دیسپرس (پخش) کردن نانولوله های کربنی برای جوهرهای پرینتر سه بعدی با استفاده از دستگاه التراسونیک هموژنایزر
پراکندگی یکنواخت نانوتیوب های کربنی (CNT) در جوهرهای قابل چاپ سه بعدی می تواند خواص جوهر را بهبود بخشد و کاربردهای جدیدی را در زمینه های مختلف برای آن ایجاد نماید. استفاده از اولتراسونیک پروب دار، یک تکنیک دیسپرس (پخش) کردن بسیار مطمئن برای تولید نانو سوسپانسیون های پایدار نانولوله های کربنی در پلیمرها است.
دیسپرس (پخش) CNT عالی و پایدار در پلیمرها با استفاده از دستگاه هموژنایزر صنعتی التراسونیک
نانولوله‌های کربنی (CNTs) اغلب در روغن‌های سیلیکونی برای کاربردهای مختلف به دلیل خواص منحصر به فردشان دیسپرس (پخش) می‌شوند. پراکندگی CNT ها در روغن های سیلیکونی می تواند خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی مواد حاصل را بهبود بخشد. یکی از این کاربردها، ساخت پلیمرهای دوپ شده با CNT برای جوهرهای رسانای قابل چاپ سه بعدی است، به عنوان مثال، برای تولید افزودنی های حسگرهای لمسی پوشیدنی، داربست‌های بازسازی بافت خاص بیمار، و الکترودهای ECG و EEG انعطاف‌پذیر.
علاوه بر این، CNT های پراکنده شده در روغن های سیلیکونی می توانند به عنوان جوهر رسانا در دستگاه های الکترونیکی مانند نمایشگرها و حسگرهای انعطاف پذیر استفاده شوند. CNT ها به عنوان مسیرهای رسانا عمل می کنند و اجازه می دهند جریان الکتریکی جریان یابد.
مزایای استفاده از التراسونیک در دیسپرس (پخش) کردن CNT/ پلیمر
فراصوت (الترا سونیک) یک تکنیک پراکندگی بسیار کارآمد است که مزایای متعددی دارد. مزایای دیسپرس (پخش) کردن با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک نانولوله های کربنی (CNT) در پلیمرها عبارتند از:
-
پراکندگی بهبود یافته: انرژی الترا سونیک می تواند به طور موثر توده های CNT ها را تجزیه کند و پراکندگی یکنواخت آنها را در پلیمرها افزایش دهد. این منجر به یک مخلوط همگن با بهبود خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی می شود.
-
کنترل دقیق: انرژی اولتراسونیک کنترل بهتری بر فرآیند پراکندگی، مانند درجه پراکندگی و اندازه CNT ها را امکان پذیر می کند. این می تواند به دستیابی به خواص مطلوب مواد نانوکامپوزیت حاصل کمک کند.
-
کاهش زمان پردازش: پراکندگی اولتراسونیک می تواند زمان پردازش را در مقایسه با سایر روش های پراکندگی، مانند هم زدن مغناطیسی یا فراصوت (الترا سونیک) بدون حرارت، به طور قابل توجهی کاهش دهد. این روش می تواند کارایی و مقیاس پذیری فرآیند را بهبود بخشد.
-
تطبیق پذیری: پخش کننده های اولتراسونیک می توانند هر نوع نانوذراتی از جمله نانوکره ها (به عنوان مثال، نانو سیلیس)، نانولوله ها (SWNT، MWNT)، نانو ورق هایی مانند گرافن یا بورفن، نانو مواد عامل دار و همچنین نانوذرات پوسته- هسته را پردازش کنند. البته دستگاه های اولتراسونیک شرکت دانش بنیان فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) می توانند بارهای جامد بالایی را تحمل کنند و با هر حلال و مایعی سازگار هستند.
