak' nanomateriales
U ts'o'ok demostrado ti' le ultrasonidos potencia ts'aik kúuchil u dispersiones Buka'aj u fino jejeláas nanomateriales, bey nanotubos carbono (CNT), SWNT, MWNT, fullerenos, sílice (SiO2), dióxido titanio (TiO2), plata (Ag), óxido zinc (ZnO), celulosa nanofibrilada yéetel ya'ab láak'o'ob. Tu general le sonicación supera le dispersores convencionales yéetel u páajtal in kaxtik ya'ala'al máaxo'ob máano'ob únicos.
Beyxan ti' kaambalilo'ob juuch' yéetel dispersar nanopartículas, u logran excelentes ya'ala'al máaxo'ob máano'ob sintetizando nanopartículas yo'osal precipitación ultrasónica (síntesis ascendente). U ts'o'ok observado le Buka'aj partícula, je'ebix, ku magnetita sintetizada tumen ultrasonidos, molibdato sodio yéetel zinc yéetel láak'o'ob, ba'axi' menor ti' comparación yéetel le obtenido yo'osal le método convencional. Le menor Buka'aj u atribuye le asab tasa nucleación yéetel le ti' patrones u mezcla debido a le cizallamiento yéetel u le turbulencia generados tumen le cavitación ultrasónica.
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Funcionalización ultrasónica u partículas
Yo'osal superficial específica ti' jump'éel partícula aumenta yéetel le reducción Buka'aj. Especialmente ti' le nanotecnología, le expresión le yáantajo'ob le aumenta significativamente tumen le aumento u superficie le partícula. Le superficie u ya'abtal u ka modificar u tumen ultrasonidos yo'osal le unión moléculas funcionales adecuadas way le partícula. En cuanto a le ka'anatako'ob yéetel u búukinta'al nanomateriales, le propiedades u superficie le jach importantes bey le propiedades u núcleo le partículas.
Le partículas funcionalizadas tumen ultrasonidos u utilizan ampliamente ti' polímeros ti', materiales compuestos & biocomposites, nanofluidos, dispositivos ensamblados, nanomedicinas, etcétera. Tumen funcionalización u partículas, yáantajo'ob bey le estabilidad, le resistencia & Le rigidez, le solubilidad, le polidispersidad, le fluorescencia, le magnetismo, le superparamagnetismo, le absorción óptica, le ka'anal densidad electrones, le fotoluminiscencia, etcétera, u mejoran drásticamente.
Partículas náats'al ba'ax u funcionalizan comercialmente yéetel Hielscher’ Le kaambalilo'ob ultrasónicos incluyen CNT, SWNT, MWNT, GRAFENO, GRAFITO, SÍLICE (SiO2), nanodiamantes, magnetita (óxido hierro ti', Fe3O4), nano partículas plata ti', nanopartículas táak'iin, porosas & nanopartículas mesoporosas, etcétera.
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Dispersores ultrasónicos
Hielscher’s ultrasonic dispersing equipment is available for lab, bench-top and industrial production. Hielscher’s ultrasonicators are reliable, robust, easy to operate and clean. The equipment is designed for 24/7 operation under heavy duty conditions. The ultrasonic systems can be used for batch and inline processing – Flexible yéetel uchik adaptable u tuukula' yéetel requisitos.
K'iinil ultrasónicas ti' lote yéetel tu internet ichil
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| U 5 ti' 200 ml | U 50 u 500 ml leti' min | UP200Ht, UP400S |
| 0. 1 u 2L | 0. 25 ti' 2m3/Hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0. 4 u 10L | U 1 ti' 8 m3/Hr | UIP4000 |
| n.d. | U 4 u 30 m3/Hr | UIP16000 |
| n.d. | por encima de 30 m3/Hr | Racimo u UIP10000 o UIP16000 |
Dispositivo ultrasónico u laboratorio utia'al u funcionalización partículas
Bibliografía leti' Referencias
- Kapole, S.A.; Bhanvase, B.A.; Pinjari, D.V.; Gogate, P.R.; Kulkami, R.D.; Sonawane, S.H.; Pandit, A.B. (2014): “Investigación le rendimiento inhibición u corrosión le nanopigmento molibdato ti' sodio yéetel zinc preparado tumen ultrasonidos ti' jump'éel recubrimiento epoxi-poliamida ka'atúul paquetes. Interfaces Compuestas 21 leti' 9, 2015. 833-852.
