Ultrazvučna disperzija silicijevog dioksida

Ultrazvučna disperzija silicijum dioksida

Silica se koristi u raznim industrijama zbog otpornosti na habanje, električne izolacije i visoke toplinske stabilnosti. Ultrazvučna disperzija pomaže u ostvarivanju potencijala silicijum dioksida poboljšavajući kvalitet disperzije.

Primene na silicijum dioksidu

Silika (SiO 2) je multifunkcionalni keramički materijal koji se koristi u raznim industrijama za poboljšanje površinskih i mehaničkih svojstava različitih materijala. Koristi se kao punilo, aditiv za performanse, modifikator reologije ili pomoćno sredstvo u obradi u mnogim formulacijama proizvoda, kao što su boje i premazi, plastika, sintetička guma, ljepila, brtvila ili izolacijski materijali. U beton se posebno dodaje silicijev dioksid (amorfni silicijev dioksid) ili silicijev dioksid u prahu radi poboljšanja čvrstoće i trajnosti betona. Dim od silicijum dioksida koristi se i u vatrostalnom betonu za smanjenje poroznosti i povećanje čvrstoće kroz poboljšano pakiranje čestica.

Disperzija silicijevog dioksida

Silicijev dioksid ima razne hidrofilne i hidrofobne oblike i obično se koristi za vrlo fine veličine čestica. Općenito, silicijev dioksid se dobro ne rasprši nakon vlaženja. Također će dodati puno sitnih mjehurića formulaciji proizvoda.

Za većinu aplikacija silicijevog dioksida važna je dobra i jednolična disperzija. Pogotovo kada se koriste u bojama i lakovima za poboljšanje otpornosti na ogrebotine, čestice silicijevog dioksida moraju biti dovoljno male da ne ometaju vidljivo svjetlo kako bi se izbjegla izmaglica i održala prozirnost. Za većinu premaza, silicijev dioksid mora biti manji od 40 nm da bi udovoljio ovom zahtjevu. Za ostale primjene, nakupljanje čestica sprječava svaku pojedinu česticu silicijevog dioksida u interakciji s okolnim medijem. U usporedbi s drugim metodama miješanja s visokim posmikom, ultrazvučni tretman pokazao se učinkovitijim u disperziji silicijevog dioksida. Kada je agregatna veličina čestica veća od 200 mikrona, većina čestica se smanjuje na manje od 200 nanometara.

Ultrazvučni tretman

U ovom radu korištene su tri vrste TiO2 praha: nanočestica P25, nanočestica ST21 i submikron HT0514. P25 i HT0514 nastaju sintezom u plinskoj fazi; ST21 se proizvodi vlažnom hemijskom sintezom. Natrijum poliakrilat (PAA) sa prosečnom molekulskom masom 1200, 2100, 8000, 15000 i 30 000 koristi se kao polimerni disperzant. Za pripremu vodene suspenzije, TiO 2 prah i PAA se miješaju u vodi. Podesiti pH otopinom amonijaka (20%, analitička ocjena). Za ultrazvučni tretman, 50 ml suspenzije je ultrazvučno ozračeno u čaši od 100 ml tokom 30 minuta. Kako bi se spriječilo vrenje vode i geliranje PAA, suspenzija je zračena 10 puta po 3 minute svaki put, jer je neprekidno zračenje od 3 minute uzrokovalo porast temperature za 60-70 ° C. Nakon 3 minuta neprekidnog zračenja svaki put, suspenzija se hladila 10 minuta.

Koristili smo dva kompleta ultrazvučne opreme, frekvencije: 20 kHz; amplituda: 30-34 mm; proizvodnja električne energije: 70-120 W; Promjer glave alata: 26 mm. Nakon 30 minuta ultrazvučnog tretmana, voda je smanjena za oko 10 zbog isparavanja. Ml. Težina je izmjerena prije i nakon ultrazvučnog tretmana i dodana je čista voda kako bi se nadoknadio gubitak. Bez obzira na amplitudu vibracija i promjer sonde, viskoznost i prosječna veličina čestica suspendovanih aglomerata smanjuju se produženjem vremena zračenja. Konačno, otopina postaje prozirna, a sio2 čestice postaju znatno manje.