-
مقرون به صرفه: دیسپرس (پخش) کردن توسط دستگاههای اولتراسونیک در مقایسه با آسیاب ها و سایر تکنیک های پخش، تجهیزات نسبتاً ارزانی محسوب می گردند. علاوه بر این، پردازنده های اولتراسونیک بسیار قوی هستند، به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند و از نظر انرژی بسیار کارآمد هستند.
-
پردازش داخل بچ و درون خطی: پراکندگی اولتراسونیک را می توان در حالت جریان پیوسته یا داخل بچ اجرا کرد.
-
عملیات آسان: پروب های اولتراسونیک ساده و بی خطر هستند. دستگاه های اولتراسونیک دیجیتال شرکت فاپن قابل برنامه ریزی هستند.
-
مقیاس پذیری خطی: فرآیندهای دیسپرس (پخش) با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک را می توان به صورت کاملاً خطی در هر اندازه ای مقیاس کرد، که باعث می شود فراصوت (الترا سونیک) نه تنها به یک روش بسیار کارآمد، بلکه یک روش ساخت عملی برای تولید صنعتی تبدیل شود.
-
دوستدار محیط زیست: دیسپرس (پخش) کردن با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک یک روش سبز و سازگار با محیط زیست است که امکان اجتناب یا کاهش استفاده از حلال ها یا مواد شیمیایی مضر را فراهم می کند و آن را به گزینه ای امن تر و پایدار برای کاربردهای صنعتی تبدیل می کند.
پروتکل عمومی برای تولید کامپوزیت های CNT/PDMS با استفاده از اولتراسونیک
فراصوت (الترا سونیک) برای پراکندگی بسیاری از مواد با اندازه نانو در پلیمرها استفاده می شود. یک کاربرد خاص و متداول پراکندگی نانولوله های کربنی (CNTs) در دی متیل پلی سیلوکسان (PDMS) با استفاده از دستگاههای فراصوت (الترا سونیک) پروبی است. به منظور پراکندگی نانولوله‌های کربنی در ماتریس PDMS، از امواج فراصوت (الترا سونیک) با توان بالا و اثرات ناشی از کاویتاسیون آکوستیک برای جدا کردن نانولوله‌ها و مخلوط کردن آنها به طور یکنواخت در یک نانوسوسپانسیون استفاده می‌شود. دستگاه اولتراسونیک دارای پروب به دلیل توانایی در ایجاد نیروهای کاویتاسیون شدید که می تواند به طور موثر CNT های آگلومره شده را تجزیه و پراکنده کند، روشی قدرتمند برای پراکندگی CNT ها است.
دیسپرس (پخش) با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک یک روش ساده است که نیاز به عمل پیچیده ای پیش یا پس از پردازش ندارد. خود تجهیزات اولتراسونیک ایمن و دارای کاربری ساده هستند. فرآیند پراکندگی با استفاده از دستگاههای فراصوت (الترا سونیک) پروب دارمعمولاً شامل مراحل زیر است:
-
آماده سازی مخلوط CNT-PDMS: مقدار از پیش تعیین شده ای از CNT ها به ماتریس PDMS اضافه می شود و با استفاده از همزن مکانیکی مخلوط می شوند. جالب توجه است که با پیش پراکندگی CNT ها در یک حلال می توان رسانایی الکتریکی را افزایش داد. بهترین نتایج توسط تتراهیدروفوران (THF)، استون یا کلروفرم (مرتب شده بر اساس بهترین نتایج) به دست می آید.
-
فراصوت (الترا سونیک) نوع پروب: این مخلوط با استفاده از یک پروب اولتراسونیک با شدت بالا که امواج اولتراسونیک را با فرکانس معمولاً حدود 20 کیلوهرتز تولید می کند، تحت تابش امواج التراسونیک قرار می گیرد. بسته به حجم و فرمولاسیون، فراصوت (التراسونیک) معمولاً برای چند دقیقه انجام می شود تا از پراکندگی کامل CNT ها اطمینان حاصل شود.