- Nikje, M.M.A.; Moghaddam, S.T.; Noruzian, M. (2016): wa u túumben nanocompuestos espuma poliuretano magnético yo'osal u búukinta'al nanopartículas core-shell yilik. Polímeros vol.26 no.4, 2016.
- Tolasz, J.; Stengl, V.; Ecorchard, p'el. (2014): wa u xooko'obo' yilik compuesto óxido grafeno-poliestireno. 3 ° ja'ab Congreso Internacional u ka'a jeets', Química yéetel Biología. IPCBEE vol.78, 2014.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Tu yo'olal le materiales compuestos
Le materiales compuestos (xan k'ajóolta'ano'ob bix xooko'obo' composición) ku describen bey juntúul xooko'obo' meentik u ka'ap'éel wa asab constituyentes ba'ax ku caracterizan tumen propiedades meyajtbilo' wa químicas significativamente jejeláas. Le ken u combinan le materiales constituyentes, jump'éel túumben xooko'obo' – Le llamado compuesto – ku ye'esik jejeláas yáantajo'ob ti' le componentes individuales. Le componentes individuales permanecen separados yéetel distintos ichil le ba'ax terminada.
Le túumben xooko'obo' yaan ti' propiedades, je'ebix, jach asab k'a'an, asab ligero, asab resistente wa bey ko'oj ti' comparación yéetel le materiales convencionales. Le mejoras le nanocompuestos yaan tak propiedades mecánicas, eléctricas leti' conductoras, térmicas, ópticas, electroquímicas tak catalíticas.
Le materiales compuestos ti' ingeniería típicos incluyen:
- Bio-Compuestos
- Plásticos reforzados, bey le polímero reforzado yéetel láaj jo'ochiko'obe'
- Compuestos metálicos
- Compuestos cerámicos (compuesto matriz cerámica yéetel compuesto matriz metálica).
Le materiales compuestos u utilizan ku yo'osal le construcción yéetel estructuración materiales bey cascos u chéem, encimeras, carrocerías ti' automóviles, bañeras, tanques almacenamiento, fregaderos imitación granito yéetel mármol cultivado, bey je'el bix ti' naves espaciales yéetel péepen k'áak'obo'.
Le materiales compuestos xan páajtal utilizar fibras metálicas ku refuerzan uláak' metales, Bey ti' le compuestos matriz metálica (MMC) wa le compuestos u matriz ba'alo'ob yéetel k'at (CMC), ku incluyen baako' (hidroxiapatita reforzada yéetel fibras colágeno), cermet (ba'alo'ob yéetel k'at yéetel metal) yéetel hormigón.
Le compuestos matriz orgánica leti' agregados cerámicos incluyen concreto asfáltico, concreto polímero, asfalto masilla ti', híbrido rodillo ti' masilla, compuesto dental, espuma sintáctica yéetel nácar.
Tu yo'olal le táanil ultrasónicos ti' le partículas
Le propiedades le partículas ku páajtal uts' ka le Buka'aj le partículas reduce ti' determinado (k'ajóolta'an je'el bix Buka'aj crítico). Ka dimensiones le partículas alcanzan le nivel nanométrico, le interacciones ti' le interfaces fase mejoran tu gran medida, le ku crucial yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob le yáantajo'ob ti' le materiales. Ti' le modo, le relación superficie leti' volumen ti' le materiales ku utilizan utia'al u refuerzo ti' le nanocompuestos jach le asab significativa. Le nanocompuestos ku ts'abal ventajas tecnológicas yéetel económicas utia'al óol tuláakal le meatsil ti' le industria, incluidos meatsil aeroespacial, automotriz, electrónico, biotecnológico, farmacéutico yéetel j-ts'aako'. Uláak' nuxi' ventaja jach u respeto tuméen ka'a jeets'.
Le ultrasonidos potencia mejoran le humectabilidad yéetel le homogeneización ichil le matriz yéetel le partículas yo'osal u intensa mezcla yéetel dispersión – jach tumen cavitación ultrasónica. Since sonication is the most widely used and most successful dispersion method when it comes to nano materials, Hielscher’s ultrasonic systems are installed in lab, pilot plant and production worldwide.