-
نظارت بر پراکندگی: پراکندگی CNT ها با استفاده از تکنیک هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، یا طیف سنجی UV-Vis نظارت می شود. از این تکنیک ها می توان برای تجسم توزیع CNT ها در ماتریس PDMS و اطمینان از پراکندگی یکنواخت CNT ها استفاده کرد.
به طور خلاصه، فراصوت (التراسونیک) نوع پروبی یک روش قدرتمند برای پراکندگی CNT ها در پلیمرهایی مانند PDMS به دلیل توانایی آنها در ایجاد نیروهای کاویتاسیون شدید است که می تواند به طور موثر CNT های آگلومره شده را تجزیه و پراکنده کند.
مطالعات موردی ساخت کامپوزیت های CNT/پلیمر با استفاده از دستگاههای التراسونیک
پراکندگی نانولوله ها و سایر نانومواد مبتنی بر کربن با استفاده از فراصوت (التراسونیک) نوع پروب به طور گسترده مورد تحقیق قرار گرفته است و متعاقباً در تولید صنعتی اجرا شده است. در زیر، چند مطالعه تحقیقاتی را ارائه می کنیم که کارایی استثنایی پراکندگی نانولوله با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک را نشان می دهد.
پراکندگی CNT ها در PDMS برای سنسورهای پوشیدنی با استفاده از التراسونیک
دل بوسکه و همکاران (2022) آسیاب تری رول میل و التراسونیک را برای اثربخشی پراکندگی CNT مقایسه کردند. تجزیه و تحلیل روش پراکندگی نانوذرات در ماتریس پلیمری نشان می‌دهد که تکنیک فراصوت (التراسونیک) حساسیت الکتریکی بالاتری را در مقایسه با آسیاب سه رول به دلیل همگنی بالاتر توزیع CNT ناشی از نیروهای کاویتاسیون ایجاد می‌کند. با آزمایش بارگیری های مختلف CNT، آستانه نفوذ سیستم CNT-PDMS، یعنی محتوای بحرانی CNT که در آن تبدیل به رسانای الکتریکی می شود، 0.4 درصد وزنی CNT اندازه گیری شده است. نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNTs) با استفاده از دستگاه اولتراسونیک 400 واتی در چرخه پالس 0.5 و دامنه 50 درصد به مدت 2 ساعت، توسط فراصوت (الترا سونیک) پراکنده شدند.
بر اساس این تجزیه و تحلیل، شرایط بهینه برای ساخت حسگرهای پوشیدنی به عنوان 0.4 درصد وزنی CNT با استفاده از فرآیند اولتراسونیک انتخاب شد. در این راستا، تجزیه و تحلیل پاسخ الکتریکی تحت سیکل‌های بار متوالی، استحکام بالای سنسورهای توسعه‌یافته را بدون هیچ گونه آسیبی در کرنش‌های ۲، ۵ و ۱۰ درصد نشان داد که این حسگرها را برای نظارت بر کرنش متوسط قابل اعتماد می‌سازد.
استفاده از تجهیزات التراسونیک با کارایی بالا برای دیسپرس (پخش) نانوکامپوزیت های CNT / پلیمری
شرکت فاپن پروب های اولتراسونیک با قدرت بالا را برای کاربردهای دیسپرس (پخش) در آزمایشگاه و در صنعت تولید می کند. دیسپرس (پخش) کننده های التراسونیک شرکت فاپن همگن سازی و پراکندگی کارآمد و دقیق نانومواد را در حلال ها، پلیمرها و کامپوزیت ها فراهم می کنند.
این دیسپرس (پخش) کننده ها با فناوری پیشرفته اولتراسونیک، راه‌حلی سریع و آسان برای دستیابی به توزیع اندازه ذرات یکنواخت، پراکندگی پایدار و/یا عامل‌سازی نانوذرات ارائه می‌دهند. با کاهش زمان پردازش و به حداقل رساندن مصرف انرژی، دستگاههای دارای پروب اولتراسونیک می توانند بهره وری را بهبود بخشند و هزینه های عملیاتی را برای مشاغل در صنایع مختلف کاهش دهند.
دستگاههای اولتراسونیک فاپن را نیز می‌توان برای مطابقت با نیازهای خاص، با گزینه هایی از بین طیف وسیعی از اندازه‌های پروب، هورن های بوستر، سطوح قدرت و سلول‌های جریان سفارشی سازی کرد، که سازگار با فرمول‌ها و حجم‌های نانوی مختلف تولید شده اند
به طور کلی، دیسپرس (پخش) کننده های دارای پروب اولتراسونیک، یک سرمایه‌گذاری عالی برای آزمایشگاه‌ها و صنایعی است که به دنبال بهینه‌سازی جریان کار پردازش نانومواد خود و دستیابی به نتایج ثابت و قابل اعتماد هستند..
طراحی، ساخت و مشاوره – با کیفیت ساخت ایران
دستگاه های اولتراسونیک شرکت فاپن به دلیل داشتن بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی معروف هستند. استحکام و عملکرد آسان اجازه می دهد تا دستگاه های اولتراسونیک ما به سادگی با امکانات صنعتی ادغام شوند. دستگاه های اولتراسونیک فاپن در شرایط سخت و محیط های سخت به طور قابل اعتماد به فعالیت ادامه می دهند.
فاپن از تست آزمایشگاهی تا صنعتی سازی محصول همراه شماست.
قیمت دستگاه هموژنایزر ایرانی
قیمت دستگاه هموژنایزر ایرانی بسته به نوع دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی، دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی و دستگاه هموژنایزر صنعتی متفاوت است. معمولاً توان دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی 3 تا 5 برابر دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی است ولی قیمت آن در حدود2 تا 2.5 برابر قیمت هموژنایزر آزمایشگاهی می باشد. همچنین توان یک دستگاه هموژنایزر صنعتی در حدود 3 تا 5 برابر دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی و 10 تا 14 برابر دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی است ولی قیمت هموژنایزر صنعتی در حدود 2 تا 3 برابر دستگاه هموژنایزر نیمه صنعتی می باشد. ولی به هر حال قیمت هموژنایزر قیمت بسیار مقرون به صرفه ای است چون دستگاه التراسونیک (اولتراسونیک) با درآمدزایی بسیار بالا قیمت دستگاه التراسونیک (اولترا سونیک) را جبران می کند.
جهت کسب اطلاع از قیمت دستگاه هموژنایزر آزمایشگاهی و قیمت دستگاه هموژنایزر صنعتی با شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) تماس بگیرید. همکاران ما ضمن مشاوره دقیق در خصوص خرید دستگاه هموژنایزر مورد نیاز صنعت شما، خرید دستگاه التراسونیک مقرون به صرفه را به شما پیشنهاد می دهند. زیرا خرید دستگاه هموژنایزر با توجه به طیف وسیع هموژنایزر ایرانی ساخت شرکت فاپن و قیمت دستگاه التراسونیک ایرانی که بسیار پایین تراز نمونه های اروپایی و حتی چینی می باشد نیاز به امکان سنجی، تست آزمایشگاهی، تست نیمه صنعتی یا پایلوت و تست صنعتی دارد تا بهترین نتیجه در خرید دستگاه هموژنایزر را داشته باشد.
برای مشاهده دستگاه های نصب و راه اندازی شده در صنایع غذایی لینک های زیر را ببینید:
نصب و راه اندازی سامانه عصاره گیری التراسونیک
https://www.aparat.com/v/agRAm
سامانه عصاره گیری التراسونیک
https://www.aparat.com/v/mcqux
تولید سس بالزامیک با التراسونیک
https://www.aparat.com/v/uxoVe
تولید نانوامولسیون با دستگاه التراسونیک هموژنایزر نیمه صنعتی
https://www.aparat.com/v/EMQDZ
پرمیل التراسونیک